ธรรมชาติ

โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวในปัจจุบันที่ทราบว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่ และลักษณะทางธรรมชาติของโลกเป็นหัวข้อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หลายสาขา ในระบบสุริยะ โลกเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เป็นอันดับที่สาม, ดาวเคราะห์ชั้นในที่ใหญ่ที่สุด, และใหญ่เป็นอันดับห้า ลักษณะภูมิอากาศที่โดดเด่นที่สุดคือ บริเวณขั้วโลกขนาดใหญ่สองขั้ว แถบเขตอบอุ่นสองแถบ และบริเวณเส้นศูนย์สูตร มีเขตร้อนที่กว้างจนถึงบริเวณกึ่งเขตร้อน^[7] หยาดน้ำฟ้ามีปริมาณแตกต่างกันตามพื้นที่ ตั้งแต่หลายเมตรต่อปีจนถึงน้อยกว่ามิลลิเมตร พื้นผิวโลกร้อยละ 71 ปกคลุมด้วยมหาสมุทรน้ำเค็ม ที่เหลือเป็นทวีปและเกาะต่าง ๆ ซึ่งสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ตั้งถิ่นฐานอยู่ทางซีกโลกเหนือ

โลกวิวัฒน์ผ่านกระบวนการทางธรณีวิทยาและชีววิทยาซึ่งยังคงเหลือร่องรอยของสภาพดั้งเดิมอยู่ พื้นผิวส่วนนอกแบ่งเป็นแผ่นเปลือกโลกหลายแผ่นที่ค่อย ๆ เลื่อนที่ ชั้นในที่ยังมีพลังอยู่ อันประกอบด้วยชั้นเนื้อโลกที่มีสมบัติพลาสติกและแก่นเหล็กที่สร้างสนามแม่เหล็ก แก่นโลกนี้แบ่งเป็นสองชั้น ประกอบด้วยแก่นชั้นนอกที่อยู่ในเฟสของเหลวและชั้นในที่อยู่ในเฟสของแข็ง การพาความร้อนที่แก่นกลางของโลกสร้างกระแสไฟฟ้าผ่านกระบวนการไดนาโมและเกิดสนามแม่เหล็กโลกตามมา

สภาพบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไปจากสภาพดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญเพราะการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต^[8] ซึ่งสร้างสมดุลทางระบบนิเวศที่ธำรงเสถียรภาพของสภาพพื้นผิวดาว แม้จะมีความแตกต่างของภูมิอากาศอย่างมากในแต่ละพื้นที่ อันเป็นไปตามละติจูดและปัจจัยทางภูมิศาสตร์อื่น ๆ แต่ภูมิอากาศโลกโดยรวมในระยะยาวค่อนข้างเสถียรระหว่างช่วงอบอุ่นระหว่างยุคน้ำแข็ง (interglacial period)^[9] ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยโลกหนึ่งหรือสององศาเซลเซียสมีผลกระทบใหญ่หลวงต่อสมดุลระบบนิเวศและธรณีวิทยาตามที่เป็นจริงของโลก ดังเคยปรากฏมาแล้วในอดีตยุคดึกดำบรรพ์^[10][11]

ธรณีวิทยา

ธรณีวิทยาเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ ศึกษาเกี่ยวกับสสารทั้งสถานะของแข็งและของเหลวที่ประกอบกันเป็นโลก ขอบเขตของธรณีวิทยาครอบคลุมการศึกษาองค์ประกอบ, โครงสร้าง, คุณสมบัติทางกายภาพ, พลวัติและประวัติศาสตร์ของมวลสารของโลก รวมถึงกระบวนการที่มันเกิดขึ้น เคลื่อนย้ายและเปลี่ยนแปลง เป็นสาขาวิชาที่สำคัญสาขาหนึ่งและมีความสำคัญต่อการสกัดแร่และสารประกอบไฮโดรคาร์บอน, ความรู้และการบรรเทาภัยธรรมชาติ, สาขาวิศวกรรมธรณีเทคนิคบางสาขาและภูมิอากาศวิทยาบรรพกาล

วิวัฒนาการทางธรณีวิทยา

ธรณีวิทยาของพื้นที่หนึ่งวิวัฒน์ไปตามกาลเวลาเมื่อหน่วยหินถูกทับถมและถูกแทรก กระบวนการเปลี่ยนลักษณะเปลี่ยนรูปทรงและตำแหน่งของมันไป

เริ่มต้นหน่วยหินถูกแทนที่ด้วยการทับถมบนพื้นผิวหรือรุกล้ำเข้าไปในหินท้องที่ (overlying rock, country rock) การทับถมสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อตะกอนจมลงสู่ใต้พื้นผิวโลก และต่อมาแข็งตัวเป็นหินตะกอน หรือเมื่อวัตถุภูเขาไฟ เช่น เถ้าภูเขาไฟหรือลาวาไหลปกคลุมพื้นผิว หินอัคนีแทรกซอน เช่น หินอัคนีมวลไพศาล หินอัคนีรูปเห็ด พนังและพนังแทรกชั้น ผลักขึ้นไปด้านบนสู่หินที่ทับอยู่ และตกผลึกขณะที่หินอัคนีแทรกซอนรุกล้ำเข้าไป

หลังลำดับหินขั้นแรกถูกทับถมแล้ว หน่วยหินสามารถเปลี่ยนลักษณะ และ/หรือ เปลี่ยนสัณฐานได้ การเปลี่ยนลักษณะโดยทั่วไปเกิดขึ้นเป็นผลของการย่อสั้นลงในแนวนอน การขยายขนาดในแนวนอน หรือการเคลื่อนที่ตามแนวระดับ กฎเกณฑ์โครงสร้างเหล่านี้เกี่ยวข้องอย่างกว้าง ๆ กับแนวแผ่นเปลือกโลกลู่เข้าหากัน แนวแผ่นเปลือกโลกลู่ออกจากกัน และแนวแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่สวนกันตามลำดับ

มุมมองทางประวัติศาสตร์

ประเมินว่าโลกก่อตัวขึ้นเมื่อราว 4,540 ล้านปีก่อนจากเนบิวลาสุริยะ พร้อมกับดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ดวงอื่น^[12] ดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นราว 20 ล้านปีให้หลัง ในตอนแรกโลกยังหลอมเหลวอยู่ แต่ชั้นนอกของดาวเคราะห์เย็นตัวลง เกิดเป็นเปลือกแข็ง การกำจัดแก๊สและกิจกรรมของภูเขาไฟผลิตบรรยากาศยุคแรก ไอน้ำที่ควบแน่น ซึ่งส่วนใหญ่หรือทั้งหมดมาจากน้ำแข็งจากดาวหาง ก่อให้เกิดมหาสมุทรและแหล่งน้ำอื่น^[13] เชื่อกันว่ากระบวนการทางเคมีซึ่งมีพลังสูงผลิตโมเลกุลที่สามารถทำสำเนาตัวเองได้เมื่อราว 4,000 ล้านปีมาแล้ว^[14]

