С давних пор люди пытались постичь строение Вселенной, объяснить, как образовалась Солнечная система, откуда взялись растения и животные. Слагались сказки и мифы, выдвигались гипотезы и теории. Вначале преобладали «божественные» гипотезы, в которых Солнце, Земля, другие планеты и звезды выступали в роли богов, сказочных существ или представлялись результатом деятельности богов, мифических героев.

Впоследствии появились более или менее научные гипотезы. Долгое время в науке господствовала геоцентрическая система мира Птолемея, согласно которой в центре Вселенной находится Земля, а вокруг нее обращаются Солнце, планеты и звезды.

Только в XVI в. польский астроном Николай Коперник заложил основы гелиоцентрической системы. Эту систему развили итальянские ученые Джордано Бруно и Галилео Галилей. Они доказали, что Земля наравне с другими планетами движется в пространстве вокруг Солнца и, кроме того, вращается вокруг своей оси.

Земля имеет 6 оболочек: атмосферу, гидросферу, биосферу, литосферу, пиросферу и центросферу.

Атмосфера — внешняя газовая оболочка Земли. Ее нижняя граница проходит по литосфере и гидросфере, а верхняя — на высоте 1000 км. В атмосфере различают тропосферу (двигающийся слой), стратосферу (слой над тропосферой) и ионосферу (верхний слой).

Средняя высота тропосферы — 10 км. Ее масса составляет 75 % всей массы атмосферы. Воздух тропосферы перемещается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.

На формирование поверхности Земли большое влияние оказывает выветривание. Оно обусловлено многими причинами. Выветривание представляет собой дробление пород под воздействием колебания температур. Каждая порода состоит из одного, двух или нескольких минералов. От нагревания разные минералы по-разному расширяются, от охлаждения — по-разному сжимаются. В твердой породе впоследствии появляются трещины, и постепенно она рассыпается на обломки. Физическому выветриванию способствует и корневая система растений. Попадая в трещины, вода замерзает, расширяется и давит на стенки трещины с силой, достигающей иногда десятков тысяч ньютонов на 1 см² поверхности. Все это приводит к возникновению россыпей и каменных потоков, которые скатываются с вершин скал вниз, заполняя впадины, выравнивая рельеф.

В земной коре и в настоящее время происходят значительные изменения. Наблюдаются колебания земной коры, движение отдельных участков суши в горизонтальном направлении (Калифорнийское побережье передвигается на север, Баварские Альпы — в сторону Мюнхена).

История Земли делится на спокойные и бурные периоды. Спокойные периоды характеризуются общим погружением суши в воду и наступлением моря. Главную роль в формировании рельефа в спокойный период играют экзогенные процессы, приводящие к накоплению мощных слоев осадочных пород.

В бурные периоды земная кора быстро поднимается. Море отступает. На месте морских бассейнов возникают горы. От колебания земной коры породы сминаются в складки. В отдельных случаях слои пород перемещаются по трещинам вверх или вниз, разрываются, образуя бугры или пропасти. На поверхность из раскаленных слоев Земли изливается магма и застывает, образуя магматические породы: граниты, базальты.

Предположив, что первичный океан был пресноводным, ученые установили, сколько лет прошло, пока реки принесли в него то количество солей, которое содержится теперь в океане. Получилось около 500 000 лет. По скорости современного осадкообразования ученые пытались определить время, в течение которого накоплялись мощные осадочные толщи. Получились разные числа: от 15 тыс. до 3–7 млн. лет. В последнее время возраст Земли определяют по образовавшимся в результате различных радиоактивных процессов породам и минералам. Определенный таким образом возраст Земли составляет 4–10 млрд. лет.

Но наиболее надежным методом изучения истории Земли остается пока палеонтологический. Его разработали английский ученый Вильям Смит и французский ученый Жорж Кювье. Эти ученые пришли к выводу, что каждому комплексу осадочных пород соответствует комплекс ископаемых существ. Если, например, в слое известняка найден панцирь трилобита, то можно заключить, что данный слой образовался в палеозойскую эру — свыше 300 млн. лет тому назад. В то время на Земле обитали эти членистоногие животные.

Архейская эра ведет свое начало со времени, когда Земля сформировалась как планета — около 4 млрд. лет назад. Ее продолжительность составляет 1 млрд. лет.

Первичная кора, образовавшаяся в результате охлаждения Земли, беспрерывно разрушалась паром и газом, которые выделяло раскаленное вещество. Извергаемая миллионами вулканов лава застывала на поверхности, образуя первичные горы и плоскогорья, материки и океанические впадины.

Мощная, плотная атмосфера также охлаждалась, в результате чего выпадали обильные дожди. На горячей земной поверхности они мгновенно превращались в пар. Сплошные облака обволакивали Землю, препятствуя прохождению солнечных лучей, согревающих ее поверхность. Твердая кора охладилась, океанические впадины заполнились водой.

В отложениях протерозоя мы уже находим следы ползания червей, отпечатки кишечнополостных, иглы губок, раковины простейших — существ довольно сложных в биологическом отношении. Эволюционный процесс проходит от простых к сложным организмам. Следовательно, возникновение протерозойских существ было невозможно без длительного эволюционного процесса, который ведет свое начало от комочков цитоплазмы, появившихся в архейских морях.

