Natur | |
---|---|
Studerade i | naturvetenskap , naturvetenskap och naturhistoria |
Motsatt | övernaturlig |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
Naturen - universums materiella värld , i huvudsak - huvudobjektet för studier av naturvetenskaperna .
I vardagen används ordet "natur" ofta i betydelsen den naturliga livsmiljön (allt som inte är skapat av människan).
Naturens riken inom naturvetenskap .
Jorden är den enda planeten som för närvarande är känd för att ha liv . Dess naturliga egenskaper är föremål för många vetenskapliga studier. Detta är den tredje planeten från solen i solsystemet och den största i diameter, massa och densitet bland de jordiska planeterna . Jordens huvudsakliga klimategenskaper är närvaron av två stora polära områden, två relativt smala tempererade zoner och en bred ekvatorial-tropisk region [3] . Nederbörden på planeten varierar kraftigt beroende på plats, från en millimeter till flera meter nederbörd per år. Cirka 71 % av jordens yta är hav . Resten består av kontinenter och öar , med det mesta av landet bebott av människor på norra halvklotet .
Jordens evolution har skett genom geologiska och biologiska processer som har lämnat spår av de ursprungliga förhållandena. Planetens yta är uppdelad i flera kontinuerligt rörliga litosfäriska plattor , vilket leder till periodisk sammanslagning och separation av kontinenterna. Jordens inre består av ett tjockt lager av smält mantel och en järnkärna som genererar ett magnetfält .
Sammansättningen av den nuvarande atmosfären har väsentligt förändrats från den ursprungliga genom aktiviteten av olika livsformer [4] , som skapar en ekologisk balans som stabiliserar förhållandena på ytan. Trots betydande skillnader i klimat beroende på latitud och andra geografiska faktorer är det genomsnittliga globala klimatet ganska stabilt under interglaciala perioder [5] , och en förändring på 1–2 °C i den globala medeltemperaturen har historiskt sett haft en allvarlig inverkan på den ekologiska jordens balans och geografi [6] [7] .
Geologi är ett komplex av vetenskaper om sammansättningen, strukturen av jordskorpan och de mineraler som finns i den . Vetenskapskomplexet inom geologi handlar om studiet av sammansättningen, strukturen , fysikaliska egenskaperna, dynamiken och historien hos terrestra material, såväl som de processer genom vilka de bildas, rör sig och förändras. Geologi är en av de huvudsakliga akademiska disciplinerna , som bland annat är viktig för utvinning av mineraler och kolväten , förutsägelse och begränsning av naturkatastrofer , beräkningar inom geotekniska områden och studier av klimat och miljö i det förflutna.
Solsystemet bildades av ett interstellärt gas- och stoftmoln, där en central stjärna, solen och den protoplanetära skivan som omgav den , uppstod på grund av gravitationskompression . På denna skiva för 4,54 miljarder år sedan bildades jorden tillsammans med andra planeter [8] . Inte senare än några tiotals miljoner år senare kolliderade en planet lika stor som Mars med jorden, och månen bildades från utsläppen från detta nedslag . Det smälta yttre lagret av jorden svalnade med tiden och bildade ett fast skal - skorpan . Utsläpp av gaser och vulkanisk aktivitet ledde till uppkomsten av den primära atmosfären . Kondensering av vattenånga (som till största delen bildades från kometis ) ledde till uppkomsten av hav och andra vattenförekomster [9] . Efter det, för cirka 4 miljarder år sedan, ledde kemiska processer med hög energi till uppkomsten av en självreproducerande molekyl [10] .
Jordens yta har förändrats under hundratals miljoner år, och då och då bildar en superkontinent , som sedan bryts upp igen i separata kontinenter . För cirka 750 miljoner år sedan började den äldsta kända superkontinenten, Rodinia , separeras . En tid senare sammanfogades kontinenterna igen för att bilda Pannotia , som separerade omkring 540 mya. Sedan bildades den sista superkontinenten - Pangea , som splittrades för cirka 180 miljoner år sedan [11] .