ทวีปก่อตัวขึ้น แตกออกและจัดตัวใหม่เมื่อพื้นผิวโลกเปลี่ยนรูปในห้วงหนึ่งร้อยล้านปี บางครั้งรวมกันเกิดเป็นมหาทวีป (supercontinent) ราว 750 ล้านปีก่อน มหาทวีปแรกสุดที่ทราบ คือ มหาทวีปโรดิเนีย ได้เริ่มแยกออกจากกัน ภายหลังกลับมารวมกันเกิดเป็นมหาทวีปแพนโนเทียซึ่งแตกออกเมื่อราว 540 ล้านปีก่อน และท้ายสุด มหาทวีปพันเจีย ซึ่งแยกออกจากกันเมื่อราว 180  ล้านปีก่อน^[16]

มีหลักฐานสำคัญว่ากิริยาธารน้ำแข็งรุนแรงระหว่างยุคนีโอโพรเทอโรโซอิกปกคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของโลกไว้ใต้แผ่นน้ำแข็ง สมมุติฐานนี้เรียกว่า "โลกบอลหิมะ" (Snowball Earth) และได้รับความสนใจเป็นพิเศษเพราะเกิดขึ้นก่อนการทวีชนิดพันธุ์สัตว์ยุคแคมเบรียน (Cambrian explosion) ซึ่งสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เริ่มเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็ว เมื่อราว 530–540 ล้านปีก่อน^[17]

นับแต่การทวีชนิดพันธุ์สัตว์ยุคแคมเบรียน มีการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สามารถระบุได้แยกกันห้าครั้ง^[18] การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อราว 66 ล้านปีก่อน เมื่อการชนของอุกกาบาตอาจเป็นสาเหตุของการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ที่มิใช่สัตว์ปีกและสัตว์เลื้อยคลานขนาดใหญ่อื่น ๆ แต่เหลือสัตว์เล็ก เช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ซึ่งในขณะนั้นรูปร่างคล้ายหนูผี ในห้วง 65 ล้านปีหลัง สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมมีความหลากหลายมากขึ้น^[19]

ไม่กี่ล้านปีก่อน เอปชนิดหนึ่งในแอฟริกาได้พัฒนาความสามารถที่จะยืนตัวตรง^[15] ซึ่งเป็นจุดกำเนิดของมนุษย์ในเวลาต่อมา การพัฒนาเกษตรกรรมและอารยธรรมอย่างก้าวหน้า ทำให้มนุษย์ส่งผลกระทบต่อโลกอย่างรวดเร็วกว่ารูปแบบสิ่งมีชีวิตใด ๆ ที่เคยมีมา ซึ่งส่งผลต่อทั้งธรรมชาติและจำนวนของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ตลอดจนสภาพภูมิอากาศ จากการเปรียบเทียบ การเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในบรรยากาศโลกครั้งใหญ่เกิดจากการแพร่กระจายของสาหร่ายในยุคไซดีเรียน ซึ่งต้องใช้เวลาประมาณ 300 ล้านปี กว่าจะถึงระดับสูงสุด

ยุคปัจจุบันถูกจัดให้เป็นส่วนหนึ่งของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ คือเหตุการณ์สูญพันธุ์ยุคโฮโลซีน ซึ่งเร็วที่สุดที่เคยเกิดขึ้น^[20][21] อี. โอ. วิลสัน แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ทำนายว่าการทำลายชีวมณฑลของมนุษย์อาจทำให้ครึ่งหนึ่งของสิ่งมีชีวิตสูญพันธุ์ในอีก 100 ปีข้างหน้า^[22] ขอบเขตของเหตุการณ์การสูญพันธุ์ในยุคปัจจุบันยังคงถูกวิจัย, เป็นที่ถกเถียง และถูกคำนวณโดยนักชีววิทยา^[23][24][25]

ชั้นบรรยากาศของโลกเป็นปัจจัยหลักในการรักษาความยั่งยืนของระบบนิเวศ ชั้นบาง ๆ ของแก๊สที่ห่อหุ้มโลกถูกตรึงไว้ด้วยแรงโน้มถ่วง อากาศส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจน, ออกซิเจน, ไอน้ำ, โดยมีคาร์บอนไดออกไซด์ อาร์กอน ฯลฯ ในปริมาณที่น้อยกว่ามาก ความดันบรรยากาศลดลงเรื่อย ๆ ตามระดับความสูง ชั้นโอโซนมีส่วนสำคัญในการลดปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลต (ultraviolet, UV) ที่มาถึงพื้นผิว เนื่องจากดีเอ็นเอถูกทำลายโดยแสงยูวีได้ง่าย ชั้นโอโซนจึงมีส่วนสำคัญในการปกป้องสิ่งมีชีวิตที่พื้นผิวโลก บรรยากาศยังช่วยกักเก็บความอบอุ่นสำหรับช่วงกลางคืน ซึ่งเป็นการลดความแตกต่างอย่างสุดขั้วของอุณหภูมิระหว่างตอนกลางวันและกลางคืน

สภาพอากาศของโลกเกือบทั้งหมดเกิดขึ้นที่ส่วนล่างของชั้นบรรยากาศ และทำหน้าที่เป็นระบบหมุนเวียนสำหรับการกระจายความร้อน^[26] กระแสน้ำในมหาสมุทรเป็นอีกปัจจัยสำคัญในการกำหนดสภาพภูมิอากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งการไหลเวียนเทอร์โมฮาไลน์ใต้น้ำ ซึ่งกระจายพลังงานความร้อนจากมหาสมุทรบริเวณเส้นศูนย์สูตรไปยังบริเวณขั้วโลก กระแสน้ำดังกล่าวช่วยปรับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างฤดูหนาวและฤดูร้อนในเขตอบอุ่น นอกจากนี้หากไม่มีการกระจายพลังงานความร้อนโดยกระแสน้ำและชั้นบรรยากาศในมหาสมุทร เขตร้อนจะร้อนกว่าที่เป็นอยู่และบริเวณขั้วโลกจะหนาวกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบันมาก

สภาพอากาศสามารถให้ได้ทั้งคุณและโทษ สภาพอากาศที่รุนแรงเช่น พายุทอร์นาโด เฮอริเคน และไซโคลน สามารถปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากและสร้างหายนะไปตามเส้นทางที่มันเคลื่อนที่ผ่าน พืชพรรณบนพื้นผิวโลกมีวิวัฒนาการที่ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของสภาพอากาศ การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันซึ่งคงอยู่แม้เวลาเพียงไม่กี่ปีอาจส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อทั้งพืชและสัตว์ที่พึ่งพาซึ่งกันและกัน

สภาพภูมิอากาศเป็นตัวชี้วัดแนวโน้มระยะยาวของสภาพอากาศ เป็นที่ทราบกันดีว่ามีปัจจัยหลายอย่างที่มีอิทธิพลต่อสภาพภูมิอากาศ ได้แก่ กระแสน้ำในมหาสมุทร อัตราส่วนสะท้อน แก๊สเรือนกระจก ความแปรปรวนของความส่องสว่างของแสงอาทิตย์และการเปลี่ยนแปลงวงโคจรของโลก จากบันทึกทางประวัติศาสตร์ โลกมีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรงในอดีต ซึ่งรวมถึงยุคน้ำแข็ง

