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的认识仅限于肤浅的表皮。在陆地上钻探地层的最强劲钻机现在只能钻入地下10公里多一点，而海洋的钻探最深只有9000多米，这个深度只有地壳厚度的1/3。因而，地球的心脏对于人们仍是一个谜。
不久前，美国哈佛大学的地球科学家们在向地球心脏进军的征途上迈出了新的步伐，他们利用地震波遥感的方法绘制出了一幅地球地幔的大地图，从而铺开了一条通往地球心脏的路。这些科学家们利用两个分布在全世界的地震网，用53次地震时记录到的2000条地震波曲线资料，在计算机上进行数据处理，并且按地理坐标网格编汇成地图。由于地震波曲线特点反映了地球的岩石特性，当地震波在运动中遇到较刚硬的结晶岩石时，它传播速度较快，在通过较热的、融化的岩浆时，它传播的速度开始降低，从而，根据地震波传播的速度可以解释出许多过去人们所认识不到的特征。
首先，通过分析这张地图，人们对地球内部的层状结构有了新的认识。
原来，地球内部是由一个多层次构造组成。第一层就是结晶岩石圈，即通常说的地壳。地壳之下直2900公里是所谓的地幔，这是一些温度很高的熔融物质。地幔的里边是镍铁等重金属组成的地核。对地壳活动影响最深的是地幔。
它像一个大热机，翻腾着，推动着表面的地壳发生运动。地壳上许多大型运动的驱动力量就来自地幔。美国西部的洛杉矶是地球上地震频繁的地区，现在证明了，正是地壳下面的地幔轻推着这个地区的圣安德烈斯大断层，从而闹得洛杉矶不得安宁。
在地图上，人们发现许多大陆是有“深根”的，这些根子延伸到地下480多公里。例如，南美洲和非洲，最早曾经是连为一体的大陆，以后发生沧桑巨变，板块漂移，现在已经互相分离。可是，在地幔深处，却依然连成为一体，美国和非洲的“根”在地下480公里可以找到。而亚洲和非洲裂开的“根”却比地面表现得深些，在红海和亚丁湾下有巨大的裂谷。
通过这种类似于X光透视的方法绘制的图像，人们看到地球表面的许多“热点”，在地球深处可以找到源泉。像经常发生火山喷发的冰岛和夏威夷，都有“热根”通入地下，这些火山就好像一个地下岩浆的出口，一旦热点显示强烈的活力，地面就会喷发灼热的熔岩。由于这张地球构造的三维地图很有意义，世界上已有50个地球研究组织联合起来，将布设更密集的探测站，以取得更丰富的资料，使地球构造图绘制得更加详细。
探索人类自然环境病变之谜
今天的自然界是在自然本身活动及人类活动这两种影响下发生变化的，而两者又常常紧密地交织在一起。其中自然因素引起的变化（不管是长期的还是短期的）都有一个特征：通常是波动的，其数值好像总是在一些相对固定的平均值上下波动。只是在10万年甚至100万年才显示出其显著的变化。
在自然演变中，生态系统会逐渐与这缓慢变化过程相适应。
人工影响的因子，情况却不一样。它们对生态系统的影响可能会导致自然环境的平均状况发生剧烈变化。比如说，某些化学元素（如磷、氮、硫）的循环显然已遭到破坏。尽管生物圈有着巨大的适应潜力，但看来可能不是以与这种日益增长的侵蚀相匹敌。
比如，硝酸盐和磷酸盐这些无机物进入湖后就在那里形成了利于蓝绿藻类繁殖的环境。它们蓬勃生长，耗尽了湖里所有的氧，又从别的植物那里夺取了氧。美国爱里湖已表现出这种侵蚀造成的可悲后果。起先是鱼类死亡，继而湖水变质成为臭水一潭。这一过程曼延开去，影响了当地整个生态系统和全部生物进化。这有可能在地球上引起意想不到的灾难。现在人们担心这种过程可能成为地球上“水源危机”的诱因之一。
有人提出，综合监视的目的和任务应是尽可能对下列问题作出具体回答：生物圈现状如何？未来的变化是怎样的？可能出现的变化尤其是致命的、关键的变化其原因是什么？我们应该确定什么样的病变是自然界所作的反响。还应该弄清生物圈中有无尚未发现的要素，其特征如何？
接下来的问题是“观测什么？网点在何处？何时进行观测？”即怎样才能从有机和无机自然界大量要素中抛出主要因子并根据这些因子可极其简单地确定人工影响自然环境的程度和后果。然而，近年来出现的情况，使人不得不以全新的眼光来审查“污染物”和“危害”这些概念。