Det antas att det under den neoproterozoiska eran fanns en storskalig nedisning av jorden, under vilken isen nådde ekvatorn . Denna hypotes har kallats " Snöbollsjord " och är av särskilt intresse eftersom den här gången föregick den kambriska explosionen , som inträffade för cirka 530-540 miljoner år sedan, under vilken flercelliga livsformer började spridas [12] .
Det har funnits fem distinkta massutrotningar sedan den kambriska explosionen [13] . Den senaste massutrotningen inträffade för cirka 65 miljoner år sedan, då jordens kollision med en himlakropp troligen orsakade utrotningen av dinosaurier och andra stora reptiler. De följande 65 miljoner åren ledde till uppkomsten av en stor variation av däggdjur [14] .
För flera miljoner år sedan fick människoapor i Afrika förmågan att gå upprätt [15] . Människans efterföljande utseende , utvecklingen av jordbruk och civilisation av honom påverkade jorden mer än aktiviteterna hos någon annan art, och påverkade till och med det globala klimatet på planeten.
I den moderna eran finns det en massutrotning av arter som kallas Holocene-utrotningen . Detta är den snabbaste av alla utrotningar [16] [17] . Vissa forskare, som Edward Wilson från Harvard University , tror att mänsklig förstörelse av biosfären kan leda till att hälften av alla arter utrotas under de kommande 100 åren [18] . Omfattningen av den nuvarande utrotningen studeras, diskuteras och beräknas fortfarande av biologer [19] .
Jordens atmosfär är en nyckelfaktor för att upprätthålla det planetariska ekosystemet . Det tunna lagret av gaser som omger jorden hålls samman av planetens gravitation . Atmosfärens torra luft består av 78% kväve , 21% syre , 1% argon , koldioxid och andra föreningar i små mängder. Luft innehåller också en varierande mängd vattenånga [20] [21] . Atmosfärstrycket minskar gradvis med ökande höjd och på en höjd av ca 19-20 km minskar det så till den grad att vatten och interstitiell vätska börjar koka i människokroppen. Därför, ur mänsklig fysiologi, börjar "rymden" redan på en höjd av 15-19 km. Jordens atmosfär på en höjd av 11 till 50 km (i tropiska breddgrader - 25-30 km, i tempererade breddgrader - 20-25, i polära - 15-20) har ett så kallat ozonskikt , bestående av O 3 -molekyler - det spelar en viktig roll i absorptionen av farlig ultraviolett strålning och skyddar därmed allt liv på ytan från skadlig strålning. Atmosfären behåller också värme på natten, vilket minskar temperaturfluktuationer.
Planetärt klimat är ett mått på långsiktiga trender i väder. En planets klimat påverkas av olika faktorer, inklusive havsströmmar , ytalbedo , växthusgaser , förändrad sol-luminositet och förändringar i planetens omloppsbana . Enligt forskarnas slutsatser har jorden genomgått dramatiska klimatförändringar tidigare, inklusive istider .
Klimatet i regionen beror på ett antal faktorer, och framför allt på latitud . En rad breddgrader med liknande klimategenskaper bildar en klimatregion. Flera sådana regioner finns, från det ekvatoriala klimatet till det polära klimatet på syd- och nordpolen . Klimatet påverkas också av årstider , som uppstår på grund av lutningen av jordens axel i förhållande till omloppsbanan. På grund av lutningen på sommaren eller vintern får en del av planeten mer solenergi än en annan. Denna situation förändras när jorden rör sig i sin bana. Vid varje given tidpunkt har norra och södra halvklotet motsatta årstider.
Terrestra väderhändelser inträffar nästan uteslutande i den lägre atmosfären ( troposfären ) och fungerar som ett konvektivt värmefördelningssystem. Havsströmmar är en av de viktigaste bestämningsfaktorerna för klimatet, särskilt de stora undervattens termohalina cirkulationerna , som distribuerar termisk energi från ekvatorialzonerna till polarområdena. Dessa flöden hjälper till att dämpa temperaturskillnaderna mellan vinter och sommar i de tempererade zonerna . Utan omfördelningen av termisk energi genom havsströmmar och atmosfären skulle det dessutom vara mycket varmare i tropikerna och mycket kallare i polarområdena.