สภาพภูมิอากาศในภูมิภาคขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการโดยเฉพาะตำแหน่งละติจูด แถบละติจูดของพื้นผิวที่มีลักษณะภูมิอากาศคล้ายกัน ก่อให้เกิดพื้นที่ภูมิอากาศ ซึ่งมีหลายพื้นที่ตั้งแต่ ภูมิอากาศร้อนชื้นที่เส้นศูนย์สูตรไปจนถึงภูมิอากาศแบบขั้วโลกทางตอนเหนือและตอนใต้สุด สภาพอากาศยังได้รับอิทธิพลจากฤดูกาลซึ่งเป็นผลมาจากการที่แกนของโลกเอียงเมื่อเทียบกับระนาบการโคจร ดังนั้นในช่วงเวลาใดก็ตามในช่วงฤดูร้อนหรือฤดูหนาว ส่วนหนึ่งของโลกจะได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์โดยตรงมากกว่าส่วนอื่น การรับแสงนี้จะสลับกันไปเมื่อโลกหมุนในวงโคจร ที่ช่วงเวลาใดก็ตามหากไม่คำนึงถึงฤดูกาล ซีกโลกเหนือและใต้จะมีฤดูกาลตรงข้ามกัน

สภาพอากาศเป็นระบบที่ไร้ระเบียบ การเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อยสามารถเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นการพยากรณ์อากาศอย่างแม่นยำจึงจำกัดไว้เพียงไม่กี่วันเท่านั้น^[27] โดยรวมแล้วมีสองสิ่งที่เกิดขึ้นทั่วโลก: (1) อุณหภูมิโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้น และ (2) สภาพอากาศในระดับภูมิภาคเปลี่ยนไปอย่างเห็นได้ชัด^[28]

น้ำ เป็นสารเคมีที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและออกซิเจน (H2O) และมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบ^[29] ในการใช้งานโดยทั่วไป น้ำ จะหมายถึงรูปแบบหรือสถานะที่เป็นของเหลวเท่านั้น แม้ว่าจะพบน้ำในสถานะของแข็งและสถานะแก๊ส (น้ำแข็งและไอน้ำ) ด้วยก็ตาม น้ำปกคลุม 71% ของพื้นผิวโลก^[30] ส่วนใหญ่พบในมหาสมุทรและแหล่งน้ำขนาดใหญ่อื่น ๆ โดยมีน้ำใต้พื้นดินในชั้นหินอุ้มน้ำ 1.6% และ 0.001% ในอากาศในรูปไอ เมฆ และหยาดน้ำฟ้า^[31][32] มหาสมุทรถือครองพื้นที่ 97% ของผิวน้ำ ธารน้ำแข็งและน้ำแข็งขั้วโลก 2.4% และน้ำผิวดินอื่น ๆ เช่นแม่น้ำ ทะเลสาบ และบึงน้ำ 0.6% นอกจากนี้ปริมาณน้ำของโลกส่วนหนึ่งถูกบรรจุอยู่ภายในสิ่งมีชีวิตและสสารที่สิ่งมีชีวิตผลิตขึ้น

มหาสมุทร

มหาสมุทรเป็นแหล่งน้ำเค็มที่สำคัญและเป็นส่วนประกอบหลักของอุทกภาค ประมาณ 71% ของพื้นผิวโลก (คิดเป็นพื้นที่ประมาณ 361 ล้านตารางกิโลเมตร) ถูกปกคลุมด้วยมหาสมุทร ซึ่งเป็นแหล่งน้ำที่ต่อเนื่องถึงกัน ซึ่งแบ่งออกเป็นมหาสมุทรหลักและทะเลขนาดเล็กหลายแห่ง มากกว่าครึ่งหนึ่งของพื้นที่ในมหาสมุทรมีความลึกกว่า 3000 เมตร ค่าความเค็มของโดยเฉลี่ยมหาสมุทรอยู่ที่ประมาณ 35 ส่วนในพันส่วน (3.5%) และน้ำทะเลเกือบทั้งหมดมีความเค็มอยู่ในช่วง 30 ถึง 38 ppt แม้ว่าโดยทั่วไปมหาสมุทรจะถูก "แบ่งออกจากกัน" แต่น่านน้ำเหล่านี้เป็นแหล่งน้ำเค็มขนาดใหญ่ที่เชื่อมถึงกัน มักถูกเรียกว่า "มหาสมุทรโลก"^[33][34] แนวความคิดเกี่ยวกับมหาสมุทรโลกในฐานะแหล่งน้ำที่ต่อเนื่องกันโดยมีการแลกเปลี่ยนที่ค่อนข้างอิสระระหว่างส่วนต่าง ๆ ของมัน เป็นพื้นฐานที่สำคัญในทางสมุทรศาสตร์^[35]

การแบ่งมหาสมุทรออกเป็นส่วนใหญ่ ๆ ที่สำคัญ ถูกกำหนดโดย ทวีป หมู่เกาะต่าง ๆ และเกณฑ์อื่น ๆ: มหาสมุทรถูกแบ่งออกเป็นส่วนดังนี้ (ตามขนาดจากมากไปน้อย) มหาสมุทรแปซิฟิก มหาสมุทรแอตแลนติก มหาสมุทรอินเดีย มหาสมุทรใต้ และมหาสมุทรอาร์กติก บริเวณที่เล็ก ๆ ของมหาสมุทรเรียกว่าทะเล อ่าว และชื่ออื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีทะเลสาบเกลือ ซึ่งเป็นแหล่งน้ำเค็มขนาดเล็กที่ไม่มีทางออกสู่มหาสมุทรโลก ทะเลสาบเกลือที่เป็นที่รู้จัก เช่น ทะเลอารัล และทะเลสาบเกรตซอลต์

ทะเลสาบ

ทะเลสาบ (lake, จากภาษาละติน lacus) เป็นภูมิประเทศ (หรือลักษณะทางกายภาพ) อย่างหนึ่ง เป็นของเหลวบนพื้นผิวโลกที่รวมตัวกันอยู่ในพื้นที่ที่มีลักษณะเป็นแอ่ง (และอาจพบการเคลื่อนตัวอย่างช้า ๆ) หากตั้งอยู่บนแผ่นดิน, ไม่เป็นส่วนหนึ่งของมหาสมุทร, ใหญ่และลึกกว่าหนองน้ำและมีน้ำจากแม่น้ำไหลมาเติม แหล่งน้ำนั้นจะถือว่าเป็นทะเลสาบ^[36][37] ทะเลสาบนอกโลกแห่งเดียวที่ทราบกันตั้งอยู่บนดาวไททัน ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ เป็นทะเลสาบอีเทนที่มีมีเทนผสมอยู่ด้วย แม้ว่าพื้นผิวของไททันจะเต็มไปด้วยลวดลายของก้นแม่น้ำ แต่ก็ยังไม่ทราบว่าทะเลสาบของไททันมีแม่น้ำคอยหล่อเลี้ยงหรือไม่ โดยทั่วไป ทะเลสาบตามธรรมชาติบนโลกมักพบในพื้นที่ภูเขา รอยแยก และบริเวณที่มีการก่อตัวของธารน้ำแข็งทั้งที่กำลังดำเนินอยู่หรือผ่านไปแล้ว ทะเลสาบอื่น ๆ พบได้ใน แอ่งเอ็นโดรีอิก (endorheic basin) หรือตามแนวแม่น้ำอยู่ตัว (mature river) บางบริเวณของโลกพบทะเลสาบจำนวนมาก เนื่องจากรูปแบบการระบายน้ำอย่างไม่เป็นระเบียบที่หลงเหลือจากยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย ทะเลสาบทั้งหมดดำรงอยู่เพียงชั่วคราวเมื่อเทียบกับมาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยา เนื่องจากจะถูกตะกอนค่อย ๆ ทับถมจนเต็ม หรือไหลออกจากแอ่งที่บรรจุอยู่

