那么，地球的形状究竟是不是一个正圆球体形呢？随着科学技术的发展，在17世纪末，人们对地球是正圆球的主张开始有了怀疑。1668年，牛顿发现了万有引力定律，他以极其丰富的想象力，认为行星由于其自身的旋转，应当在两极扁平而赤道突出。1672年，法国科学院派李希尔到达赤道附近去观测火星冲日。当时他随身带了一只很准确的摆钟，到达开罗之后，他发觉摆钟每天总是慢两分钟，他不得不缩短摆长，来校正摆钟的快慢。当李希尔回到巴黎后，摆钟又变得快起来，必须重新放长摆的长度，这是什么缘故呢？牛顿受到李希尔摆钟的启示，他由此思考到，摆钟变慢的原因是重力加速度变小的缘故，一则是由于赤道附近的离心加速度大；二则是由于赤道部分凸出而造成引力变小。因此，牛顿认为，地球不是正圆球体，而是一个扁椭圆球体。但是，当时法国天文台台长为世代袭任的卡西尼家族所把持。他们祖孙四代，一贯坚持地球的极轴长于赤道外直径，像一支竖立的鸡蛋，和牛顿力学原理唱对台戏。1718年卡亚尼的儿子雅克公布了他去法国境内测量子午线一度弧长的结果，企图证明地球的形状是尖长的。但是牛顿等科学家认为测点距离太短不足以说明问题，因此仍然坚持自己的意见。双方各执己见，争论不休。究竟谁是谁非呢？
1837年，法国科学院为了解决地球形状的争论问题，派出了两个远征测量队，一个去南美秘鲁，一个去北欧极地拉卜兰德。经过九年的实测，测量结果是拉卜兰德地区的子午圈弧度比秘鲁约长15公里，事实证明牛顿力学的推算是正确的。测量队员克雷勒忠于科学，实事求是，公布了测量成果，并计算出地球扁率为1∶2972。这么一来，迫使卡西尼的第四代重孙多米尼科不得不再度进行十年的复测，在事实面前推翻了祖先的成见。从此以后，再也没有人怀疑地球是一个扁椭圆球体了。
20世纪50年代以后，科学技术发展非常迅速，为大地测量开辟了多种途径。高精度的微波测距，激光测距，特别是人造卫星上天，再加上电子计算机的运用和国际合作，使人们可以精确地测量地球的大小和形状了。通过实测和分析，终于得到确切的数据：地球的平均赤道半径为673814公里，极半径为635676公里，赤道周长和子午线方向的周长分别为40075公里和39941公里。测量还发现，北极地区约高出189米，南极地区则低下24～30米。这样看起来，地球形状其实像一只梨子：它的赤道部分鼓起，是它的“梨身”；北极有点放尖，像个“梨蒂”；南极有点凹进去，像个“梨脐”，整个地球像个梨形的旋转体，因此人们称它为“梨形地球”。确切地说，地球是个三轴椭球体。其实，地球的不规则部分对地球来说是微不足道的。从人造地球卫星拍摄的地球照片来看，它更像是一个标准的圆球。
人类对自然的认识是逐步深化的，永远没有尽头。对古老而神秘的地球的研究是一个极其巨大而艰辛的工程，经历了相当长的时间。直到今天，人类也从未中断过探索的脚步，一直在坚持不懈地揭示着地球的奥秘。
地球的自转
地球同太阳系其他行星一样，在绕太阳公转的同时，围绕着一根假想的自转轴在不停地转动，这就是地球的自转。几百年前，人们就提出了很多证明地球自转的方法，著名的“傅科摆”使人们真正看到了地球的自转。
1851年，法国物理学家傅科在巴黎国葬院安放了一个钟摆装置，摆的长度为67米，底部的摆锤是重28公斤的铁球，在铁球的下方镶嵌了一枚细长的尖针。这个巨大的装置是用来做什么的呢？原来，傅科要证明地球的自转。他设想，当钟摆摆动时，在没有外力的作用下，它将保持固定的摆动方向。如果地球在转动，那么钟摆下方的地面将旋转，而悬在空中的摆具有保持原来摆动方向的趋势，对于观察者来说，钟摆的摆动方向将会相对于地面发生变化。原理想通了，实验却并不好做。由于钟摆方向的改变是细微的，所以稍强一些的气流就会使实验结果发生变化。由于摆臂越长，实验效果越明显，所以为了观察到方向的改变，实验地点一定要设置在顶棚很高的厅堂中，顶棚用来悬挂钟摆。傅科最后选择了巴黎高耸的国葬院作为实验场所，并在摆的下放安置了一个沙盘。在摆运动时，摆尖会在沙盘上划出一道道的痕迹，从而记录了摆动方向。实验的结果与傅科的设想完全吻合，摆的摆动显示为由东向西的、缓慢而持续的方向旋转。傅科的演示直接证明了地球自西向东的自转。原来，我们脚下的地球就好像个巨大的陀螺，当用绳绕上然后拉或用鞭抽打时，可以在地上旋转一样，它也在分秒不停地自西向东旋转，每自转一圈就是一昼夜。因为地球是向东转动，而大铁球的惯性却始终是保持原来南北的摆动方向，这就产生了大铁球摆动而向西偏转的现象，因而和地板上的线段有了一个较大的夹角。如果在地球南北两极做这个实验，设法使大铁球连续摆动24小时，这时人们将会看到，大铁球的摆动平面刚好旋转了360度。