现已查明，即使目前从人的健康高度来看是无害的物质，也可能对生物圈中其他因子有着致命的影响，随着影响的推移，这种影响还迟早会在人体上反映出来。例如存在于气溶胶中及由某些工厂散发出来的惰性气体氟氯烷，当它到达大气高层以后，在太阳辐射的作用下发生分解，而后其分子与臭氧发生了化学反应。据报导，臭氧保护层还在变薄，这可能要引起气候变化。研究表明，世界皮肤癌发病率升高主要是和紫外线辐射加强有着直接的关系。
目前生物圈某些场合中有害剂量量值可能还远比人体所能容许的要小得多。比如说，由原子能电站散发到大气中的85氪，目前并不构成对地球居民的威胁，但威胁正从另一方面逼近生物圈。科学家们担心85氪浓度增加可能会引起大气电学性质的改变。有人预测到本世纪末地球上雷暴将减少。乍听起来，这好像是好事，因为雷暴常给人的活动造成诸多不便。可是科学家对这一前景不能赞同。热带雷暴对赤道地区和极地之间的热交换起着重要作用。说到底，热带本身正是由于雷雨才存在的。如果没有雷雨，那里的沙漠面积将会增大许多倍，这就是为什么我们也应该防止这场灾难发生的原因。
其次，研究地点的选择问题。按照逻辑，似乎应该对污染最大的、高度城市化的地区进行观测。城市总共只占地球表面的5％左右。因此，是否可以认为局部污染不反映整个地球的总的趋向呢？
在自然环境中积聚起来的中等强度的污染叫做伴溶性污染，在其作用区会有生物圈各种因子。正是这种污染成为生态学家注意的目标。因此，伴溶性污染成为全球环境监视系统的最重要研究方向之一。为此将建立一个全新的系统——由一些基本台站和地区台站组成的伴溶性污染观测网。
伴溶性污染监视的主要工作是同时对空气、大气降水、河水、海水、地面沉积物、土壤和动植物机体等所受污染进行研究。这使人有可能取得自然界中污染物质的平衡和循环的资料以及它们在动植物体中积累情况的资料。
不久前人们发现，污染物质还具有可变性质。当它从一个地区到达另一地区时，可以改变自己的形态，并使其毒性急剧增长。
水域酸化的原因是人所共知的。由电石、冶金石和炼油厂散发出来的二氧化硫使空气污染严重。在世界某些地区，雨除了名义上叫雨外，它和工业时代以前的雨已无共同性可言。现在从天上降下的不是水而是硫酸和硝酸的溶液。有人认为这种雨是“弱酸”。但实际上它很强，可以腐蚀大理石、石头和金属。现在不仅大自然和社会，而且还有许多无价的历史文物正在成为工厂和电厂吐出的硫化物的牺牲品。由于这种“酸雨”作崇，使得雅典女神庙和古罗马大剧场正受到损害而处于严重的危险中。
70年前才发现硫的生成物对植物有害。有人认为硫造成的危害并不局限于靠近污染源的一些小块森林。硫化物在空气中进行一系列化学反应并能到达很远的地方。二氧化硫离开A点时可能是无害的物质，而到达B点时可能变成毒性极大的石风甲烷。而且在二氧化硫传播路径上，硫酸最大浓度可出现在离发源地200～250公里处，而硫酸盐最大浓度可出现在600公里的地方。
因此出现了令人难以置信的情况，即远离污染源的最“洁净”地区竟然是污染最严重的地区，因为硫化物在途中与别的污染物质反应而毒性加剧。
人们广泛利用空气、土壤和水来消散工业废料。比如，有人用7～12倍活水来冲淡工业原料以便排泄。据计算，到2000年，如要满足这种用水量，就要用上全世界的河流。长时间以来，人们从高耸入云的工厂烟囱中发现了治疗“灰害”的弊端。当烟囱向数百米高空喷射有毒烟雾时，它本身成了远程的大炮。所以研究硫化物历史令人信服地表明，在我们这个时代要想享有一块“洁净”天空已属妄想了。
正因为如此，建立全球环境监护系统是今天保护地球洁净斗争中重大成果之一。这一工作现在仅是开始。人们希望人与环境不要形成悲剧性的相互关系。人们的任务是学会从人类和大自然双边利益考虑，来利用生物圈。
全球地理环境的结构
地理环境是一个统一的整体，其各组成要素和各个组成部分之间处于相互联系、相互制约之中。譬如，由于气候转暖，第四纪冰川退却，从而引起了各大洋海面的升高和海岸的变化；在陆上引起地面塑造过程、风化方式和成土作用的变化以及植物和动物的向北（在北半球）或向南（在南半球）移动等。南美洲西岸荒漠区的变化则提供了地理环境各部分之间紧密联系的生动实例。