บึงน้ำ

บึงน้ำ หนองน้ำ สระน้ำ เป็นแหล่งน้ำนิ่งไม่ว่าทั้งในธรรมชาติหรือมนุษย์สร้างขึ้น มักมีขนาดเล็กกว่าทะเลสาบ แหล่งน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้นหลายแหล่งจัดเป็นสระน้ำ รวมถึงสวนน้ำที่ออกแบบมาเพื่อความสวยงาม, บ่อปลาที่ออกแบบมาสำหรับการเพาะพันธุ์ปลาเชิงพาณิชย์ และบ่อพลังงานแสงอาทิตย์ที่ออกแบบมาเพื่อกักเก็บพลังงานความร้อน บึงน้ำและทะเลสาบแตกต่างจากลำธารที่ความเร็วของกระแสน้ำ ในลำธารสามารถสังเกตเห็นกระแสของน้ำได้ง่าย แต่ในบึงน้ำและทะเลสาบ กระแสน้ำมีขนาดเล็กกว่าและถูกขับเคลื่อนด้วยพลังงานความร้อนและกระแสลม คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้บ่อน้ำแตกต่างจากลักษณะภูมิประเทศทางน้ำอื่น ๆ เช่น บึงน้ำจากลำธาร หรือแอ่งน้ำที่จากคลื่นซัด

แม่น้ำ

แม่น้ำเป็นทางน้ำไหลตามธรรมชาติ^[38] โดยปกติเป็นน้ำจืด ไหลไปสู่มหาสมุทร ทะเลสาบ ทะเล หรือแม่น้ำอื่น ในบางกรณี แม่น้ำไหลลงสู่ใต้ดินหรือระเหยไปจนหมดก่อนที่จะถึงแหล่งน้ำอื่น สำหรับแม่น้ำสายเล็ก ๆ สามารถมีเรียกได้หลายแบบ เช่น ลำธาร ลำห้วย ละหารและร่องน้ำริน ไม่มีกฎเกณฑ์ทั่วไปสำหรับกำหนดสิ่งที่เรียกได้ว่าแม่น้ำ ชื่อแม่น้ำเล็ก ๆ หลายชื่อมีความจำเพาะเจาะจงตามที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ ตัวอย่างเช่นคำว่า Burn ที่ใช้กันในในสกอตแลนด์และทางตะวันออกเฉียงเหนือของอังกฤษ บางครั้งแม่น้ำก็มีขนาดใหญ่กว่าลำห้วยได้ เนื่องจากความไม่ชัดเจนทางภาษา^[39] แม่น้ำเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรน้ำ โดยทั่วไปแล้วน้ำในแม่น้ำสะสมตัวจากการควบแน่นของหยาดน้ำฟ้าผ่านการไหลของน้ำผิวดิน, การเติมน้ำใต้ดิน, น้ำพุและการปล่อยน้ำที่กักเก็บไว้ในน้ำแข็งธรรมชาติและทุ่งหิมะละลายช้า (เช่นจากธารน้ำแข็ง)

ลำธาร

ลำธารเป็นแหล่งน้ำที่ไหลอย่างเป็นกระแส มีขอบเขตเป็นก้นธารและริมฝั่ง ลำธารมีความสำคัญเปรียบดั่งท่อส่งในวัฏจักรน้ำและการเติมน้ำใต้ดิน และใช้เป็นเส้นทางสำหรับการอพยพของปลาและสัตว์ป่า แหล่งที่อยู่ทางชีวภาพในบริเวณใกล้ลำธารเรียกว่า เขตริมน้ำ (riparian zone) ลำธารมีบทบาทสำคัญในการเชื่อมต่อแหล่งที่อยู่อาศัยที่กระจัดกระจายเข้าไว้ด้วยกัน และรักษาความหลากหลายทางชีวภาพท่ามกลางเหตุการณ์สูญพันธุ์ยุคโฮโลซีนที่กำลังดำเนินอยู่ในขณะนี้ การศึกษาลำธารและทางน้ำโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับสาขาทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์หลายสาขาที่เป็นสหวิทยาการ เช่น อุทกวิทยา ธรณีสัณฐานวิทยา นิเวศวิทยาทางน้ำ ชีววิทยาของปลา นิเวศวิทยาริมน้ำ และอื่น ๆ

ระบบนิเวศประกอบขึ้นจากส่วนที่เป็นชีวนภาค (biotic component) และอชีวนภาค (abiotic component) ที่ทำงานอย่างประสานกัน^[41] โครงสร้างและองค์ประกอบต่าง ๆ ในระบบนิเวศล้วนถูกกำหนดโดยสองสิ่งนี้ ความผันแปรของทั้งสองสิ่งจะก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีพลวัตในระบบนิเวศ ส่วนประกอบที่สำคัญยิ่ง ได้แก่ ดิน บรรยากาศ รังสีจากดวงอาทิตย์ น้ำและสิ่งมีชีวิต

แก่นกลางของแนวคิดเรื่องระบบนิเวศคือแนวคิดที่ว่า สิ่งมีชีวิตมีปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบอื่น ๆ ของสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น Eugene Odum บิดาแห่งนิเวศวิทยา ได้ให้นิยามว่า "หน่วยใด ๆ ที่รวมเอาสิ่งมีชีวิตทั้งหมด (กล่าวคือ "กลุ่มสังคม") ในพื้นที่หนึ่งที่มีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมเชิงกายภาพในพื้นที่นั้น เพื่อให้การถ่ายเทของพลังงานนำไปสู่ลำดับขั้นทางโภชนาการที่ชัดเจน, ความหลากหลายทางชีวภาพ และวัฏจักรของสาร (เช่นการแลกเปลี่ยนสารระหว่างส่วนที่มีและไม่มีชีวิต) ภายในระบบ ก็คือระบบนิเวศ "^[42] ภายในระบบนิเวศสิ่งมีชีวิตต่างเชื่อมโยงและพึ่งพาซึ่งกันและกันในห่วงโซ่อาหาร แลกเปลี่ยนพลังงานและสสารระหว่างตัวมันกับสิ่งแวดล้อม^[43] แนวคิดเรื่องระบบนิเวศของมนุษย์ตั้งอยู่บนพื้นฐานของระบบทวิวิภาคระหว่าง มนุษย์/ธรรมชาติ และบนพื้นมโนคติที่ว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดล้วนพึ่งพิงกันผ่านระบบนิเวศ เช่นเดียวกับที่พึ่งพิงองค์ประกอบอชีวภาคภายในถิ่นอาศัยของมัน^[44]

