地质作用
地质作用是指作用于地球的自然力使地球的物质组成、内部结构和地表形态发生变化的作用。引发地质作用的自然力叫地质营力。地质作用又有物理作用、化学作用和生物作用之分。它们既发生于地表，也发生于地球内部。有的激烈急促，如地震；有的微弱缓慢，如风化作用。地球的现状是地质作用长期改造地球的结果。
地质营力源于能。来自地球内部的称为内能，主要有地内热能、重力能、地球旋转能、化学能和结晶能。来自地球外部的称为外能，主要有太阳辐射热、位能、潮汐能和生物能等。
内力地质作用是由于地球内部能产生的地质作用，这类地质作用主要发生在地下深处，有的可波及到地表。它使岩石圈发生变形、变位，或发生变质，或发生物质重熔，以至形成新岩石。外力地质作用是因地球外部能产生的，它主要发生在地表或地表附近。
外力地质作用几乎都离不开重力能的参与。外力地质作用使地表形态和地壳岩石组成发生变化。根据地质营力，内力地质作用又可分成构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。外力地质作用又可分成河流的地质作用、地下水的地质作用、冰川的地质作用、湖泊和沼泽的地质作用、风的地质作用和海洋的地质作用等。外力地质作用按照其发生的序列还可分成风化作用、斜坡重力作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用。
风化作用
风化作用中最简单的要数物理风化了，在沙漠地区非常明显。因为那里气温白天高达40℃～50℃，晚上可降到0℃以下，岩石受热膨胀，遇冷收缩，这种胀缩在岩石表部和核部是不一样的。由于不同矿物的膨胀系数不一样，久而久之，岩石出现了裂隙，由大块变成了小块，由小块变成砂，由砂变为土，石头就这样被“消化”掉了。在有化学作用和生物作用参与的情况下，风化作用进行得更快，风化的过程和产物也更丰富多彩。
风化现象中最常见的是岩石的球状分化，这是因为岩石的外层很容易发生成层裂开和鳞片状剥落的缘故，兼之岩石内常有相互交错的裂缝，沿裂缝风化最深，棱角磨得最圆。在悬崖陡坡上的岩石，因风化而发生崩落，崩落下来的石块顺山坡流动，最后在山坡脚下稳定的地方堆积下来，形成上尖下圆的锥形体，叫做倒石锥。如果是一个平缓的山坡，崩落下来的岩块杂乱地堆积在那里，会形成石滩或石海。
物理风化、化学风化和生物风化作用的综合产物是风化壳。在一个发育完好的风化壳中，硅酸盐矿物已全部分解，形成硅及三价金属的胶体氢氧化物，产生的典型矿物是游离的氢氧化铁和氢氧化铝（褐铁矿、水赤铁矿、针铁矿、铝土矿等，俗称铁帽），如华北中奥陶统灰岩之上的风化壳、广西下二叠统灰岩之上的风化壳等。以生物风化作用为主的风化作用的综合产物是土壤；除植物外，气候在土壤形成的过程中起了重要的作用。
风化作用犹如蝼蚁，几乎无所不在，无孔不入，它对人们带来的困扰，可与生锈、虫蛀并排。修公路修铁路时，常可开挖出非常好的地质露头，有些现象的意义足以与“名胜古迹”媲美，吸引了中外地质学家前去研究。但几年过后，研究成果发表了，纪念碑竖起来了，露头也风化了。在我国南方气候炎热而潮湿的地区，化学风化作用的速度极快，裸露的岩石只要几年便因风化而变得疏松，风化层可厚达几十米。位于洞穴或石窟（着名的如云岗石窟、敦煌石窟等）的浮雕或石雕虽免于风吹雨淋之苦，但仍因风化而变得斑驳陆离。埃及的狮身人面屹立在大自然已有4000多年了，相对来说风化进行得较慢，原因之一是那里气候干燥，只有物理风化在起作用。而狮身人面像是从一整块灰岩上雕凿出来的，抗物理风化能力较强；第三个原因是那里风沙大，飞沙经常把它掩埋起来，保护了它免受风吹日晒。游客们在欣赏她勃发的英姿时，哪里会想到可能昨天她还埋在飞沙中呢？
地下水世界
打开一幅幅地图，我们可以看到河流交错纵横，湖泊星罗棋布。其实，地底下照样有河流（常称暗河或伏流）和湖泊，只不过它们发育在地质学家所称的溶洞里，构成一个景色无边的地下水世界。