В протерозойских отложениях был найден углеобразный материал шунгит. Это свидетельствует о появлении в протерозойской эре растений, из остатков которых образовался уголь. Отложения мрамора позволяют сделать вывод о том, что в протерозое жили животные с известковыми раковинами. С течением времени образовавшиеся из отложений этих раковин известняки превратились в мрамор.

Палеозойская эра началась 600 млн. лет тому назад. Различают шесть ее периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермский.

В палеозое прошли два горообразовательных процесса: каледонский (в кембрии — нижнем девоне) и герцинский (в верхнем карбоне — перми), в результате которых неоднократно изменялись очертания материков и морей. Палеозойские отложения представлены главным образом глинами, известняками, доломитом, мергелями, песчаниками, солью и каменным углем.

На протяжении палеозойской эры органический мир завоевал сушу. Среди животных появились первые позвоночные, среди растений — споровые и хвойные.

Отложения ордовика были выделены в Англии и описаны английским геологом Р. Мурчисоном. По решению XXI сессии Международного геологического конгресса ордовик выделен в самостоятельную систему.

Материк Лавренция в ордовикский период распался на четыре больших и ряд более мелких островов. На месте Русского материка образовались два больших острова, разделенных узким проливом. Почти половина территории Сибирского и Китайского материков была залита мелким морем.

В южном полушарии образовался огромный материк — Гондвана, включавший современную Южную Америку, южную часть Атлантического океана, Африку, Индийский океан, Австралию, Северную Азию. Начинают формироваться Северный Тянь-Шань, Алтай, Австралийские Кордильеры, Западно-Сибирские хребты.

Силурийский период назван в честь древнего кельтского племени силуров. Он подразделяется на два отдела: нижний и верхний силур. В силуре в северном полушарии вновь образовался материк Лавренция. Наступавшее с юга на территорию Гондваны море образовало большой мелкий залив, почти разделивший Гондвану на две части. Другие материки и острова мало изменили свои очертания, приобретенные в кембрии.

Характернейшая особенность силурийского периода — постепенное опускание суши под воду. Море размывало многие сформировавшиеся прежде горные массивы и залило огромные площади. Медленное погружение суши и опускание дна океана привели к накоплению осадочных пород — мергелей, песчаников, доломитов, граптолитовых сланцев, брахноподовых и корраловых известняков.

Девонские отложения впервые были описаны в английском графстве Девоншир. Девонский период подразделяется на три отдела: нижний, средний и верхний. В девоне северные материки образовали единый большой материк Атлантию, восточнее которого находилась Азия. Продолжает существовать Гондвана. Огромные материки были перегорожены горными хребтами, которые, разрушаясь, заполняли обломками впадины между горами. Климат стал сухим и жарким. Пересыхали озера и лагуны, а входившие в состав их вод соли и гипсы выпадали в осадок, образуя соленосные и гипсоносные толщи. Усиливается вулканическая деятельность.

В среднем девоне море вновь наступает на сушу. Возникают многочисленные впадины. Их постепенно заливает море. Климат становится теплым и влажным. В верхнем девоне моря снова обмелевают, возникают небольшие горы, которые в дальнейшем были почти полностью разрушены. Наиболее характерные отложения девонского периода — континентальные красные песчаники, сланцы, гипсы, соль, известняки.

В отложениях этого периода находят огромные залежи каменного угля. Отсюда и произошло название периода. Есть и другое его наименование — карбон.

Каменноугольный период подразделяется на три отдела: нижний, средний и верхний. В этот период физико-географические условия Земли претерпели значительные изменения. Неоднократно менялись очертания материков и морей, возникали новые горные хребты, моря, острова. В начале карбона происходит значительное опускание суши. Морем были затоплены обширные площади Атлантии, Азии, Гондваны. Уменьшилась площадь больших островов. Исчезли под водой пустыни северного континента. Климат стал очень теплым и влажным.

В нижнем карбоне начинается интенсивный горообразовательный процесс: формируются Арденны, Гарц, Рудные горы, Судеты, Атласские горы, Австралийские Кордильеры, Западно-Сибирские горы. Море отступает.

Пермские отложения впервые были описаны вблизи города Перми. Пермский период подразделяют на два отдела: нижний и верхний.

В результате горообразовательных процессов возникла Урало-Тянь-Шаньская платформа, Атлантия соединилась с Азией. Образовался огромный северный материк Лавразия. Продолжают формироваться Американские Кордильеры и Анды, Австралийские Кордильеры и Донецкий кряж. На территории Гондваны образовались большие углубления, в которых накапливались толщи осадочных пород: песков, гипсов, конгломератов.

Климат стал очень сухим. Исчезают многие внутриконтинентальные моря, озера, болота. Высокие горы обусловили дифференциацию климатических условий. В результате деятельности многочисленных вулканов возникли толщи вулканических пород.