ระบบที่มีขนาดเล็กกว่าเรียกว่าระบบนิเวศจุลภาค ตัวอย่างเช่นหินและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อยู่ภายใต้มัน ระบบนิเวศมหภาคเกี่ยวข้องกับภูมิภาคนิเวศ (ecoregion) ทั้งหมดพร้อมทั้งลุ่มน้ำของมัน^[45]

ป่าชัฎ

โดยทั่วไปแล้ว ป่าชัฏ (wilderness) ถูกนิยามว่าเป็นพื้นที่ที่ไม่ได้ถูกปรับแต่งอย่างมีนัยสำคัญจากกิจกรรมของมนุษย์ ป่าชัฎสามารถพบได้ตามธรรมชาติ, ที่ดิน, ไร่นา, เขตอนุรักษ์, ทุ่งเลี้ยงสัตว์, ป่าสงวนแห่งชาติ, อุทยานแห่งชาติและแม้แต่ในเขตเมืองตามแม่น้ำลำคลองหรือพื้นที่ยังไม่พัฒนา พื้นที่รกร้างว่างเปล่าและสวนสาธารณะที่ได้รับการคุ้มครอง ป่าชัฎเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตบางชนิด การศึกษาระบบนิเวศ การอนุรักษ์และเพื่อความสันโดษ นักเขียนเชิงธรรมชาติบางคนเชื่อว่า ป่าชัฎมีความสำคัญต่อจิตวิญญาณและความคิดสร้างสรรค์ของมนุษย์^[46] นักนิเวศวิทยาบางส่วนถือว่า ป่าชัฎเป็นส่วนสำคัญของระบบนิเวศตามธรรมชาติที่ดำรงอยู่ได้ด้วยตัวเองของโลก (ชีวมณฑล) นอกจากนี้ ป่าชัฎยังอาจรักษาลักษณะทางพันธุกรรมในอดีต และเป็นแหล่งที่อยู่ของพืชและสัตว์ป่าที่เพิ่มจำนวนไม่ได้เลยหรือเป็นไปได้ยากในสวนสัตว์ สวนรุกขชาติหรือห้องปฏิบัติการ

แม้ว่าจะไม่มีข้อตกลงที่เป็นมาตรฐานสำหรับนิยามของการเป็นสิ่งมีชีวิต นักวิทยาศาสตร์อนุโลมว่าสิ่งมีชีวิตต้องสำแดงลักษณะดังต่อไปนี้: มีการจัดแบ่งอย่างเป็นระบบ มีกระบวนการเมแทบอลิซึม มีการเจริญเติบโต มีการปรับตัว มีการตอบสนองต่อสิ่งเร้า และมีการสืบพันธุ์^[47]

คุณสมบัติทั่วไปของสิ่งมีชีวิตบนโลก (พืช, สัตว์, เห็ดรา, โพรทิสต์, อาร์เคีย และแบคทีเรีย) คือการที่มีลักษณะเป็นเซลล์ ดำรงชีวิตบนพื้นฐานของคาร์บอน-น้ำ สามารถเจริญเติบโตได้ มีแมแทบอลิซึม มีการตอบสนองต่อสิ่งเร้าและการสืบพันธุ์ โดยทั่วไป ตัวตนที่มีคุณสมบัติเหล่านี้ถือเป็นสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทุกคำจำกัดความของชีวิตที่ถือว่าคุณสมบัติเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญ สิ่งเทียมชีวิตที่มนุษย์สร้างขึ้นอาจถือได้ว่าเป็นชีวิตได้เช่นกัน

ชีวมณฑล เป็นส่วนหนึ่งของเปลือกนอกของโลกซึ่งรวมถึงแผ่นดิน หินผิวดิน น้ำ อากาศและบรรยากาศ ที่สิ่งมีชีวิตอุบัติขึ้น และที่ซึ่งกระบวนการชีวนภาพมีการผันแปรและเปลี่ยนรูป จากมุมมองอย่างกว้างสุดทางธรณีกายวิภาคศาสตร์ ชีวมณฑลเป็นระบบขนาดใหญ่ที่รวมเอาสิ่งมีชีวิตและปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันของพวกมัน รวมถึงปฏิสัมพันธ์ที่พวกมันมีต่อ ธรณีภาค (หิน) อุทกภาค (น้ำ) และ อากาศภาค ประมาณว่าทั้งโลกมีชีวมวลมากกว่า 75 พันล้านตัน (150 ล้านล้านปอนด์หรือประมาณ 6.8 × 10 ¹³ กิโลกรัม) อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมต่างๆภายในชีวมณฑล^[48]

กว่าเก้าในสิบของมวลชีวภาพทั้งหมดบนโลกคือพืช ซึ่งชีวิตสัตว์ขึ้นอยู่กับการดำรงอยู่ของมันเป็นอย่างมาก^[49] จนถึงปัจจุบันมีการระบุสปีชีส์พืชและสัตว์มากกว่า 2 ล้านชนิด^[50] และมีการประมาณว่าจำนวนที่แท้จริงของสปีชีส์บนโลกอยู่ตั้งแต่ไม่กี่ล้านไปจนถึงห้าสิบล้านสปีชีส์^[51][52][53] จำนวนของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในระดับหนึ่ง โดยมีสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ปรากฏขึ้นในขณะที่ชนิดอื่นทยอยหายไป^[54][55] จำนวนสปีชีส์ทั้งหมดลดจำนวนลงอย่างรวดเร็ว^[56][57][58]

วิวัฒนาการ

ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก แต่ทราบว่าอุบัติขึ้นเมื่ออย่างน้อย 3.5 พันล้านปีก่อน^[61][62][63] ในช่วงบรมยุคเฮเดียนหรือยุคอาร์เคียนซึ่งโลกมีสภาพแวดล้อมแตกต่างไปจากในปัจจุบันอย่างมาก^[64] รูปแบบแรกเริ่มของชีวิตมีคุณลักษณะพื้นฐานคือสามารถจำลองตัวเองและส่งต่อลักษณะทางพันธุกรรม เมื่อสิ่งมีชีวิตปรากฏขึ้น กระบวนการวิวัฒนาการด้วยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ทำให้เกิดการพัฒนาสิ่งมีชีวิตที่มีรูปแบบหลากหลายมากขึ้นเรื่อย ๆ

สิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่ไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงและการแข่งขันจากสิ่งมีชีวิตอื่น ได้สูญพันธุ์ไป อย่างไรก็ตามบันทึกซากดึกดำบรรพ์ยังคงมีหลักฐานของสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่เหล่านี้หลายชนิด หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์และดีเอ็นเอแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่หรือเคยดำรงอยู่ทั้งหมด สามารถติดตามบรรพบุรุษสืบเนื่องย้อนกลับไปยังรูปแบบชีวิตแรกเริ่มได้^[64]

