英文中，“土壤”和“地球”都是同一个英文单词：“earth”，土壤，被他形象地比喻为，地球所拥有的一层深色皮肤，以矿物质和生物分子构成。在我们已知的宇宙世界中，只有地球，拥有这样一层独一无二的皮肤，而地球上生命的奇迹，就来自这层独特皮肤的滋养。

土壤的形成，需要三个要素，岩石、水和最初的生命。地球大约已经存在了45.5亿年，而在地球诞生1.5亿年后，岩石和水就已经宣告存在，随后，在30多亿年之前，生命，也就是所谓能够自我改变和维持的化学系统，也在海洋中宣告诞生。

岩石，是制造土壤的首要原料。在经年累月的岁月中，岩石在热力、机械力和化学过程的合力中，逐渐风化：热量促使岩石膨胀、破裂，在零摄氏度下的低温中，液态水凝结膨胀为冰，进一步促使岩石开裂，随着岩石中更多的成分暴露在空气中，更神奇的变化发生了：石灰石，会逐渐在水中溶解，另一些成分会和空气中的氧以及其他物质发生化学反应，变成更细小的颗粒和碎片：比如，构成地壳中最常见的基础岩石，砂岩的基础物质二氧化硅，在逐渐分解后，就变成了我们熟悉的沙粒。它是土壤成分中最大的矿物颗粒，造就的空隙，能够让空气和水在土壤中自由流动。土壤中最小的颗粒，黏土，则是由吸收了水分和硅酸盐矿物质组成，体积可以和细菌一样细小，能够吸附各种各样的金属成分。

在黏土和沙粒之间，还有一些中等大小的颗粒，叫粉砂，是由岩石中的矿物质，比如石英和长石组成的混合物。如果把土壤看做是一座立体大型都市，那么这些颗粒就相当于面积、高度各不相同的建筑物，而形形色色的微生物，就开始纷纷入住。根据生物学家统计，全球土壤中，累计生活着30万亿亿亿种类的细菌，总体数量更是惊人，相当于在一个茶勺所能容纳的土壤里，就有几十亿个细菌。

如此繁多的细菌，就迅速和土壤形成了某种共生关系：土壤是它们赖以生存的基础，而细菌则通过形形色色的生物化学反应，来改造土壤环境，为更加复杂的生命形式诞生，创造条件。如果我们在雨后走到户外的郊野中，深吸一口气，就会闻到一股泥土特有的，湿润而略带腥味的气息。这种独特的“土味儿”来自土壤中细菌释放的化学物质，土臭素。它虽然味道不好闻，但饱含了从微生物，到动植物都必需的化学物质。

全球可考的物种，有25%栖息在土壤之中，一公顷土壤中，栖息的生物总量会超过1500公斤，相当于两头奶牛。所以根据科学家的测算，土壤之所以在距今大约35亿年前这个时间段宣告出现，很可能就是细菌等早期生物孜孜不倦努力的结果。

具体来说，细菌是如何把地球上这些岩石碎屑改造成土壤的呢？比如，有些细菌通过持续分泌酸性物质，来分解矿物，从中获取营养成分；还有一些细菌，能把大气中的四氧化二氮转换成为氨元素，储藏在土壤中，这就为早期植物的诞生和进化提供了必要的营养：在细胞分裂和生长过程中，如果氮元素的供应不足，新细胞的形成和生长就会受到抑制，会直接导致植物生长发育缓慢或停止。

直到今天，氮肥也是人工合成化肥中的重要门类，是帮助农作物茁壮成长，提高产量的主力。

植物从土壤中诞生，在随后的漫长岁月里不断演化。反过来，植物也在反哺孕育它的土壤，和其他依靠土壤存活的生物。比如，植物的根系通过光合作用，把光合作用中固定下来的碳输入土壤，为土壤中的其他微生物，以及地表上的其他大型动物提供维系生存繁衍所需要的关键营养。全球土地的碳储量大约为两万五千亿吨，超过了自18世纪中叶以来人类活动所造成的碳排量总和。

同时，植物会分离出植物蛋白、多糖等物质，以黏液的形式注入土壤，让土壤颗粒凝结成块，而当植物和动物死亡后，细菌和真菌等微生物又通过分解它们的残骸，从中获取能量，为土壤注入更多的养分，从而形成了地球陆地生态系统中，生生不息的能量循环。