Мезозойская эра — это эра средней жизни. Она названа так потому, что флора и фауна данной эры являются переходными между палеозойской и кайнозойской. В мезозойскую эру постепенно формируются современные очертания материков и океанов, современная морская фауна и флора. Образовались Анды и Кордильеры, горные массивы Китая и Восточной Азии. Сформировались впадины Атлантического и Индийского океанов. Началось формирование впадин Тихого океана.

Подразделяется мезозойская эра на три периода: триасовый, юрский и меловой.

Триасовый период получил свое название от того, что к его отложениям причисляют три разных комплекса пород: нижний — континентальный песчаник, средний — известняковый и верхний — нейпер.

Впервые отложения данного периода были найдены в Юрах (горы в Швейцарии и Франции), отсюда и произошло название периода. Юрский период подразделяется на три отдела: лейяс, догер и мальм.

Отложения юрского периода довольно разнообразны: известняки, обломочные породы, сланцы, магматические породы, глины, пески, конгломераты, сформировавшиеся в разнообразнейших условиях.

Значительно распространены осадочные породы, содержащие множество представителей фауны и флоры.

Меловой период получил такое название потому, что с ним связаны мощные отложения мела. Он подразделяется на два отдела: нижний и верхний.

Горообразовательные процессы в конце юрского периода значительно изменили очертания материков и океанов. Северная Америка, отделенная прежде от огромного Азиатского материка широким проливом, соединилась с Европой. На востоке Азия сомкнулась с Америкой. Южная Америка полностью отделилась от Африки. Австралия находилась там же, где она находится и в настоящее время, однако была меньше по размерам. Продолжается формирование Анд и Кордильер, а также отдельных хребтов Дальнего Востока.

Кайнозойская эра — эра новой жизни — началась около 67 млн. лет назад и продолжается в наше время. В эту эру сформировались современный рельеф, климат, атмосфера, животный и растительный мир, человек.

Кайнозойская эра разделяется на три периода: палеогеновый, неогеновый и четвертичный.

Палеогеновый период (в переводе — родившийся давно) делится на три эпохи: палеоценовую, эоценовую и олигоценовую.

В палеогеновый период еще существует северный материк Атлантия, отделявшийся широким проливом от Азии. Австралия и Южная Америка в общих чертах уже приобрели современные формы. Сформировалась Южная Африка с островом Мадагаскар, на месте ее северной части находились большие и малые острова. Индия в виде острова приблизилась к Азии почти вплотную. В начале палеогенового периода опустилась суша, в результате чего море заливало значительные площади.

Неогеновый период (в переводе — новорожденный) подразделяется на два отдела: миоцен и плиоцен. В этот период Европа соединяется с Азией. Два глубоких залива, возникших на территории Атлантии, впоследствии отделили Европу от Северной Америки. Полностью сформировалась Африка, продолжалось формирование Азии.

На месте современного Берингова пролива продолжает существовать перешеек, соединявший Северо-Восточную Азию с Северной Америкой. Время от времени этот перешеек заливало мелководное море. Океаны приобрели современные очертания. Благодаря горообразовательным движениям формируются Альпы, Гималаи, Кордильеры, восточно-азиатские хребты. У их подножья образуются впадины, в которых откладываются мощные толщи осадочных и вулканических пород. Дважды море заливало обширные площади материков, откладывая глины, пески, известняки, гипсы, соль. В конце неогена большая часть материков освобождается от моря. Климат неогенового периода был довольно теплым, и влажным, однако несколько более прохладным по сравнению с климатом палеогенового периода. В конце неогена он постепенно приобретает современные черты.

Четвертичный период подразделяется на два отдела: плейстоцен (время почти новой жизни) и голоцен (время совсем новой жизни). С четвертичным периодом связаны четыре больших оледенения. Им дали следующие названия: гюнцское, миндельское, рисское и вюрмское.

На протяжении четвертичного периода материки и океаны приобрели современные очертания. Неоднократно изменялся климат. В начале плиоценового периода произошло всеобщее поднятие материков. Огромный гюнцский ледник двигался с севера, неся с собой большое количество обломочного материала. Его толщина достигала 800 м. Крупными пятнами он покрыл бóльшую часть Северной Америки и альпийскую область Европы. Под ледником находилась Гренландия. Затем ледник растаял, а обломочный материал (морена, валуны, пески) остался на поверхности почвы. Климат сделался относительно теплым и влажным. В то время острова Англии отделялись от Франции речной долиной, а Темза была притоком Рейна. Черное и Азовское моря были значительно шире современных, а Каспий — более глубоководным.

Четвертичный период называют еще антропогеновым (родивший человека). С давних пор люди задумывались над тем, как они появились на Земле. Охотничьи племена считали, что люди произошли от животных. У каждого племени был свой предок: лев, медведь или волк. Эти животные считались святыми. Охотиться на них строго запрещалось.

По мнению древних вавилонян, человека создал из глины бог Бэл. Греки считали творцом людей царя богов Зевса.

Древнегреческие философы пытались объяснить появление человека на Земле более земными причинами. Анаксимандр (610–546 гг. до н. э.) объяснял происхождение животных и людей воздействием Солнца на ил и воду. Анаксагор (500–428 гг. до н. э.) полагал, что люди произошли от рыб.