เมื่อพืชที่มีรูปแบบพื้นฐานที่สุดพัฒนากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง พลังงานของดวงอาทิตย์จึงสามารถถูกเก็บเกี่ยวเพื่อสร้างสภาวะที่เอื้ออำนวยให้มีรูปแบบชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้น^[65] ผลจากกระบวนการดังกล่าวคือออกซิเจนสะสมในบรรยากาศและก่อให้เกิดชั้นโอโซน การรวมตัวของเซลล์ขนาดเล็กภายในเซลล์ขนาดใหญ่ส่งผลให้เกิดการพัฒนาเซลล์ที่ซับซ้อนขึ้น เรียกว่า ยูแคริโอต^[66] เซลล์ภายในโคโลนีมีการพัฒนาที่จำเพาะต่อหน้าที่มากขึ้น ส่งผลให้เกิดสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่แท้จริง ชั้นโอโซนดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายไว้ สิ่งมีชีวิตจึงตั้งรกรากอยู่บนพื้นผิวโลกได้

จุลชีพ

สิ่งมีชีวิตรูปแบบแรกที่อุบัติขึ้นบนโลกคือจุลินทรีย์ และยังเป็นรูปแบบเดียวของสิ่งมีชีวิตจนกระทั่งประมาณหนึ่งพันล้านปีก่อน ซึ่งเป็นเวลาที่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เริ่มปรากฏขึ้น^[67] จุลชีพเป็นสิ่งมีชีวิตที่โดยทั่วไปมีขนาดเล็กเกินกว่าที่ตามนุษย์สามารถมองเห็นได้ ตัวอย่างจุลชีพเช่น แบคทีเรีย ฟังไจ อาร์เคีย โพรทิสตา และสัตว์เล็กหลายชนิด

รูปแบบของชีวิตเหล่านี้พบได้ในเกือบทุกสถานที่บนโลกที่มีน้ำในรูปของเหลว รวมถึงภายในของโลกด้วย^[68] การสืบพันธุ์ของจุลชีพเป็นไปอย่างรวดเร็วและบ่อยครั้ง ผลของอัตราการกลายพันธุ์ที่สูงและความสามารถในการถ่ายโอนยีนในแนวราบ^[69] ทำให้จุลชีพสามารถปรับตัวได้ดีและสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมใหม่ ๆ รวมถึงอวกาศ^[70] จุลชีพเป็นส่วนสำคัญของระบบนิเวศของดาวเคราะห์ อย่างไรก็ตามจุลินทรีย์บางชนิดก่อให้เกิดโรคในสิ่งมีชีวิตอื่น

พืชและสัตว์

แต่เดิม แอริสตอเติลแบ่งสิ่งมีชีวิตทั้งหมดออกเป็นสัตว์และพืช (ซึ่งเคลื่อนที่ช้ากว่าที่มนุษย์จะสังเกตเห็นได้) ในระบบของลินเนียส การจัดแบ่งนี้กลายเป็น อาณาจักร Vegetabilia (ภายหลังเปลี่ยนเป็นอาณาจักร Plantae หรืออาณาจักรพืช ) และอาณาจักร Animalia (หรืออาณาจักรสัตว์) ตั้งแต่นั้นมาเป็นที่ชัดเจนว่า อาณาจักรพืชตามที่กำหนดไว้แต่เดิมมีกลุ่มที่ไม่เกี่ยวข้องหลายกลุ่ม และเห็ดรากับสาหร่ายหลายกลุ่มก็ถูกย้ายไปยังอาณาจักรใหม่ อย่างไรก็ตามพวกมันมักถูกพิจารณาว่าเป็นพืชในหลายบริบท บางครั้งแบคทีเรียก็ถูกจัดอยู่ในกลุ่มพฤกษชาติ^[71][72] การจำแนกประเภทบางหลักใช้คำว่า bacterial flora เพื่อแยกพวกมันออกจาก flora

พฤกษชาติตามภูมิภาคยังถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ เช่น พืชพื้นเมือง และ พืชเกษตรและพืชสวน ซึ่งอย่างหลังสุดถูกปลูกและเก็บเกี่ยวโดยเจตนา "พฤกษชาติพื้นถิ่น" บางประเภทถูกนำเข้ามาเมื่อหลายศตวรรษก่อน เมื่อผู้คนอพยพจากภูมิภาคหรือทวีปหนึ่งไปยังอีกทวีปหนึ่ง พืชเหล่านี้กลายเป็นส่วนสำคัญของพฤกษชาติในท้องถิ่นที่มีอยู่แต่เดิมในพื้นที่ที่พวกมันถูกนำเข้ามา นับเป็นตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นว่าปฏิสัมพันธ์ที่มนุษย์มีต่อธรรมชาติสามารถทำให้ขอบเขตของสิ่งที่เรียกว่าธรรมชาติไม่ชัดเจนได้เพียงใด

พืชอีกประเภทหนึ่งที่มีการจัดมาอย่างยาวนานคือ "วัชพืช" แม้ว่าคำดังกล่าวจะไม่เป็นที่ชื่นชอบในหมู่นักพฤกษศาสตร์ ในฐานะวิธีการอย่างเป็นทางการสำหรับจัดหมวดหมู่แก่พืชที่ "ไร้ประโยชน์" การใช้คำว่า "วัชพืช" อย่างไม่เป็นทางการเพื่ออธิบายว่าพืชเหล่านั้นควรถูกกำจัด เป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มทั่วไปของผู้คนและสังคมในการพยายามที่จะเปลี่ยนแปลงหรือกำหนดรูปแบบของธรรมชาติ ในทำนองเดียวกัน สัตว์มักถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ เช่นสัตว์เลี้ยง, ปศุสัตว์, สัตว์ป่า, สัตว์รังควาน, ฯลฯ ตามความสัมพันธ์ต่อชีวิตมนุษย์

สัตว์มีคุณลักษณะบางประการที่ทำให้ถูกแยกประเภทต่างหากจากสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ สัตว์เป็นสิ่งมีชีวิตยูแคริโอตและโดยปกติประกอบด้วยหลายเซลล์ (ยกเว้น Myxozoa) คุณลักษณะเหล่านี้แยกสัตว์ออกจากแบคทีเรีย อาร์เคีย และโพรทิสต์ส่วนใหญ่ สัตว์เป็นเฮเทอโรทรอพ ซึ่งย่อยอาหารภายในช่องว่างในลำตัว ต่างจากพืชที่เป็นออโททรอพ นอกจากนี้ยังสามารถแยกออกจากฟังไจ พืช สาหร่าย ด้วยการที่ไม่มีผนังเซลล์

สัตว์มีร่างกายที่มีการแบ่งประเภทการทำงานออกเป็นระบบอันประกอบด้วยเนื้อเยื่อ (ยกเว้นสัตว์ในไฟลัมพอริเฟอราและพลาโคซัวที่ไม่เป็นเนื้อเยื่อแท้จริง) ซึ่งรวมถึงกล้ามเนื้อที่ทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหว ระบบประสาทที่ส่งและประมวลผลสัญญาณประสาท ทุกเซลล์ยูแคริโอตในร่างกายของสัตว์ถูกล้อมรอบด้วยสารเคลือบเซลล์ที่ประกอบด้วยคอลลาเจนและไกลโคโปรตีนที่มีความยืดหยุ่น อาจพบโครงสร้างที่มีการเสริมความแข็งแรงด้วยแคลเซียม เช่น กระดอง เปลือก ขวาก และกระดูก โครงสร้างเหล่านี้ทำหน้าที่คล้ายนั่งร้านที่เซลล์สามารถย้ายเข้าไปและถูกจัดเรียงระหว่างการพัฒนาและการเจริญเป็นตัวเต็มวัย และยังช่วย้คำจุนโครงสร้างทางกายวิภาคศาสตร์ที่ใช้สำหรับการเคลื่อนที่