世界上最大的溶洞是北美阿巴拉契亚山脉的犸猛洞，地处肯塔基州境内，洞深64千米，所有的岔洞连起来的总长度达250千米。洞里宽阔的地方像广场，狭窄的地方像长廊，高的地方有30米高，整个洞平面上蜿蜒曲折，垂直向上可分出三层。雨季，整个洞内都有流水，成为地下河流。在坡折处河水倾泻，形成瀑布；旱季，局部地区有水，成地下湖泊，可能还有积水很深的潭，不妨称无底潭。说它是个美不胜收的地下水世界真是恰如其分。
地下水世界
我国是个多溶洞的国家，尤以广西境内的溶洞着称，如桂林的七星岩、芦迪岩等。北京西南郊周口店附近的上方山云水洞，深612米，有七个“大厅”被一条窄长的“走廊”相连，洞的尽头是一个硕大的石笋，美名“十八罗汉”，石笋背后即是深不可及的落水洞，也有一定规模。周口店的龙骨洞，洞虽不大，却是我们老祖宗的栖身地。
溶洞的生成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙（CaCO3），在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙\[Ca(HCO3)2\]，后者可溶于水，于是有空洞形成并逐步扩大。这种现象在南欧亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地形。
喀斯特地形按其发育演化，可划分为以下6种。1）地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀，形成溶沟（或溶槽），原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋。2）地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀，超过100米深后形成落水洞。3）从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动，形成溶洞。4）随地下洞穴的形成地表发生塌陷，塌陷的深度大面积小，称坍陷漏斗，深度小面积大则称陷塘。5）地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用，形成坡立谷和天生桥。6）地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行。
云南路南的石林是上述第一阶段（溶沟阶段）的产物，这里的自然风光因阿诗玛姑娘的动人传说而变得格外旖旎。桂林的象鼻山，则是原地下河道出露地表形成的。在广西境内，经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞，俗称“神女镜”或“仙女镜”。
冰川的作用
在欧洲的大部分地区都能够发现一个非常奇怪的现象：孤零零地分散着几块与周围的岩层绝不相同的大岩块，有的古老变质岩的岩块只在斯堪的那维亚地区才有。第一个指出它们是冰川作用产物的人叫阿加西斯。1840年，他在伦敦地质学会作了题为“论冰川及苏格兰、爱尔兰、英格兰冰川存在的证据”的演讲，引起了强烈的反响。阿加西斯的证据，一是刻槽和擦痕，包括冰川砾石上的和冰川经过地方的羊背石上的擦痕，羊背石间常积水成湖，所以形成了芬兰这样的千湖之国的特殊景观，二是含大量巨砾的松散沉积层是冰川融化后堆积下来的，所以与基岩决然不同。
