乔迪·托尔（Geordie Torr），英国知名的畅销书作家，曾任英国皇家地理学会（Royal Geographical Society）《地理》（Geographical）杂志以及《澳大利亚地理》（Australian Geographic）杂志的编辑，同时也是一名知名的摄影师。曾就读于悉尼大学和詹姆斯库克大学。曾出版过很多关于地理与旅游的图书和文章，广受读者好评。

地球的起源
约在45亿年前，经过一个名为吸积的过程，一团由宇宙尘埃组成的太阳星云组成了地球。
在46亿年前的某个时刻，静电现象使尘埃颗粒开始相互黏附，形成微粒这样的微小物体。随着这些微粒质量的增长，引力使它们与其他微粒聚集在一起，形成鹅卵石大小的石块，这些鹅卵石大小的石块聚集在一起形成更大的石块，后续过程以此类推。*终，这种增长使直径1～10千米的微小行星得以形成，即星子。
星子相撞形成了更大的天体，其中的一个在体积上比其他星子更具优势，*终成为地球。在1.2亿～1.5亿年的时间里，新生的地球受到了更多星子的撞击，逐渐变得越来越大。
随着地球的增长，它的引力变得更强，将更多的物质据为己有，并且将已经被吸引的物质压缩得更为紧密。压缩的过程使物质发热。在包括铀等元素的放射性、与彗星和小行星的碰撞等过程的作用下，地球的温度越来越高，以至于其大部分组成物质熔化，地球本质上就成了一个漂浮在太空中的熔岩球。这个过程导致地球组成部分“排序”，密度较小的硅酸盐物质上升并*终冷却形成岩石的表面或地壳，而密度较大的金属（主要是铁和镍）下沉形成了地球的核心。密度介于两者之间的物质或多或少保持熔融状态，形成中间层，称为地幔。
引力把地球拉成了一个大致的球形。然而，自转使得地球在赤道处略微隆起，形成了所谓的扁球体（地球的赤道半径比极半径长约21千米，即0.3%。）
大约45亿年前，地球已经增大到其引力场强到足以将气体原子吸附于其上，大气层因此开始形成（见第130页）。大约在这个时候，地球被一颗火星大小的原行星撞击，这颗原行星被称为忒伊亚，它的金属内核与地球的金属内核融合在一起。这次撞击产生了大量的碎片，*终合并形成月球，同时释放出大量的热量。
在几百万年的时间里，彗星和小行星的进一步撞击使地球表面形成积水，同时也使地壳中产生金属和其他重元素的沉淀。

超大陆
自大约35亿年前到30亿年前板块移动始，超大陆每5亿到6亿年就会形成和分裂一次。距今*近的超大陆，被称为泛大陆，形成于大约3亿年前，似乎包括所有陆壳的90%。泛大陆被全球性海洋泛大洋所环绕。
泛大陆在大约2.15亿年前开始分裂。从大约2亿年前开始，它慢慢分裂成两个非常大的大陆：北部的劳亚古大陆（包括现在的北美洲、欧洲和亚洲）和南部的冈瓦纳古大陆（如今南半球的大陆，以及南亚次大陆）。这两个大陆被一个叫做特提斯海分开，特提斯海残余的部分成了现在的地中海。
在泛大陆出现之前，罗迪尼亚超大陆被认为是在13亿年前到9亿年前聚合形成的超大陆。罗迪尼亚超大陆持续存在了大约4亿年，在大约7.6亿年前分裂。环绕罗迪尼亚超大陆的全球性海洋被称为米洛维亚洋。（近期，科学家提出曾短暂存在过一个超大陆，即潘诺西亚大陆，据说它形成于6亿年前，分裂于5.5亿年前，不过，这个提法仍然存在争议。）
继续向前追溯，超大陆存在的证据变得难以解释起来；然而，人们普遍认为，曾有一块聚合的超大陆，它有很多名字，包括努纳大陆、妮娜大陆等。这块超大陆是在15亿年前到12亿年前分裂的。
在此之前，凯诺兰大陆被认为存在于25亿年前左右，其前身是乌尔大陆，存在于30亿年前左右。目前理论上公认*古老的超大陆是瓦巴拉大陆，被认为存在于大约35亿年前。
按照这个周期向前推进，科学家推测，大约5000万到2亿年后，太平洋将会闭合，北美洲和亚洲聚合形成一个新的超大陆，称为阿美西亚大陆。在这种情况下，大西洋将扩张成一个新的全球性海洋。
超大陆的聚合和分裂对海平面和海洋环流模式产生了重大影响，而海洋环流模式又反过来影响了全球气候。例如，当泛大陆分裂成冈瓦纳古大陆和劳亚古大陆时，特提斯海的形成意味着赤道流可能变成环球洋流。随着赤道表面水体环球流动，水流逐渐升温，其中一些温暖的水流似乎已经流向两极：北极和南极的表面水温达到或超过10℃，因此两极地区的温度足以让森林得以形成。
同样地，冈瓦纳古大陆分裂时，南极大陆向南移动并在南极聚合，澳大利亚和南美洲向北移动，一个新的环球航道在南极周围形成，将南大洋与北方较温暖的海水隔离开来。大约在同一时间，赤道流系统被阻断，这意味着赤道水域受热减少，高纬度水域逐渐冷却，南极洲开始形成冰帽。