แม้ว่ามนุษย์จะมีสัดส่วนของมวลชีวภาพเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก แต่ผลกระทบของมนุษย์ที่มีต่อธรรมชาตินั้นมีมากกว่าสิ่งมีชีวิตอื่นเพราะขอบเขตอิทธิพลของมนุษย์ ขอบเขตระหว่างสิ่งที่มนุษย์ถือว่าเป็นธรรมชาติและ "สภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้น" ไม่ชัดเจน เว้นเสียแต่ว่าจะทำการพิจารณาอย่างสุดโต่ง แม้ว่าจะรวมการพิจารณาในแบบดังกล่าวแล้ว ปริมาณของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่ปราศจากอิทธิพลของมนุษย์ที่สามารถสังเกตได้ก็ลดน้อยลงในอัตราที่รวดเร็วมากขึ้นเรื่อย ๆ

การพัฒนาเทคโนโลยีโดยมนุษย์ทำให้เกิดการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรธรรมชาติมากขึ้นและช่วยบรรเทาความเสี่ยงจากภัยธรรมชาติได้ อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความก้าวหน้า แต่ชะตากรรมของอารยธรรมมนุษย์ยังคงมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม มีวงจรป้อนกลับที่มีความซับซ้อนสูงระหว่างแก๊สเรือนกระจกกับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม^[73] ภัยคุกคามที่มนุษย์สร้างขึ้นต่อสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติของโลก ได้แก่ มลภาวะ การทำลายป่า และภัยพิบัติเช่นการรั่วไหลของน้ำมัน มนุษย์มีส่วนทำให้พืชและสัตว์หลายชนิดสูญพันธุ์

มนุษย์ใช้ประโยชน์จากธรรมชาติเพื่อกิจกรรมยามว่างและกิจกรรมทางเศรษฐกิจ การได้มาซึ่งทรัพยากรธรรมชาติเพื่อใช้ในภาคอุตสาหกรรมยังคงเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบเศรษฐกิจโลก^[74][75] กิจกรรมบางอย่างเช่นการล่าสัตว์และการตกปลาเป็นไปเพื่อการยังชีพและการพักผ่อนหย่อนใจ มนุษย์รู้จักทำเกษตรกรรมเมื่อราวสหัสวรรษที่ 9 ก่อนคริสต์ศักราช ตั้งแต่การผลิตอาหารไปจนถึงพลังงาน ธรรมชาติมีอิทธิพลต่อความมั่งคั่งทางเศรษฐกิจ

มนุษย์ในยุคแรกเก็บเกี่ยวพืชในธรรมชาติเพื่อเป็นอาหารและใช้พืชที่มีคุณสมบัติเป็นยาเพื่อการรักษาโรคภัยไข้เจ็บ^[76] มนุษย์ในปัจจุบันใช้พืชในทางเกษตรกรรมเป็นส่วนใหญ่ การแปรสภาพพื้นที่เพื่อการเพาะปลูกทำให้ปริมาณป่าไม้และพื้นที่ชุ่มน้ำลดลงอย่างมาก ส่งผลให้พืชและสัตว์หลายชนิดต้องสูญเสียที่อยู่อาศัย รวมทั้งการกัดเซาะดินที่เพิ่มขึ้น^[77]

สุนทรียภาพและความงาม

ธรรมชาตินั้นได้รับการพรรณนาและเฉลิมฉลองด้วยงานศิลปะ ภาพถ่าย บทกวีและวรรณกรรมอื่น ๆ มากมายแสดงให้เห็นถึงจุดแข็งที่ผู้คนเชื่อมโยงกับธรรมชาติและความงาม สุนทรียศาสตร์เป็นสาขาหนึ่งของวิชาปรัชญาที่อธิบายถึงการดำรงอยู่ของการเชื่อมโยงดังกล่าวและองค์ประกอบของมัน นอกเหนือไปจากคุณลักษณะพื้นฐานบางประการที่นักปรัชญาหลายคนเห็นพ้องต้องกันสำหรับอธิบายสิ่งที่เห็นว่ามีความสวยงาม ความเห็นที่มีต่อความสวยงามนั้นแทบไม่มีที่สิ้นสุด^[78] ธรรมชาติและความสัณโดษเป็นหัวข้อสำคัญในหลาย ๆ ยุคของประวัติศาสตร์โลก แบบแผนการวาดศิลปะภูมิทัศน์ยุคแรกเริ่มขึ้นในประเทศจีนในช่วงราชวงศ์ถัง (ค.ศ. 618–907) แบบแผนในการแสดงถึงธรรมชาติในรูปแบบ "อย่างที่เป็นอยู่" กลายเป็นจุดมุ่งหมายอย่างหนึ่งของงานจิตรกรรมจีนและส่งอิทธิพลต่อศิลปะในทวีปเอเชีย

แม้ว่าจะมีการเฉลิมฉลองความมหัศจรรย์ทางธรรมชาติในเพลงสดุดีและพระธรรมโยบ แต่การพรรณนาถึงความงามของโลกธรรมชาติในงานศิลปะกลับเป็นที่แพร่หลายในช่วงปี 1800 โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลงานแนวจินตนิยม ศิลปินชาวอังกฤษ จอห์น คอนสตาเบิลและวิลเลียม เทอร์เนอร์ หันมาสนใจการจับภาพความงามของโลกธรรมชาติลงในภาพวาดของพวกเขา ก่อนหน้านั้นภาพวาดส่วนใหญ่เป็นภาพเกี่ยวกับศาสนาหรือมนุษย์ กวีนิพนธ์ของวิลเลียม เวิร์ดสเวิร์ธ บรรยายถึงความมหัศจรรย์ในของโลกธรรมชาติ ซึ่งก่อนหน้านี้เคยถูกมองว่าเป็นสถานที่ที่ให้ความรู้สึกคุกคาม วัฒนธรรมตะวันตกเริ่มมีลักษณะของการให้คุณค่าต่อธรรมชาติมากขึ้น^[79] การเคลื่อนไหวทางศิลปะนี้ยังเกิดขึ้นพร้อมกับขบวนการคตินิยมเหนือเหตุผล (Transcendentalist Movement) ในโลกตะวันตก มโนคติตามแบบแผนทั่วไปเกี่ยวกับศิลปะที่มีความสวยงามเกี่ยวข้องกับคำว่า mimesis (การเลียนธรรมชาติ) นอกจากนี้ขอบเขตของอุดมคติเกี่ยวกับความงามในธรรมชาตินั้น ถูกบ่งบอกผ่านรูปแบบทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์แบบ หรือโดยทั่วไปโดยรูปแบบต่าง ๆ ในธรรมชาติ ดังที่ David Rothenburg เขียนไว้ว่า "ความสวยงามคือรากเหง้าของวิทยาศาสตร์ คือเป้าหมายของศิลปะ คือความเป็นไปได้สูงสุดที่มนุษยชาติหวังว่าจะได้เห็น" ("The beautiful is the root of science and the goal of art, the highest possibility that humanity can ever hope to see")^[80]: 281