Vädret kan ha både positiva och negativa effekter. Extrema väderförhållanden som tornados , orkaner och cykloner kan frigöra stora mängder energi längs vägen och orsaka stor skada. Ytvegetationen har utvecklat ett beroende av säsongsmässiga förändringar i vädret, och plötsliga förändringar som bara varar några år kan ha en betydande inverkan på både vegetationen och djuren som konsumerar växtligheten för föda.
Vädret är ett kaotiskt system som ändras lätt på grund av små förändringar i miljön , så exakta väderprognoser är för närvarande begränsade till bara några dagar. För närvarande pågår två processer runt om i världen: medeltemperaturen ökar och det regionala klimatet genomgår märkbara förändringar [22] .
Vatten är en kemisk förening bestående av väte och syre och nödvändig för den vitala aktiviteten hos alla kända livsformer [23] . Vanligtvis kallas endast det flytande tillståndet för detta ämne vatten, men det finns också ett fast tillstånd ( is ) och ett gasformigt tillstånd - vattenånga . Vatten täcker 71 % av jordens yta och koncentreras främst till haven och andra stora vattendrag [24] . Dessutom finns cirka 1,6 % av vattnet under jord i akviferer och cirka 0,001 % finns i luften i form av ånga och moln (bildade av fasta och flytande vattenpartiklar), samt nederbörd [25] . Haven innehåller 97% av ytvattnet , glaciärer och polarlock - cirka 2,4%, floder , sjöar och dammar - de återstående 0,6%. Dessutom finns en liten mängd vatten på jorden i biologiska organismer och mänskliga produkter.
Havet rymmer huvuddelen av vattnet på jorden och är huvudkomponenten i hydrosfären . Även om det finns flera hav på vår planet, ansluter de till varandra till en enda kropp saltvatten, ofta kallad världshavet [26] [27] . Den täcker cirka 71 % av jordens yta (361 miljoner km²). Djupet i de flesta av världens hav överstiger 3000 meter, och den genomsnittliga salthalten är cirka 35 promille (ppt), det vill säga 3,5%.
De huvudsakliga gränserna för haven definieras av kontinenter , olika skärgårdar och andra kriterier. Följande hav särskiljs på jorden (i fallande storleksordning): Stilla havet , Atlanten , Indiska oceanen , Södra havet och Ishavet . Delar av världshavet, omgivna av land eller höjder av undervattenslättnad, kallas hav , vikar , vikar . På jorden finns det också salta reservoarer, som är mindre och inte anslutna till haven. Två karakteristiska exempel är Aralsjön och Stora Saltsjön .
En sjö är en beståndsdel av hydrosfären , som är en naturlig eller artificiellt skapad vattenmassa som är fylld inom sjöskålen (sjöbädden) med vatten och inte har en direkt koppling till havet (havet) [28] . På jorden anses en vattenkropp vara en sjö i fallet när den inte är en del av världshavet , medan den är större och djupare än en damm och även livnär sig på flodernas vatten . Den enda kända platsen, förutom jorden, där sjöar laddas upp av externa källor är Titan , Saturnus största satellit . På Titans yta har forskare upptäckt sjöar av etan , troligen blandat med metan . Nu är källorna för att mata Titansjöarna inte exakt kända, men dess yta skärs av många flodbäddar . Naturliga sjöar på jorden tenderar att finnas i bergiga regioner, sprickzoner och områden med pågående eller nyligen nedisning . Andra sjöar ligger i slutna områden eller längs strömningsriktningen för stora floder. I vissa delar av världen finns sjöar i stort antal på grund av det kaotiska dräneringsmönstret som blivit över från den senaste istiden . Alla sjöar är tillfälliga formationer på geologiska tidsskalor, eftersom de långsamt kommer att fyllas med sediment eller svämma över från sina innehållande bassänger.
