南极洲大陆海岸线长约24700千米，边缘海有属于南太平洋的别林斯高晋海、罗斯海、阿蒙森海和属于南大西洋的威德尔海等。主要岛屿有奥克兰群岛、布韦岛、南设得兰群岛、南奥克尼群岛、阿德莱德岛、亚历山大岛、彼得一世岛、南乔治亚岛、爱德华王子群岛、南桑威奇群岛。地形横贯南极的山脉将南极大陆分为两部分。东南极洲，面积较大，为一古老的地盾和准平原，横贯南极山脉绵延于地盾的边缘；西南极洲面积较小，为一褶皱带，由山地、高原和盆地组成。东西两部分之间有一沉陷地带，从罗斯海一直延伸到威德尔海。南极洲大陆平均海拔2350米，是地球上最高的洲。最高点伯德地的文森山海拔5140米。大陆几乎全部被冰雪所覆盖，冰层平均厚度有1880米，最厚达4000米以上。大陆周围的海洋上有许多高大的冰障和冰山。全洲仅2%的土地无长年冰雪覆盖，被称为南极冰原的“绿洲”，是动植物主要生息之地。“绿洲”上有高峰、悬崖、湖泊和火山。罗斯岛上的埃里伯斯火山是著名的活火山。
南极洲的气候
南极洲的气候特点是酷寒、风大和干燥。全洲年平均气温为-25摄氏度，内陆高原平均气温为-56摄氏度左右，极端最低气温曾达-89.2摄氏度，为世界最冷的陆地。全洲平均风速17.8米／秒，沿岸地面风速常达45米／秒，最大风速可达75米／秒以上，是世界上风力最强和最多风的地区。绝大部分地区降水量不足250毫米，仅大陆边缘地区可达500毫米左右。全洲年平均降水量为55毫米，大陆内部年降水量仅30毫米左右，极点附近几乎无降水，空气非常干燥，有“白色荒漠”之称。
南极洲每年分寒、暖两季，4~10月是寒季，11~3月是暖季。在极点附近寒季为连续黑夜，这时在南极圈附近常出现光彩夺目的极光：暖季则相反，为连续白昼，太阳总是倾斜照射。
丰富的资源
南极洲蕴藏的矿物有220余种。主要有煤、石油、天然气、铂、铀、铁、锰、铜、镍、钴、铬、铅、锡、锌、金、铜、铝、锑、石墨、银、金刚石等。主要分布在东南极洲、南极半岛和沿海岛屿地区。如维多利亚地有大面积煤田，南部有金、银和石墨矿，整个西部大陆架的石油、天然气均很丰富，查尔斯王子山发现巨大铁矿带，乔治五世海岸蕴藏有锡、铅、锑、钼、锌、铜等，南极半岛中央部分有锰和铜矿，沿海的阿斯普兰岛有糠、钴、铬等矿，桑威奇岛和埃里伯斯火山储有硫磺。
南极洲植物稀少，仅有苔藓、藻类、地衣和几种显花植物。海水中或陆地边缘的常见动物有海豹、海狮和海豚，鸟类有企鹅、信天翁、海鸥、海燕等；海洋中盛产鲸类，有蓝鲸、鲱鲸和驼背鲸等，是世界上产鲸最多的地区。南极周围海洋中还盛产磷虾，可满足人类对水产品的需求。
什么是地球磁场
地球磁场是指地球所具有的磁性现象，又称“地磁场”。地磁场的形成具有一定特殊性，按照旋转质量场假说，地球在自转过程中产生磁场。科学家们已基本掌握了地磁场的分布与变化规律。
地球的内部结构可分为地壳、地幔和地核。美国科学家在试验中发现，地球内外的自转速度是不一样的，地核的自转速度大于地壳的自转速度。也就是说，地球表面的人虽然感觉不到地球的自转，但却能感觉到地核旋转所产生的质量场效应，就是它产生了地球的表面磁场。
科学家在研究中还发现，地核的自转轴与地球的自转轴不在一条直线上，所以由地核旋转形成的地磁场两极与地理两极并不重合，这就是地磁场磁偏角的形成原因。
科学家们在对地磁场的研究中发现，地磁场是变化的，不仅强度不恒定，而且磁极也在发生变化，每隔一段时间就要发生一次磁极倒转现象。
地球磁场特点
地球磁场受到外界的影响比较大，尤其是太阳风。因为太阳风是一种等离子体，必定也有磁场的存在，太阳风会很毫不留情的吹响地球磁场，但是，毫不示弱的地球磁场会进行有效的反击和防卫，因而形成了一个被太阳风包围的大磁圈。
科学家证实，地球磁场永远不会枯竭。因为地核的体积大，温度和压力非常高，地层的导电率就会很高，电流会永不停歇的在其中流动。研究发现，地磁场的存在，估计至少已有35亿年之久，并不是一成不变的。地球磁场方向为：地球北极为S极，南极为N极。
地磁场的形成具有一定特殊性，按照旋转质量场假说，地球在自转过程中产生磁场。但是，从运动相对性的观点考虑，居住在地球上的人是不应该感受到地磁场的，因为人静止于地球表面，随地球一同转动，所以地球上的人是无法感觉到地球自转产生的磁场效应的。
通常所说的地磁场只能算作地球表面磁场，并不是地球的全球性磁场（又称空间磁场），它是由地核旋转形成的。
地磁场对人体的影响
既然地球是个大磁石，我们人类会一直罩在地球磁场内，我们的一举一动都会受到地球磁场的影响。
有关专家研究表明，保持和地球的南北磁力线平行的的时候，对人体会更加的有益。因而，我们睡觉的时候，最好选择头北脚南的姿势，因为人体随时随地都受到地球磁场的影响，睡眠的过程中大脑同样受到磁场的干扰。
因为人们睡觉的时候采取头北脚南的姿势，会使磁力线平稳地穿过人体，最大限度地减少地球磁场的干扰。睡觉姿势，身睡如弓效果好，向右侧卧负担轻。研究表明，“睡如弓”能够恰到好处地减小地心对人体的作用力。
苹果砸出的万有引力
一个偶然的事件往往能引发一位科学家思想的闪光。
1666年夏末一个傍晚，在英格兰林肯州乌尔斯索普，牛顿腋下夹着一本书走进他母亲家的花园里，坐在一棵树下，开始埋头读他的书。当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃动起来。一只历史上最著名的苹果落了下来，打在23岁的牛顿的头上。
恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上，以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上？为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上？正是从思考这一问题开始，他找到了这些问题的答案——万有引力理论。
由于牛顿的《自然哲学的数学原理》一书没有叙述苹果落地的故事，致使许多人对苹果落地一说持保留意见。实际上，牛顿的亲戚和朋友多次证实苹果落地的故事。
法国文学家、科学家伏尔泰曾追忆过，他在牛顿去世前一年去英国时，听牛顿的继姊妹说过，一天，牛顿躺在苹果树下，忽然看到一个苹果落地，引起了他的思考。牛顿灵机一动，脑中突然形成一种观点：苹果落地和行星绕日会不会由同一宇宙规律所支配？由此为引子牛顿最终悟出了万有引力定律。
牛顿晚年的一位密友斯多克雷也明确提到，在1742年4月的一天，和牛顿共进午餐后，一起来到牛顿家后园，并在苹果树下饮茶。在谈话中“他（指牛顿）告诉我正是在过去同样情况下，注意引力的思想出现在他的脑海里，那是在一棵苹果树下偶然发生的，当时他处于沉思冥想之中。”
万有引力的论证
人人都知道物体下落的重力现象，但没有一个科学家能够论证这一现象的科学原理。牛顿高明的地方就在于他解决了以前的科学家没有能够解决的数学论证问题。
1679年，物理学家胡克曾经写信问牛顿，能不能根据向心力定律和引力同距离的平方成反比的定律，来证明行星沿椭圆轨道运动。牛顿没有回答这个问题，因为当时他也没有完全弄明白。
1685年，天文学家爱德蒙·哈雷（哈雷彗星的发现者）登门拜访牛顿时，牛顿已经发现了万有引力定律：两个物体之间有引力，引力和距离的平方成反比，和两个物体质量的乘积成正比。当时已经有了地球半径、日地距离等精确的数据可以供计算使用。
牛顿向哈雷证明地球的引力是使月亮围绕地球运动的向心力，也证明了在太阳引力作用下，行星运动符合开普勒运动三定律。
在哈雷的敦促下，1686年底，牛顿写成划时代的伟大著作《自然哲学的数学原理》一书。牛顿在这部书中，从力学的基本概念（质量、动量、惯性、力）和基本定律（运动三定律）出发，运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具，不但从数学上论证了万有引力定律，而且把经典力学确立为完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体力学统一起来，实现了物理学史上第一次大的综合。
万有引力定律的伟大意义
17世纪早期，人们已经能够区分很多力，比如摩擦力、重力、空气阻力、电力和人力等。牛顿首次将这些力归结到万有引力概念里。
牛顿在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里，对万有引力定律进行了描述。
这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为工程学的基础。
他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。
在牛顿以前，天文学是最显赫的学科。但是为什么行星一定按照一定规律围绕太阳运行？
天文学家无法圆满解释这个问题。万有引力的发现说明，天上星体运动和地面上物体运动都受到同样的规律——力学规律的支配。
牛顿万有引力的发现，为天文学的发展起到巨大的推动作用。
大气层
在地球引力作用下，大量气体聚集在地球周围，形成数千千米的大气层。大气层又叫大气圈，地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的气体密度随离地面高度的增加而变得愈来愈稀薄。探空火箭在3000千米高空仍发现有稀薄大气，有人认为，大气层的上界可能延伸到离地面6000千米左右，大气层没有确切的上界。
大气层的空气密度随高度而减小，越高空气越稀薄。整个大气层随高度不同表现出不同的特点，分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层，再上面就是星际空间了。
大气的组成成分
自然状态下，大气是由混合气体、水汽和杂质组成。除去水汽和杂质的空气称为干净空气。干净空气的主要成分为78.09%的氮，20.94%的氧，0.93%的氩。这三种气体占总量的99.96%，其它各项气体含量计不到0.1%，这些微量气体包括氖、氦、氪、氙等稀有气体。在近地层大气中上述气体的含量几乎可认为是不变化的，称为恒定组分。
在干净空气中，易变的成分是二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）等，这些气体受地区、季节、气象以及人类生活和生产活动的影响。正常情况下，二氧化碳含量在20千米以上明显减少。
大气层划分
对流层在大气层的最低层，紧靠地球表面。对流层的大气受地球影响较大，云、雾、雨等现象都发生在这一层内，水蒸气也几乎都在这一层内存在。这一层的气温随高度的增加而降低，大约每升高1千米，温度下降5～6摄氏度。动、植物的生存，人类的绝大部分活动，也在这一层内。因为这一层的空气对流很明显，故称对流层。
对流层以上是平流层。平流层的空气比较稳定，大气是平稳流动的，故称为平流层。在平流层内水蒸气和尘埃很少，并且在30千米以下是同温层，其温度在零下55摄氏度左右，温度基本不变，在30~50千米内温度随高度增加而略微升高。