با پیشرفت تکنولوژی در چند دهه‌ی گذشته انسان قادر شد پا را از مرزهای این کره‌ی خاکی فراتر بگذارد و با شگفتی‌های کهکشان آشنا شود، اما آیا در عصر اکتشافات فضایی اسرار حل نشده‌ای از خانه باقی نمانده است؟ در دهه‌ی ۱۹۷۰ دانشمندان مدلی پیشنهاد دادند که بر اساس آن چگونگی شکل گیری زمین توضیح داده می‌شود اما امروز پس از گذشت بیشتر از ۴۰ سال هنوز سؤالات زیادی بی‌پاسخ باقی مانده است؛
۱. آب از کجا آمده است؟
دانشمندان می‌گویند حدود ۴.۵ میلیارد سال است که زمین شکل گرفته و پس از تولد، این سیاره جز توده‌ای از صخره و مواد معدنی نبوده است. اما مهمترین بنای حیات یعنی مایعی با فرمول شیمیایی H2O چگونه و از کجا سطح زمین را فرا گرفته و شکل‌گیری حیات را در این سیاره‌ی خاکی میسر کرده است؟ خوب به نظر می‌رسد دریاها به وسیله‌ی یک سیستم توزیع بین ستاره‌ای به اینجا آمده باشند. دانشمندان حدس می‌زنند در حدود چهار میلیارد سال پیش در دوره‌ای که به عصر بمباران سنگین زمین شناخته می‌شود، در برخورد با سیارک‌های یخی، زمین مایع حیات را به دست آورده باشد، اگرچه به دلیل در دست نبودن شواهد کافی از آن زمان دانشمندان نمی‌توانند به طور حتم در باره‌ی آن نظر دهند.
۲. در مرکز زمین چه خبر است؟
افسانه‌ها و روایات قومی زیادی درباره‌ی آن وجود دارند، نویسندگان زیادی از ژول‌ورن تا آخرین فیلم‌های هالیوود از سفرهای خیالی به مرکز زمین داستان سرایی کرده‌اند و همچنان هنوز هم جذابیت اعماق زمین دانشمندان را به وجد می‌آورد. برای مدت‌ها محتوای غیر قابل دسترس هسته‌ی زمین موضوعی حل شده پنداشته می‌شد، حداقل در دهه‌ی ۱۹۴۰ دانشمندان با بررسی ساختار شهاب سنگ‌ها پیشنهاد دادند در تعامل با میزان مواد معدنی که پیش‌بینی می‌شود باید در زمین وجود داشته باشد و میزان کمتر از حد انتظار آهن و نیکل در پوسته‌ی زمین، هسته‌ی زمین باید از آهن و نیکل تشکیل شده باشد. اما اندازه گیری‌های گرانشی در دهه‌ی ۱۹۵۰ این پیش‌بینی را رد کردند، هسته از میزان پیش‌بینی شده سبک‌تر بود. امروز نیز محققان فقط حدس می‌زنند که در زیر پایمان چه عناصری وجود دارند و همچنین چالشی به نام تغییرات دوره‌ای معکوس در میدان مغناطیسی زمین که به وسیله‌ی جریان آهن مذاب در هسته‌ی بیرونی تولید می‌شود باعث تعجب و تحیر دانشمندان می‌شود.
۳. چگونه ماه در آسمان قرار گرفته است؟
آیا باقی مانده‌های برخوردی تراژیک میان زمین و سیاره‌ای در اندازه‌ی مریخ ماه را تشکیل داده است؟ هیچ اجماع جهانی در مورد این نظریه به وجود نیامده است زیرا برخی از حقایق درستی آن را زیر سؤال می‌برند، به عنوان مثال ترکیب شیمیایی سنگ‌های ماه و زمین بسیار مشابهند که نشان می‌دهد ماه می‌تواند قسمت جدا شده‌ای از زمین باشد نه باقی مانده‌ای از سیاره‌ای دیگر، در حالی که برخی از نظریه‌ها می‌گویند چرخش سریع زمین جوان به دور خود ممکن است فوران‌های آتشفشانی را تا ارتفاعی به آسمان پرتاب کرده باشد که آن‌ها در برخورد با ماه فرشی از موادی با فرمول شیمیایی شبیه به سطح زمین بر روی ماه کشیده باشند.
۴. زندگی از کجا آمده است؟
حیات بر روی زمین پا گرفته است یا در جایی میان ستارگان شکل گرفته و پیک‌هایی از شهاب سنگ آن را به اینجا آورده‌اند؟ پایه‌ای ترین اجزای تشکیل دهنده‌ی موجودات زنده مانند اسیدهای آمینه و ویتامین‌ها در دانه‌های یخی درون سیارک‌ها و در مکان‌هایی با شدیدترین شرایط آب و هوایی بر روی زمین یافت شده‌اند. مشخص کردن اینکه چگونه این مواد توانسته‌اند اولین موجودات زنده را شکل بدهند یکی از بزرگترین رازهای زیست شناسی باقی‌مانده زیرا هنوز هیچ فسیلی از اولین ساکنین کره‌ی زمین یافت نشده است.