En damm är en reservoar av stillastående vatten av naturligt eller artificiellt ursprung, mindre än en sjö. Dammar är en mängd olika konstgjorda reservoarer: vattenträdgårdar designade för estetisk njutning, fiskdammar avsedda för kommersiell fiskodling och soldammar för lagring av termisk energi. Dammar och sjöar skiljer sig från vattendrag i hastigheten på vattenflödet.
En flod är ett naturligt vattenflöde ( vattendrag ) [29] , som rinner i en fördjupning som utvecklats av den - en permanent naturlig kanal - och matas av yt- och underjordisk avrinning från deras bassänger. Vanligtvis rinner floden ut i havet , havet , sjön eller annan flod, men i vissa fall kan den gå vilse i sanden eller träsken , och även torka upp helt innan den når en annan vattenmassa. En bäck , en kanal , en källa , en källa, en nyckel anses vara små floder. Floden är en del av det hydrologiska kretsloppet. Vatten i floder samlas i allmänhet från nederbörd genom ytavrinning, smältning av naturlig is och snowpacks och från grundvatten och källor.
En bäck är en liten bäck , vanligtvis från några tiotals centimeter till flera meter breda. Bäckar är viktiga som kanaler i vattnets kretslopp, verktyg för djupdränering och korridorer för migration av fisk och vilda djur. Den biologiska livsmiljön i bäckarnas omedelbara närhet kallas flodzonen. Med tanke på statusen för den pågående händelsen med utrotning av holocen spelar bäckar en viktig roll för att koppla samman fragmenterade livsmiljöer och därför i bevarandet av den biologiska mångfalden . Studiet av strömmar och vattendrag i allmänhet inkluderar många grenar av tvärvetenskaplig naturvetenskap och ingenjörskonst, inklusive hydrologi , fluvial geomorfologi , akvatisk ekologi (akvatiska organismers ekologi) , fiskbiologi , kustvattenekologi och andra.
Ett ekosystem är ett biologiskt system som består av en gemenskap av levande organismer ( biocenos ), deras livsmiljö ( biotop ), samt ett system av kopplingar och utbyte av materia och energi dem emellan. Ekosystem består av olika abiotiska och biotiska komponenter som är sammankopplade [31] . Ekosystemens struktur och sammansättning bestäms av olika miljöfaktorer , mellan vilka det finns ett system av samband, och förändringar i dessa faktorer leder till dynamiska förändringar i ekosystemet. Jord , atmosfär , solstrålning , vatten och levande organismer är bland de viktigaste komponenterna i ett ekosystem.
Det centrala konceptet i begreppet ett ekosystem är idén att levande organismer interagerar med alla andra element i sin närmiljö. Eugene Odum , ekologins grundare, sa: "Varje enhet som inkluderar alla organismer (det vill säga en "gemenskap") i ett givet område och interagerar med den fysiska miljön på ett sådant sätt att energiflödet leder till en väl- definierad trofisk struktur , arternas mångfald och kretslopp av ämnen (det vill säga utbytet av ämnen mellan de biotiska och abiotiska delarna) inom systemet, är ett ekosystem” [32] . Inom ett ekosystem är arter sammanlänkade i näringskedjan och är beroende av varandra, och utbyter även energi och materia med varandra och med miljön [33] .
Den mindre enheten kallas ett mikroekosystem . Ett exempel på ett mikrosystem skulle vara en sten och det mångsidiga livet under den. Ett makroekosystem kan innefatta en hel ekoregion med dess bassäng [34] .
I regel är en vildmark (vildmark) ett område som inte har förändrats nämnvärt av mänsklig aktivitet. WILD Foundation definierar det mer i detalj: "De mest oförstörda vilda naturområdena som finns kvar på vår planet är de sista riktigt vilda platserna som inte är under kontroll av människor och som inte har vägar , rörledningar och annan industriell infrastruktur" [35] . Vildmark kan vara i naturreservat , egendomar, rancher , reservat, naturreservat , nationalparker och till och med stadsområden längs floder , raviner och andra platser som är orörda av människan. Vildmarksområden och skyddade parker är mycket viktiga för vissa djur- och växtarters överlevnad, ekologisk forskning, bevarande av livsmiljöer och mänsklig rekreation . Vissa författare tror att vildmarken är avgörande för den mänskliga själen och kreativiteten [36] , och vissa ekologer ser vildmarken som en integrerad del av planetens självförsörjande naturliga ekosystem, biosfären . Vildmarksområden kan också bevara historiska genetiska egenskaper och ge livsmiljöer för vild flora och fauna som är svåra att återskapa i djurparker , arboretum eller laboratorier.