海洋
地球上的海洋在地球生命系统的维持中起着决定性的作用，它调节热量和气候，释放氧气，并为数十亿人提供食物。
大约71% 的地球表面被海洋覆盖，海洋面积约为3.62亿平方千米。海洋水量占地球水量的97% ，即平均深度约3700米的约13.5亿立方千米水。全球海水的总质量约为1.4×1018吨，约占地球总质量的0.023%。
大约67%的地球表面被200多米深的水所覆盖，近一半的海水在3000米深度以下。
虽然严格来讲，地球上只有一个海洋，包围着整个地球，但地理学家把它分为五个主要的大洋，它们的边界主要由分隔开它们的大陆界定。五大洋按面积大小依次为太平洋、大西洋、印度洋、南大洋和北冰洋。海是部分或全部被陆地包围的比洋小的水体。
海洋中的水并非均匀地分布在地球上：北半球有61%的表面被海洋覆盖，而南半球有81%的表面被海洋覆盖。
颜色是海洋的一个关键特征：海洋的蓝色色调是可见光谱的红色一端被海水吸收，而光谱的蓝色一端穿过海水的结果。由于光线的反射，海水中的有机颗粒和无机颗粒可以改变水体的色调，使水体看上去偏绿。
人们对全球海洋的起源，包括它*初形成的时间，都知之甚少。人们认为，地球上几乎所有的水*初都存在于组合在一起形成地球的太空岩石中。这些水以水蒸气的形式从熔岩中逸出，这个过程被称为放气。然后，大约40亿年前，当地球表面冷却到100℃以下时，水蒸气开始凝结成雨水，然后汇入低洼处形成原始海洋。
海洋的形成可能是地球生命出现的原因。大约33亿年前的前寒武纪时期的蓝细菌化石表明，当时地球上已经存在液态水。

海平面
全球海洋相对于陆地的高度不是静止不变的，在短期的时间尺度和长期的地质时间尺度上均有变化。
由于海洋在不断地运动，它相对于陆地的高度也在不断地变化。影响海平面的因素很多，包括潮汐、风、洋流、气压、重力以及水的温度和盐度等，使海平面难以精确测定。因此，我们主要讨论特定地理位置的平均海平面。
平均海平面一般是通过选择一个地点，在19年期间每小时测量一次海平面，然后取测量值的平均值来确定的。这样就可以考虑到波浪和潮汐引起的海平面波动，以及默冬章（19个回归年的时间长度与235个朔望月几乎一致）影响下海平面的较长期变化。如今，卫星高度计被用来精确测量海平面。
由于海平面是相对于邻近陆地测量的，陆地高度本身的变化也会产生影响。例如，冰盖的重量可以迫使陆地下沉。当冰盖融化时，陆地缓慢反弹，有时上升超过100米，这种现象被称为地壳均衡回弹。
海平面在地质时间尺度上变化很大。在气候更为寒冷的时期，大量的水被冻结成冰川和巨大的冰原，导致海平面大大降低。例如，大约18000年前，地球处于末次冰盛期，平均海平面比现在低100米。当时，北美洲和亚洲之间的大陆架可能已经露出水面，人们认为大陆架在两个大陆之间形成了一座陆桥，人类可以利用这座桥梁从西伯利亚迁移到现在的阿拉斯加，成为北美洲的第一批定居者。
从那时起，随着气候变暖，海平面一直在上升——*初是自然变暖，*近则是由于人类活动。至少在过去的一个世纪里，海平面平均每年上升约1.8毫米。冰川和冰盖融化，水域随着气候变暖扩张，以及为农业和其他用途开采地下水，都在海平面上升中发挥了作用。