这件事发生在100多年前，当时科学还不很发达，很多自然奥秘尚未被揭示出来，人们根本不相信人类居住的地球在自转。当人们亲眼目睹过傅科的实验，并听到他的解释后，就改变了看法，相信地球在自转的人就会多起来。为了表彰付科的功绩，后人便把这种铁球大摆命名为“傅科摆”。
后来的科学家们通过对月球、太阳和行星的观测资料和对古代月食、日食资料的分析，以及通过对古珊瑚化石的研究，得到了地质时期地球自转的情况：在6亿多年前，地球上一年大约有424天，表明那时地球自转速率比现在快得多。在4亿年前，一年有约400天，28亿年前为390天。研究还表明，每经过一百年，地球自转周期减慢近2毫秒，它主要是由潮汐摩擦引起的。此外，由于潮汐摩擦，使地球自转角动量变小，从而引起月球以每年3～4厘米的速度远离地球，使月球绕地球公转的周期变长。除潮汐摩擦原因外，地球半径的可能变化、地球内部地核和地幔的耦合、地球表面物质分布的改变等也会引起地球自转周期变化。
地球自转与人类的生活息息相关，由于地球的转动具有高度的稳定性，所以长期以来，它都是时间和纪年的标准。近年来，科学家发现地球的自转与地震活动有密切的关系。因而研究地球自转的时间变化，可能成为一种监测强震的新手段。
地球的“伙伴”
在浩瀚的宇宙中，月球是离地球最近的天体，二者之间的平均距离为38万公里。月球不像其他行星那样以太阳为中心旋转，而是围绕地球转，它是地球唯一的“伙伴”——天然卫星。
月球上既没有大气，也没有水，原因是月球质量小，引力太弱，留不住它们。月球上的物体摆脱它的引力飞向太空的脱离速度，远比物体脱离地球的速度要小，只有每秒24公里。气体分子运动的平均速度只要大于逃逸速度的1／5，即每秒048公里，就会迅速飞散到宇宙空间去。实际上，在摄氏零度的氢、氦和氮等气体分子的平均速度均大于每秒048公里。因此，月球上不可能存在这些气体。由于没有大气保护，受太阳照射时月面温度很高，可达摄氏127度，所以也不会有水，因为如果有水，就会化成水汽逃逸。当然，在月球的两极，异常寒冷和阴暗，水以冰的形式存在是有可能的。
因为月球自转比地球慢许多，它的“一昼夜”长达2732地球日。这样，太阳升落也很慢，从日出到中午要经过180多个小时。而且月球周围无大气遮隔，在月球上看到的太阳比地球上要明亮千百倍，是地球人无法想象的真正的大火球，它高悬天空，似乎不动地缓缓移向天心。在烈火照耀下，温度不断升高，正午时分达到摄氏127度。过中午后，又要经过180多个小时方见日落，温度也不断回跌。日落后，长达两星期左右的漫漫长夜开始了，月面温度可降到摄氏零下183度。在夜空中，能见到一轮硕大无比的“明月”在极慢移动，这就是反射着太阳光的地球。
我们知道，地球和月球都是不发光的天体，但月球靠太阳的照射而反光，地球需要太阳的照射来维持生物的存活。由于地球和月球都是球体，同一时间内只能被太阳照射一面，另一面不被照到并且拖着一条长长的黑影子，太阳光很强烈，黑影子也便很长很明显，延伸在茫茫太空中。当月球运行到太阳和地球之间时，如果太阳、月球和地球三者正好在一条直线上或接近于一条直线时，月球的影子就一直延伸到地球的表面，处在月影之中的地球区域，便看到月球遮住太阳的景象，这便是日食。按照被月亮遮住的太阳的面积大小，日食可分为日偏食、日环食和日全食，这主要是由太阳、月亮和地球成一条线的直曲程度决定的。由于月球只在农历的每月初一运行到地球和太阳之间，所以日食必定发生在农历初一；不过，并不是说每逢初一必定发生日食。
当月球运行到地球背着太阳的阴影区域内时，月球被地球的阴影所遮掩，人们会在地球上看到月球被地球遮挡的景象，这便是月食。月食分月全食和月偏食两种，月全食时月球全部落入地球的阴影中，处在地球背着太阳那一面的人便可以都看到月全食；月偏食时，月球只是一部分进入地球的阴影中，并且始终没能全部进入，地球的阴影只是挡住了月球的一部分。由于月食时地球在月球和太阳之间，所以月食必定发生在农历每月的十五或十六日；当然，这也并不是说每逢十五或十六就一定会发生月食。