۵. اکسیژن از کجا آمده است؟
ما وجودمان را به سیانو باکتری‌ها مدیون هستیم، موجوداتی میکروسکوپی که به تغییر فرمولاسیون شیمیایی جو کمک کرده‌اند. آن‌ها زندگی می‌کردند و پسماندهایی از مولکول‌های اکسیژن را از خود انتشار می‌دادند تا در حدود ۲.۴ میلیارد سال پیش زمین به جوی مملو از اکسیژن برسد. اما بقایای سنگی نشان می‌دهد سطح اکسیژن طی سه میلیارد سال دائماً در حال افزایش و کاهش بوده تا سرانجام در دوره‌ی کامبریَن در ۵۴۱ میلیون سال پیش سطح اکسیژن جو زمین تثبیت شده است. آیا پمپاژ اکسیژن به جو نتیجه‌ی فعالیت باکتری‌ها بوده است یا عوامل مؤثر دیگری نیز وجود داشته است؟ در‌واقع درک دلایل تغییر در سطح اکسیژن جو عاملی کلیدی در رمزگشایی از تاریخ زندگی در سیاره‌ی ما خواهد بود.
۶. چه چیزی باعث انفجار کامبریَن شده است؟
به نظر می‌رسد دوره‌ی کامبریَن زمان فوق‌العاده پیچیده‌ای برای زندگی بوده است. پس از طی چهار میلیارد سال از عمر زمین نقطه‌ی عطفی در سرنوشت این سیاره رقم می‌خورد. ناگهان حیواناتی با مغز و عروق خونی، چشم و قلب و سیستم عصبی با سرعتی بیشتر از هر دوره‌ی شناخته شده‌ی دیگری از عمر این سیاره پدیدار می‌شوند. یک پرش در سطح اکسیژن هوا درست قبل از شروع این دوره به عنوان دلیل این انفجار در تکامل موجودات زنده در نظر گرفته می‌شود، اما فاکتورهای دیگری همانند مسابقه‌ی تسلیحاتی بین شکار و شکارچی در رشد مرموز تکامل بر روی زمین سهیم هستند.
۷. چه زمانی زمین ساخت صفحه‌ای شروع شده است؟
ما می‌دانیم صفحات نازکی که پوسته‌ی زمین را پوشانده است با ضربه زدن به یکدیگر مناظری از زیبایی های کوهستان‌ها و دشت‌ها تا خشونت آتشفشان‌های خروشان را به وجود آورده‌اند. اما با تمام پیشرفت‌ها هنوز زمین شناسان نمی‌دانند تغییرات صفحه‌ای زمین از چه زمانی آغاز شده است. بجز تعداد انگشت شماری از سنگ‌های معدنی بسیار کوچک به نام زیرکن، تمام شواهدی که از ۴.۴ میلیارد سال پیش در زمین وجود داشته نابود شده است. و این شواهد محدود به دانشمندان می‌گوید در آن زمان اولین شبه قاره‌های سنگی وجود داشته‌اند، پس زمین شناسان همچنان در پی آن هستند که بفهمند حرکت صفحات زمین از چه زمانی و چگونه آغاز شده است.
۸. آیا سرانجام خواهیم توانست زلزله را پیش‌بینی کنیم؟
در بهترین حالت مدل‌های آماری فقط می‌توانند یک پیش‌بینی کلی از احتمال وقوع زلزله در آینده‌ی دور را به ما بدهند. تاکنون تمام تلاش‌ها برای پرده برداشتن از رمز و راز این پدیده‌ی طبیعی و پیش‌بینی زلزله با شکست مواجه شده است. حتی بزرگترین این آزمایش‌ها پس از ۱۲ سال به شکست انجامید، هنگامی که زمین شناسان زمین لرزه‌ای را برای پارکفیلد کالیفرنیا در سال ۱۹۹۴ پیش‌بینی کردند و تمهیداتی را برای مقابله با آن انجام دادند اما خبری از زلزله نشد تا ۱۰ سال بعد و زمین لرزه‌ی سال ۲۰۰۴ کالیفرنیا. یکی از بزرگترین موانع بر سر راه پیش‌بینی زلزله این است که هنوز نمی‌دانیم به چه دلایلی زلزله شروع می‌شود و چرا تمام می‌شود. اما با تمام این اوصاف دانشمندان به پیشرفت‌های خوبی در پیش‌بینی پس‌لرزه و همچنین ایجاد زمین لرزه‌های مصنوعی دست یافته‌اند.