大气
我们周围的大气并非肉眼可见的，但是，没有周围的大气，地球将变成一个与现在的地球完全不同的地方。地球周围相对较薄的气体覆盖层被称为大气层。大气层从地表延伸到约10000千米的高空，在几个方面为地球上生命的存在提供支撑：大气形成一层隔热层，帮助地球保持温暖，同时防止昼夜温度出现极端差异；大气保护我们免受太阳产生的大多数破坏性紫外线辐射；大气中包含我们呼吸的氧气和植物生长所需的二氧化碳。大气也是天气出现变化的地方，在水循环和碳循环中扮演着重要的角色。大规模的大气运动在全球热量循环中起着中心作用，并*终决定了任意特定地区的气候。从地球表面看，大气层可能看起来非常巨大，人类能够对其产生的影响微乎其微；然而，人类活动已经对大气层产生了重大的负面影响。燃烧化石燃料所释放的二氧化碳正在使地球变暖，全球气候模式发生变化，同时工业污染破坏了具有保护作用的臭氧层。

气候
某一特定地区的大气条件决定了该地区的气候，即该地区的平均天气状态，从而塑造了全球动植物群落。气候与天气是不同的。天气是我们在短期内所经历的，气候是一个地区长期经历的。两者之间的差异可以用这样一句话来概括：“气候是你所期望的状态，天气是你所看到的状态。”
气候往往被描述为天气的平均状态，但它其实远不止于此。气候包括平均天气状态以及各种与天气有关的现象的极端范围、变化和频率，这些现象需长期观测，观测时长从几个月到几百万年不等。在讨论现代气候时，通常以30年的时间段为对象——这个时间段足以过滤掉逐年变化和异常现象，也可以辨别出较长时间段的气候趋势。通常观测的气象变量包括温度、湿度、气压、风和降水等。
气候通常会在相对较大的时间尺度上发生变化——几千年到几十万年，但是由于洋流或火山活动的变化，气候变化会加快。其中一些变化发生在有规律的周期中，例如，受太阳辐射或地球轨道形状的改变驱动的变化。然而，自工业革命以来，全球气候变化相对较快，主要是由于人类活动释放的温室气体在大气层中积聚（见第182页）。
一个特定地点的气候是由多个因素决定的，包括纬度、当地地形和植被覆盖、海拔、水陆比例、与大型水体的距离及水体的温度。纬度是一个因素，因为它影响到太阳光照射地球的角度，而这又反过来影响到太阳辐射的强度，从而影响到当地的温度。风和温度在－80℃、－50℃、－20℃、25℃、50℃的洋流也对一个地区的气候有重要影响，因为它们输送热量和水分，而且往往是风暴的前驱。