月球虽然不适宜生物存活，但并非没有认识价值。航天员登月时，发现月球上有极大储量的钛及其它矿产。利用月球矿产，可以非常便宜地制造航天飞行器硬件，而且从月球发射物体要比从地球发射容易许多，因为月球引力远比地球引力小，又无空气，航天器离开月球无须克服空气阻力。例如，从月球发射一个同高度近地轨道的有效载荷所需总能量比在地球上发射同样重量所需能量小20～30倍；又如航天飞机的载荷只占整个发射重量的15%，如果用同样的运载工具从月球发射，其有效载荷可占总发射质量50%。一旦月球获得开发，月球能作为人类飞往其他行星的理想基地。
阿波罗登月探险还发现，月球上的岩石含有氧化物。以这种形态存在的氧元素被还原出来后，可以供给月球上的居民利用，这就为在月球上建立基地和居民点，提供了氧源。月球上无空气，其重力也不大，是发展月球工业的极好场所。可以利用月球的资源就地加工生产各种材料和设备，以支持空间站和太空工厂的建设。
宇航员们从月球上带回的岩石要比我们在地球上所找到的最古老的岩石早10亿年。通过探索月球，我们不但可以弥补地球前10亿年演化历史的空白，而且也有助于我们了解生命在地球上是如何开始的，以及我们人类是如何发展而来的。科学家们确信，月球注定会成为人类活动的地方，而且有可能成为人类生存和发展的新疆域。
炙热的地核
随着科学技术的进步，人们已经初步揭示了从微小的原子世界到遥远的宇宙星空的奥秘。可是，人类对自己居住的这颗星球的内部情况却了解得很少。1918年，世界最深钻孔为2251米；1930年大约为3040米。从1970年5月起，苏联地质学家在北冰洋之滨的科拉半岛上进行钻探，至今为止已钻进到地底下12公里的深处。但即便是这个深度，同几千公里的地球平均半径比起来也实在是太微小了，充其量不过是碰破地球一点皮而已，根本无法让人们了解地球内部。目前，人们要了解地下较深处的秘密，只能是通过间接的地球物理手段，对地球加以“透视”，即用地磁、地电、地热、地震波等研究方法，间接探察地球。特别是用人工地震波在地球内部传播的记录，以揭示地心世界之谜。
1910年，南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇发现地震波在传到地下50公里处有折射现象发生。他认为这个发生折射的地带，就是地壳和下面物质的分界面。1914年美国地震学家古登堡发现地下2900多公里深处存在着另一个不同物质的分界面。以后，人们为了纪念他们，分别将其命名为“莫霍面”和“古登堡面”。用这两个面，把地球内部划分为地壳、地幔和地核3个圈层。
地壳是由各种岩石组成的地球最上面的一层，平均厚度17公里，大陆部分平均厚度33公里。地幔是地壳和地核之间的中间层，主要成分是铁镁硅酸盐类，呈固态。当压力减低到某种程度就会液化，形成流动的岩浆，当它喷出地表时，便是火山爆发。
在法国著名科幻作家凡尔纳的著作《地心游记》中，探险者们在试图穿越一座危险重重的火山时，遭到了大批恐龙的疯狂袭击。事实上，这样的情况是不可能发生的。根据地震波的变化情况，科学家们已经测出地核与地幔之间边界的温度大约为3677℃，并估计地核内部温度可能高达4982℃，几乎与太阳表面一样热。在这样的环境中，不可能有生物生存。此外，科学家还发现地核也有外核、内核之别。内、外核的分界面，大约在5155公里处。因地震波的横波不能穿过外核，所以一般推测外核是由铁、镍、硅等物质构成的熔融态或近于液态的物质组成。液态外核会缓慢流动，故有人推测地球磁场的形成可能与它有关。由于纵波在内核存在，所以内核可能是固态的。关于内核的物质构成，学术界有不少争议，许多人认为，主要是由铁和镍组成。但究竟是何物，这一切都还有待于进一步探索、证明。此外，内外核也不是截然分开的。有的学者认为，在内外核之间，还存在一个不大不小的“过渡层”，深度在地下4980～5120公里之间。
地核的密度很大，压力可达300万～370万个大气压。即使是最坚硬的金刚石，在这里也会被压成黄油那样软。地核的质量占整个地球质量的315%，体积占整个地球体积的162%。地核体积与月球相比，其空间能装下8个月球，或一个火星。
由于坚硬的地壳岩石的阻隔，迄今为止，人类对地球内部仍然所知甚少。美国科学家最近提出了一个大胆的设想：也许只要引爆1枚小小的核弹，就可以帮助我们打开通向地核之门，实现对地球内部的探索。这个设想提出后，立刻引起人们极大的兴趣。法国著名科幻小说家凡尔纳所写的《地心游记》，也许将变为现实。
地壳中的宝藏