วิทยาศาสตร์บางสาขามองธรรมชาติในฐานะสสารที่มีพลวัต โดยปฏิบัติตามกฎของธรรมชาติอันเป็นสิ่งที่วิทยาศาสตร์พยายามทำความเข้าใจมาตลอด ด้วยเหตุนี้ สาขาทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานที่สุดจึงถูกเข้าใจว่าเป็น "ฟิสิกส์" ซึ่งโดยความหมายแปลได้ว่า "การศึกษาธรรมชาติ"

สสารมักถูกกำหนดให้เป็นสสารที่ประกอบด้วยวัตถุทางกายภาพ มันประกอบไปด้วย เอกภพที่สังเกตได้ ขณะนี้เชื่อกันว่าส่วนประกอบที่มองเห็นได้ของเอกภพมีเพียง 4.9 เปอร์เซ็นต์ของมวลทั้งหมด ส่วนที่เหลือเชื่อว่าประกอบด้วยสสารมืดเย็น 26.8 เปอร์เซ็นต์และพลังงานมืด 68.3 เปอร์เซ็นต์^[81] ขณะนี้ยังไม่ทราบส่วนผสมที่แน่นอนของส่วนประกอบเหล่านี้ และนักฟิสิกส์กำลังทำการค้นคว้าต่อไป

พฤติกรรมของสสารและพลังงานทั่วทั้งจักรวาลที่สังเกตได้ (observable universe) ดูเหมือนจะเป็นไปตามกฎเกณฑ์ทางฟิสิกส์ที่ถูกนิยามไว้ชัดเจนแล้ว กฎเหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแบบจำลองทางจักรวาลวิทยาสำหรับอธิบายโครงสร้างและวิวัฒนาการของจักรวาลที่สังเกตเห็นได้ นิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของกฎของฟิสิกส์ใช้ค่าคงตัวยี่สิบชุด^[82] ที่คาดว่ามีค่าคงตัวทั่วทั้งจักรวาลที่สังเกตได้ ค่าเหล่านี้ถูกตรวจวัดอย่างรอบคอบ^[83] แต่สาเหตุที่มีค่าดังปรากฏยังไม่เป็นที่ทราบกัน

อวกาศ (space, outerspace) หมายถึงบริเวณที่เกือบว่างเปล่าของเอกภพ อยู่นอกชั้นบรรยากาศของเทหวัตถุใด ๆ (คำว่า outer space ใช้เพื่อแยกความแตกต่างของอวกาศจากน่านฟ้าและเขตแดนบนพื้นดิน) ไม่มีขอบเขตที่เด่นชัดระหว่างบรรยากาศของโลกและอวกาศ เนื่องจากบรรยากาศจะค่อย ๆ เบาบางตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น พ้นจากพื้นที่ของระบบสุริยะเรียกว่าพื้นที่ระหว่างดาวเคราะห์ (interplanetary space) ซึ่งสิ้นสุดที่แนวเฮลิโอพอส (heliopause) ถัดออกไปเป็นพื้นที่ห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว (interstellar space)

ในอวกาศที่ไกลออกไปเต็มไปด้วยโมเลกุลอินทรีย์หลายสิบชนิดที่ถูกค้นพบมาจนถึงปัจจุบันด้วยกระบวนการไมโครเวฟสเปกโทรสโกปี, การตรวจจับรังสีที่วัตถุดำแผ่ออกมาหลังจากบิกแบง ณ จุดเริ่มต้นของจักรวาล และจากรังสีคอสมิกซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสของอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนและอนุภาคย่อยต่าง ๆ ของอะตอม นอกจากนี้ยังมีก๊าซ, พลาสม่า, ฝุ่นละอองและอุกกาบาตขนาดเล็ก ในปัจจุบันมีร่องรอยที่มนุษย์ทิ้งไว้ในอวกาศ ทั้งจากปฏิบัติการที่มีมนุษย์ ปฏิบัติการสำรวจอวกาศ การปล่อยจรวดและดาวเทียม เศษซากบางส่วนกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเป็นระยะ ๆ

แม้ว่าโลกจะเป็นเพียงดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบสุริยะที่รองรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต แต่มีการค้นพบหนึ่งแสดงให้เห็นว่าในอดีตอันไกลโพ้น ดาวอังคารมีแหล่งน้ำในสถานะของเหลวอยู่บนพื้นผิว^[84] ช่วงเวลาสั้น ๆ ในประวัติศาสตร์ของดาวอังคารอาจมีความสามารถในการสร้างชีวิต ปัจจุบันน้ำที่เหลืออยู่บนดาวอังคารอยู่ในสถานะของแข็ง หากจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาวอังคาร สิ่งมีชีวิตนั้นต้องอาศัยอยู่ลึกลงไปใต้ผิวดิน ที่ซึงอาจพบน้ำในสถานะของเหลว^[85]

สภาพของดาวเคราะห์หินดวงอื่น (terrestrial planet, เช่นดาวพุธและดาวศุกร์) รุนแรงเกินกว่าจะเอื้ออำนวยให้สิ่งมีชีวิตในรูปแบบของโลก แต่มีการคาดการณ์ว่ายูโรปา ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่เป็นอันดับที่ 4 ของดาวพฤหัสบดี อาจมีมหาสมุทรใต้ผิวดาวที่เป็นของเหลวและเป็นแหล่งก่อกำเนิดของสิ่งมีชีวิต^[86]

นักดาราศาสตร์เริ่มค้นพบดาวเคราะห์คล้ายโลก (Earth analog, ดาวเคราะห์ที่อยู่ในเขตเอื้อชีวิตโดยรอบดาวฤกษ์) นอกระบบสุริยะ จึงเป็นไปได้ว่าดาวเคราะห์ดังกล่าวอาจมีสิ่งมีชีวิตในรูปแบบที่ใกล้เคียงกับบนโลก^[87]

• Book: ธรรมชาติ

สื่อ:

• Natural History, โดย ไพลนี
• Nature, โดย Ralph Waldo Emerson
• Nature, วารสารวิทยาศาสตร์
• National Wildlife, สิ่งพิมพ์โดยสมาพันธ์สัตว์ป่าแห่งชาติ (อเมริกา)
• Nature (ซีรีส์โทรทัศน์)
• Natural World (ซีรีส์โทรทัศน์)

Organizations:

• The Nature Conservancy
• Nature Detectives

ปรัชญา:

• พระแม่ธรรมชาติ
• ธรรมชาติ (ปรัชญา)
• ธรรมชาตินิยม
• สมดุลธรรมชาติ

• Ducarme, Frédéric; Couvet, Denis (2020). "What does 'nature' mean?". Palgrave Communications. Springer Nature. 6 (14). doi:10.1057/s41599-020-0390-y.
• Farber, Paul Lawrence (2000), Finding Order in Nature: The Naturalist Tradition from Linnaeus to E. O. Wilson. Johns Hopkins University Press: Baltimore.
• Worster, D. (1994). Nature's Economy: A History of Ecological Ideas. Cambridge: Cambridge University Press.
• Emerson, Ralph W. (1836). Nature. Boston: James Munroe & Co.
• Naddaf, Gerard (2006). The Greek Concept of Nature. Albany: SUNY Press.