气候带
地球可以根据地方气候的性质划分成不同的区域。
世界上*常用的气候带分类法是由德国气候学家和业余植物学家柯本（1846—1940）提出的。根据植被类型、降水量和温度的组合，柯本系统将全球划分为五个主要气候带。这五个气候带分别对应大写字母A到E，并根据温度、降水量和降水季节被分为几个亚类。例如，Af表示热带雨林气候，Dwa表示温带大陆性气候——冬季干燥，夏季炎热。
在大多数情况下，不同的气候带位于特定的纬度带，在大陆上位置相似。唯一的例外是大陆性气候，这种气候在南半球的高纬度地区不存在，因为那里没有足够大的大陆板块形成大陆性气候。
热带气候（A）：温度很高，但并不极端，通常在25℃～35℃，季节变化很小；月平均温度为18℃或更高。昼夜长短也没有什么变化。热带的降水量通常很大，湿度也很大。该气候类型分为热带雨林气候、热带季风气候和热带草原气候。
干旱气候（B）：年降水量偏低。分为热沙漠气候、冷沙漠气候、热半干旱草原气候和冷半干旱草原气候。频繁出现的雾也是该气候带的特征之一。
温带气候（C）：一般气候温和，夏季炎热，冬季凉爽。在该气候带可体验四个不同的季节。*冷月的平均温度在0℃～18℃，至少一个月的平均温度在10℃以上。根据降水模式（干燥的冬季或夏季，或所有季节的显著降水）和夏季温度（炎热、温暖或凉爽）进行亚类划分。
大陆性气候（D）：夏季热，冬季冷。至少有一个月的平均温度低于0℃，至少有一个月的平均温度高于10℃。顾名思义，这类气候通常出现在大陆的内部。由于南半球中纬度地区陆块较小，它们在南半球很少见。亚类在温带、亚寒带基础上再划分。
寒带气候（E）：极度寒冷，月平均温度从未超过10℃。分为苔原气候（月平均温度在0℃～10℃）和冰盖气候（月平均温度从未超过0℃）。

引言...............................................................7
陆地................................................................8
地球的起源..........................................................10
地球的结构..........................................................12
板块运动..............................................................14
火山....................................................................18
火山特征和地热特征.............................................22
地震....................................................................24
山脉....................................................................26
岛屿....................................................................28
河流....................................................................30
峡谷....................................................................32
瀑布....................................................................34
河流三角洲..........................................................36
入海河口..............................................................38
冰期...................................................................40
冰川和冰帽..........................................................42
冰盖...................................................................44
冰川地貌..............................................................46
湖泊....................................................................48
内陆海.................................................................52
地下水和含水层....................................................54
岩石、矿物和宝石................................................56
金属....................................................................58
碳氢化合物..........................................................60
土壤....................................................................62
喀斯特地貌..........................................................64
洞穴....................................................................66
滑坡和雪崩..........................................................68
海岸地貌..............................................................70
海滩....................................................................72
沙漠....................................................................74
平原....................................................................76
湿地....................................................................78
极地....................................................................80
海洋...............................................................82
海洋....................................................................84
为什么海水是咸的................................................86
海平面.................................................................88
潮汐...................................................................90
海洋环境分带.......................................................92
大陆架................................................................94
深海平原..............................................................96
海山...................................................................98
热液喷口............................................................100
海底扩张............................................................102
海沟..................................................................104
科里奥利效应.....................................................106
洋流..................................................................108
海洋输送带........................................................110
上升流...............................................................112
海洋热量和营养物质输送....................................114
海洋碳循环........................................................116
波浪..................................................................118
海啸..................................................................120
珊瑚礁...............................................................122
峡湾..................................................................124
海冰..................................................................126
大气.............................................................128
大气层...............................................................130
对流层...............................................................132
平流层...............................................................134
臭氧层...............................................................136
中间层、热层和外逸层........................................138
均质层、非均质层和电离层.................................140
气候..................................................................142
气候带...............................................................144
水循环...............................................................146
云......................................................................148
降水..................................................................150
全球降水模式.....................................................152
风暴..................................................................154
雷暴..................................................................156
气旋..................................................................158
干旱..................................................................160
洪水..................................................................162
厄尔尼诺-南方涛动............................................164
季节..................................................................166
风......................................................................168
大气环流：三圈环流模式....................................170
季风..................................................................172
急流..................................................................174
极涡..................................................................176
地磁场...............................................................178
极光..................................................................180
气候变化............................................................182
延伸阅读.......................................................188
图片来源.......................................................189