在正常情况下，该区无论在气候、地貌、水文性质、土壤、植被的生活型等方面，均体现干旱的特性，这主要导因于南太平洋副热带高压东缘的下沉气流和沿海寒流影响。但遇西太平洋信风气流发生反向转变的年份，一股水面下的暖流沿赤道向东太平洋流动，使南美洲赤道附近西岸海面升高，表层暖水温度上升和厚度增大，于是经厄瓜多尔至秘鲁一带沿岸从赤道方面流来巨股表层暖水，使沿岸气温和降水量显著增加，导致水文、植物、动物也相应发生变化，区域的综合特性从干旱向湿润转化。这种反常现象，大致每隔二三年或四五年左右发生一次。
地球自诞生以来，风云变幻，历经沧桑，处于永恒的运动和变化之中，按照板块构造理论，地球表层岩石圈被裂解为若干巨大的板块。刚性的岩石圈板块驮伏在塑性软流圈之上，在地球表层作大规模水平运动。板块与板块之间，在地幔对流的驱动下，或相背分离，或相向聚合，或相互平移，从而发生板块的扩张、俯冲、碰撞或错动。板块运动及其相互作用，带动了大陆漂移和大洋的启闭，导致了造山运动、火山、地震等种种地质构造作用。板块构造学家认为，在早古生代，地球上存在统一的南方大陆和离散的北方大陆。到古生代末，北方大陆（劳亚古陆）与南方大陆（冈瓦纳古陆）联为一体，叫做泛大陆。此时全球是由一个大陆和一个大洋组成。从中生代至新生代，新大洋先后开启，大陆则在漂移中由合而分。其中冈瓦纳古陆发生多次分裂解体，多数裂解的块体向北漂移，相继归并于劳亚古陆，后者扩展增生；在劳亚古陆内部，北大西洋开始启开，北美大陆与欧洲乃沿此裂开、分离。
全球便逐步演变为今天各个大陆和各个大洋的分布格局，但这不过是地球发展历史的一幕。
地球表面高低起伏悬殊，形态变化多端。喜马拉雅山脉的珠穆朗玛峰的现测高度为海拔8848。13米，这是陆地上的最高点；而西亚约旦河的尾闾死海的水面为—392米，是陆地上的最低点，高低差距9240。13米。陆地地形通常分为山地、平原、高原、盆地、丘陵等类型，它们以不同的规模在各大陆上交相分布，构成陆地表面起伏不平的外貌。
山地所占面积并不大。陆地上有两大高山带，一是环太平洋带，沿太平洋两岸作南北向分布；另一个是横贯亚欧大陆中南部及非洲大陆北缘，略呈东西向分布。两大高山带是中生代以来近期地壳运动的产物，陆地上最高峻、宏伟的年轻山脉几乎都集中于此，这里也是火山和地震活动最强烈的地带。
中生代以前形成的山脉，如北美洲东部、欧洲中部和西北部、中亚、澳大利亚东部等，由于年代已久，历经风化剥蚀，与上述高山带相比，山势大为逊色。
陆地上平原面积最广，约1/4的地面海拔不足200米。多属大河冲积平原，常见于大陆中部和沿海地带，往往傍以山地或高原，这在北美和南美大陆最为显著。
大片隆起的高原一般以前寒武纪古陆为核心，地壳相对较稳定，起伏不大。如非洲大陆的高原，亚洲中西伯利亚、蒙古高原和南部三大半岛上的高原，澳大利亚西部高原，以及被巨厚冰层覆盖的南极大陆高原，等等。另一些高原处于前述年轻山脉之间，地壳活动比较强烈，海拔较高，地面起伏也很大，如亚洲的青藏高原、伊朗高原及美洲西部山系中多数山间高原等。
以海平面为基准，陆地的平均高度是875米，而海洋的平均深度达3800米。海底地形大致可分为大陆边缘、大洋中脊和洋底盆地三大单元。
大陆边缘处于大陆和洋底盆地之间广阔的过渡地带，约占大洋总面积的22％。大西洋、印度洋和北冰洋周缘称大西洋型大陆边缘，通常由大陆架、大陆坡和大陆麓三部分组成。大陆架是陆地向海洋延伸的浅水地域，地势微缓倾斜，最宽者可达1000多公里；大陆架向洋侧进入大陆坡地带，坡度显著增加，水深也急剧加大，宽约数十至数百公里，地形崎岖，常被海底峡谷所切割；大陆坡坡脚之下为大陆麓，这是由沉积物堆积而成的坦坡，宽达数百至上千公里，平缓地过渡到洋底盆地。太平洋周缘称太平洋型大陆边缘，大陆架狭窄，大陆坡很陡，缺失大陆麓，而代之以海沟。这里是板块的潜没（俯冲）带，洋底最深的地方，地壳活动特别强烈。在太平洋西缘，海沟与岛弧相伴；在太平洋东缘，海沟直接毗邻大陆地块，与陆上年轻的褶皱山脉构成地球表面最大的地形高差。