莱伊尔曾明确表示这个演讲是反均变论的，因为地球如果昨天寒冷（确切的术语是“冰期”）今天暖和（属“间冰期”），那就不能将今论古了。然而，真理的声音毕竟不能阻挡。现在，科学家们已经确切地知道第四纪内发生过四次冰期，以第二次（即民德冰期）的规模最大。在北美东部，当时的冰盖越过哈得逊湾和五大湖区，南达俄亥俄河和密苏里河流域；北美西部则从育空地区和不列颠哥伦比亚西部延伸到浦杰特桑德湾。在欧洲，它从斯堪的那维亚半岛、北海、波罗的海、不列颠群岛大部，向南到德国中－北部、波兰、俄国东延至西伯利亚，再横跨干枯的白令海峡到阿拉斯加。这个冰盖中的冰储量相当于今天南极洲和格陵兰岛冰储量的3倍。
通俗地讲，冰川就是冰的河流，它也会漂流，只是速度很缓慢；在流动时冰川对冰床发生创蚀（就像用刨子刨木头那样），并把刨下来的岩块冻结在冰川里一起漂游。当冰川消融后，冰川内携带的岩块就作为冰碛物堆积下来。就这样，斯堪的那维亚的变质岩“跑”到了英国和德国，原来是冰川开的“玩笑”！
尽管是玩笑，因为不同时期的冰川发育有严格的地域范围，因而冰碛物成了良好的构造化石。第四纪的冰期延续时间长，覆盖范围大，但仅见于北半球。晚古生代的冰川遗迹则只见于南半球的克拉通地区，如印度、南非、澳大利亚、巴西等地。这套冰碛层及其上的陆相含煤地层（时代从二叠纪到早白垩世）构成了被地质专家们称之为冈瓦纳相的地层，是冈瓦纳大陆的特征建造。早震旦世的南华冰期沉积及其与灯影组白云岩、震旦纪末寒武纪初的含磷沉积三位一体，是扬子-塔里木次大陆的特征建造。早元古代也有冰川活动，其遗迹发现于北美大陆北部和欧洲北部，而且两者能很好对比，说明本来就是一套沉积，只是后来大西洋的打开使两者被拆开罢了。
海洋运动
谈起大海，人们的第一个联想是蔚蓝的海面。大家可千万别被迷惑：纯净的海水是无色透明的，而大海在阳光的照耀下才呈现蓝色。这是因为海水质点对黄、橙、红色光的吸收力最强；绿、青、蓝色光的光波短，能量大，可以到达海水较深处才被反射回来，使海洋呈现蓝色。
影响海的颜色的一大原因是悬浮的泥沙。黄海，顾名思义是黄色的，因为河流入海时携带了大量泥沙；远离河口，逐渐变为黄绿色和蓝绿色。第二个原因是浮游生物，尽管体积小，但数量多，如红海；第三个原因是深度。通俗地说，海越深，则蓝色越深。南海显然较黄海东海深，因而呈深蓝色。在阳光不好的情况下，一些深海盆呈暗蓝色或“黑色”，像死海和黑海。
洋底沉积物中分布最广的是抱球虫软泥，它主要由抱球虫的石灰质骨骼组成，呈白色、粉红色或黄色的松散沉积物。大洋黏土也是分布较广的洋底沉积物，常因含锰而呈褐色。大陆斜坡下部的沉积物也很细，以各种黏土为主，与洋底沉积不同的是有陆源碎屑沉积。如果陆源碎屑中富含氧化铁的矿物，黏土呈红色，如巴西海岸、长江口和亚马逊河口的近代海底沉积物。如果陆源碎屑中富硫化物和有机质，则形成蓝色黏土（实际上呈深蓝色），有硫化氢的气味，经常形成黄铁矿和白铁矿，其表层因受海水的氧化作用而呈褐色。如果沉积物中含较多的海绿石矿物，形成绿色黏土，深度相对较浅。
海水除了波浪和潮汐以外，还能发生大规模的水平方向上的流动，称为洋流或海流，洋流是海洋里的“河流”，尽管没有岸或堤，其流动是有规律可寻的。早在17世纪，人们就在冰岛捞到了生长在南美的棕榈树，在格陵兰捞到了生长在西伯利亚的松树，并知道它们是顺着海洋中的“河流”漂过去的。
引起洋流的主要因素是海水密度的差异和长期的定向风对水面的摩擦。热带洋面上稳定的信风不断地把海水从东向西运移，产生赤道洋流。大西洋内的赤道洋流向西流时被阻于北美大陆，只能向北折入墨西哥湾。湾里的水多了，容纳不下了，只能沿北美的东岸再向北流动。洋流进入温带后，温带盛行的西风又把洋流驱向东流。同时，在温带还有沿欧洲大陆的西岸的海水来补偿因赤道洋流的向西流而亏空的海水，这种洋流叫补偿流。
太平洋内的赤道洋流向西流到菲律宾后折向中国台湾省进而到达日本，其移动的图案与大西洋的几乎完全一致。
洋流按温度有暖流与寒流之分。暖流内温度和盐度很高，有机质和食物却并不见得丰富，但在其流经的近岸地区形成了一个相对温暖的小气候。寒流则相反。寒流与暖流相会的地方是海洋生物最理想的生活环境。