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米兰科维奇循环
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这些周期体现在地轴倾斜角度的变化、地轴摆动和公转轨道形状变化——后者叫作偏心率，或与圆形轨道的偏差。塞尔维亚天文学家米卢廷·米兰科维奇（Milutin Milankovitch，1879—1958）首次发现了这些周期，遂以他的名字命名。
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地球轨道是椭圆形的，1月份时与太阳之间的距离比7月份时要近483万千米（300万英里）。但地球轨道的椭圆程度也在变化，一段时间椭圆的程度高，然后越来越接近圆形，然后再变得椭圆，大约每10万年循环一次。地轴倾斜角度则大约每4.1万年从21.5°到24.5°之间变动一个循环。（若不是月球引力对地球起到了稳定作用，地轴的变化幅度会更大。）地轴每2.1万年摆动一次。地球轨道、地轴倾角以及地轴的摆动，是由太阳和月球对地球的引力，以及金星、火星、木星和土星与地球的距离变化导致的。这些行星质量都很大，当它们以规律的周期接近地球时，其引力会扭曲地球轨道和倾斜角度。我们生活在引力系统中，所有事物都在相互拖拽。而所有这些，也会略微改变到达地球的辐射总量和分布，继而影响气候。
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地球加工元素
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地球是太阳系中唯一一颗变动不安的行星。从大的时间跨度来看，没有任何地表特征是恒定不变的。地幔的缓慢流动导致大陆移动、破裂、连接，并循环变成地幔，周而复始。
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地球和大气层几乎形成了一个元素和养分的密闭的系统。（对于来自太阳的能量，这个系统是开放的。）地球上的所有原子，几乎都已存在了46亿年，自地球形成之日起就有。少量其他原子来自小行星。除了最轻的氢和氦之外，引力使得所有原子都无法逃离地球，而且即便是那2种最轻的原子，也损失得非常缓慢。整体看来，地球基本上拥有固定的原子“预算”。
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那么，如果不考虑大气层的话，地球的主要元素是什么呢？其中的四大元素分别是：铁、氧、硅和镁。这四大元素合起来构成了地球质量的90%以上。地壳本身则几乎有一半是氧，25%是硅，5%是铁。另外，还有一大长串的其他元素，各自只占极小的比例。
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这些比例很小的元素的原子并非静止不动，无所事事。它们以不同的组合方式，在地球系统（大气层、生物圈、水和土壤系统、地壳、地幔和地核）中的不同地方或不同存储区之间运动。这一运动叫作“生物地球化学循环”，是地质活动和生命共同作用形成的封闭体系中的循环流动。
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对于地球生命来说，至少有4种至关重要的生物地球化学循环，它们分别是碳循环、氮循环、氧循环和水循环。首先，我们来认识一下碳循环。通过燃烧化石燃料，人类文明正严重影响着碳循环。（参见http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_cycle）
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稀土元素
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所谓的“稀土元素”（Rare Earth Elements），如今经常成为新闻话题，是因为电子制造商需要稀土元素来制造手机和电脑。但其实将其称作“稀土”是用词不当，这些元素并非特别稀缺，只是大家对其都不熟悉罢了。
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有些稀土元素在地壳中就像铜、锡、锌一样常见。即便最不常见的稀土元素（铥和镏），也几乎比金常见200倍。
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稀土元素不富集在矿床中，不易开采。它们分布得非常分散，要想开采，需要破坏大面积的地表。目前，中国是世界上开采稀土元素最多的国家，付出了沉重的环境代价。现在，其他国家也在加紧开采稀土元素。人类建立“循环系统”势在必行，不仅要循环使用难以开采的元素，还要保护水系统免受这些元素的污染，如果简单地丢弃这类元素制造的产品，会毒化水系统。
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火山把二氧化碳喷到空气中，就会使碳原子进入大气层。在大气层中，二氧化碳溶解在雨水中，形成酸雨。酸雨落在裸露的岩石上，会将其分解，雨水携带着岩石中更多的碳，流入溪流和江河，汇入海洋。在海洋中，碳组成了鱼类、浮游生物和贝类的身体和外壳。而这些生物死后，残骸沉入海底，形成岩石。板块构造活动最终又让海底岩石返回地幔，进入高温的内部地幔进行循环。火山喷发再次把碳原子从那里带出来，释放到大气中。据估计，完成这样的一个循环平均需要1.5亿年左右。
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碳循环
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数百万年之后，通过火山喷发，碳再次进入大气层。酸雨将碳带回地表，流入海洋，成为岩石的一部分，之后再次循环进入上地幔，然后再一次通过火山喷发回到大气中。
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今天的月球地质学家是如何做研究的？
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天文学家已经详细了解了遥远恒星的构成，但在那之后的几十年里，没有人知道月球是由什么构成的。这个反差似乎很奇怪，毕竟，月球比恒星离地球近得多。
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但要考虑一点：月球本身不发光，它所有的光都是反射太阳的光。由于月球本身不发光，天文学家就无法绘制月光的光谱。没有光谱，就无法知道构成月球的元素。
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1967年4月20日，美国国家航空航天局向月球发送的带有土壤挖掘装置的设备成功登陆月球。按照计划，它有14天的日照时间，之后月球进入14天的夜晚，它会用尽太阳能板储存的电。1969年11月，阿波罗12号的宇航员带回了这个设备的一些部件。
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1969年7月29日，人类第一次登上月球。接下来的3年里，执行阿波罗任务的宇航员，从6处不同的探索基地，收集并带回了重达382千克（842磅）的月球岩石、岩芯、沙砾、沙和尘土。苏联的自动化航天器也从其他登陆点带回了300克（0.66磅）的采样。
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美国收集的月球岩石主要存放在得克萨斯州休斯敦市的林顿·约翰逊（Lyndon B. Johnson）太空中心。一些样品分配给了一些科学家和教育专家。（大家可以来此虚拟旅游，了解存放月球样品的大楼的情况。请登录：http://curator.jsc.nasa.gov/Lunar/laboratory_tour.cfm。）
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月球地质学家已经对这些月球岩石做了分析，确定月球的年龄约为44.5亿年。经研究发现，月球的构成元素与地球相同，只是比例不同。月球地质学家总结了关于月球起源的现有理论，这些理论得到了月球岩石的化学构成的证实——其构成与地球地幔岩石的构成非常类似。月壳大约形成于44亿年前，之后经历了密集的小行星撞击。由于板块构造运动造成的地表腐蚀和陆地循环，地球上没有留下小行星撞击的痕迹。但月球没有板块构造运动，地质学家根据月球上的证据推断，地球在那段时期也一定遭受了小行星的密集撞击。