大洋中脊在太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋内连续延伸，相对高度2000～3000米，总长度约80000公里，巍然耸立在洋底之上，堪称地球表面最长的山系。在大西洋，它的位置居中，走向与两岸轮廓一致，“中脊”之名即由此而来。大洋中脊是软流圈地幔物质上涌、板块增生之处，火山活动较强烈，部分火山山峰露出海面成为岛屿。
洋底盆地介于大陆边缘与大洋中脊之间，水深一般在4000～5000米。这里分布有纵横的海岭，林立的海峰，孤立突兀的海丘，平缓隆起的海底高原，它们将洋底盆地割成若干个海盆。海盆底部发育深海平原，坡度微缓，是地球表面最平坦的部分。
全球海陆分布与地表形态
海洋和陆地是地球表面的第一级分异。太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋互相沟通，连为一体，包围着6块大陆：亚欧大陆（分为亚洲和欧洲）、非洲大陆、北美大陆、南美大陆、南极大陆和澳大利亚大陆（大洋洲的主体）。
海洋总面积36100万平方公里，陆地总面积14900万平方公里。
海陆分布有如下特点：首先，陆地主要集中在北半球，约占北半球总面积的2/5；而在南半球陆地面积只占1/5。在北半球的中、高纬度，陆地分布几乎连续不断，最为宽广；南半球的陆地在中、高纬度显著收缩，南纬56°～65°之间，除一些岛屿外，几乎全部为广阔的海洋。但是，北半球的极地是一片海洋——北冰洋，南半球的极地却是一块大陆——南极大陆。
其次，各大陆的形状都是北宽南窄，略呈倒三角形。除南极大陆外，所有大陆还南北成对分布：北美与南美、欧洲与非洲、亚洲和澳大利亚。每对大陆之间，形成范围广大的陆间海，岛屿星罗棋布。
另外，亚欧大陆东部边缘环列着一连串花彩列岛，形成向东突出的岛弧，其外侧则是一系列深邃的海沟。大西洋两岸的轮廓互为对应，这一大陆的凸出部分能与另一大陆的凹进部分嵌合。
亚洲
亚洲是世界第一大洲，居亚欧大陆东部，面临世界最大的海洋太平洋，跨越从赤道到北极的所有纬度带。因此，亚洲首先以几乎齐全的气候带、复杂多样的气候类型、强烈的大陆性和典型的季风性区别于各大洲。除温带西岸海洋性气候和极地冰原气候外，具备寒带、温带、亚热带和热带的各种气候类型。广大内陆和高纬地区，与其他大洲同纬度地区相比较，普遍表现为气温年较差大、全年降水量高度集中夏季的特点。亚洲以兼具世界最冷、最热、最干、最湿的地区之一而著称，气候要素变异的这种极端性，是气候大陆性强的另一重要反映。东亚、东南亚和南亚的季风气候，以及处于过渡地位的亚热带季风气候，在世界上具有独特意义。北亚的极地长寒气候（苔原气候）和亚寒带大陆性气候（针叶林气候）横贯大陆东西，面积广大；中亚和西亚大部分属温带、亚热带、热带干旱气候，干旱区面积之广堪与非洲相比。其地形复杂，起伏极端，平均海拔950米，山地和高原约占全洲面积的3/4。亚洲地形的基本格局是：1。崇山峻岭多汇集于中南部，与山间高原和盆地紧密结合，构成横亘东西的巨大高耸地带，即青藏高原、帕米尔山结、伊朗高原、亚美尼亚山结、安纳托利亚高原，以及北侧的祁连、昆仑、兴都库什、厄尔布尔士、高加索等山脉，南侧的喜马拉雅、喀喇昆仑、苏来曼、扎格罗斯、托罗斯等山脉；从帕米尔山结向东北，为夹峙于塔里木盆地和准噶尔盆地的天山、阿尔泰山，再经蒙古高原南北两侧山地，与西伯利亚东部诸山脉相连。
2。地势由中部向四周低降为中低山地、丘陵和平原，往西北展现着低平、坦荡的图兰平原和西西伯利亚平原，平原以东为起伏平缓的哈萨克丘陵和深受河流切割的中西伯利亚高原；在南部三大半岛上，久经侵蚀的古老高原与近代大河冲积平原相间分布，自西向东为阿拉伯台地、美索不达米亚平原、德干高原、印度河—恒河平原、掸邦高原、湄公河平原等；往东，地势呈阶梯状下降，最后降为中国东部低山丘陵和东北、华北、长江中下游等冲积平原。
3。亚