För tillfället finns det ingen konsensus om begreppet liv, men forskare inser generellt att livets biologiska manifestation kännetecknas av organisation , metabolism , tillväxt , anpassning , svar på stimuli och reproduktion [37] . Man kan också säga att livet är ett kännetecken för organismens tillstånd.
De egenskaper som är karakteristiska för landlevande organismer ( växter , djur , svampar , protozoer , arkéer och bakterier ) är följande: de är sammansatta av kolvattenbaserade celler med en komplex organisation, har en metabolism, förmågan att växa, svara på stimuli och reproducera. En enhet som har dessa egenskaper anses i allmänhet vara liv. Men inte varje definition av liv hävdar att alla dessa egenskaper är nödvändiga.
Jordens skal som bebos av levande organismer kallas biosfären. Biosfären omfattar jorden, ytans bergarter, vatten , luft och atmosfär - allt inom vilket liv finns och som i sin tur förändrar eller omvandlar biotiska processer . Ur en bred geofysiologisk synvinkel är biosfären ett globalt ekologiskt system som förenar alla levande varelser och deras kopplingar, inklusive interaktion med element från litosfären (stenar), hydrosfären (vatten) och atmosfären (luft). För närvarande innehåller hela jorden mer än 75 miljarder ton biomassa (liv) som lever i olika miljöer i biosfären [38] .
Över 90% av den totala biomassan på jorden är växter , på vilka djurens liv till stor del beror på [39] . Hittills har mer än 2 miljoner växt- och djurarter identifierats [40] , och uppskattningar av det faktiska antalet befintliga arter sträcker sig från några miljoner till mer än 50 miljoner [41] [42] [43] . Antalet arter förändras ständigt med uppkomsten av nya arter och andras försvinnande [44] [45] . Det totala antalet arter minskar nu snabbt [46] [47] [48] .
För närvarande är endast existensen av liv på jorden känd med säkerhet (se artikeln " Astrobiologi "). Uppkomsten av liv är fortfarande en dåligt förstådd process, men forskare tror att det hände för cirka 3,9-3,5 miljarder år sedan under katarkeiska eller arkeiska förhållanden, när miljöförhållandena var väsentligt annorlunda än de nuvarande [51] . De ursprungliga livsformerna hade de grundläggande mekanismerna för självreplikation och ärvda egenskaper. När livet väl började ledde evolutionsprocessen genom naturligt urval till utvecklingen av fler och fler olika livsformer. Arter som inte kunde anpassa sig till miljöförändringar och konkurrens från andra livsformer dog ut , men information om många forntida organismer kan erhållas från fossiler .
Framväxten av fotosyntes i de enklaste formerna av växtliv runt om i världen har skapat förutsättningar på planeten för utveckling av mer komplext liv. Syret som bildades som ett resultat av fotosyntesreaktionen ackumulerades i atmosfären, vilket gav upphov till bildandet av ozonskiktet . Aggregeringen av mindre celler till större strukturer ledde till utvecklingen av ännu mer komplexa celler som kallas eukaryoter [52] . Celler i kolonier blev mer specialiserade, vilket ledde till riktiga flercelliga organismer . Med tillkomsten av ozonskiktet, som absorberar skadlig ultraviolett strålning , har liv spridit sig över hela jorden.
Mikroorganismer var den första formen av liv som utvecklades på jorden, och de förblev den enda formen av liv på planeten tills för ungefär en miljard år sedan, då flercelliga organismer började dyka upp [53] . Mikroorganismer är organismer av mikroskopisk storlek (vanligtvis encelliga ), inklusive bakterier , archaea , de flesta protister och många svampar .
Dessa livsformer kan hittas nästan var som helst på jorden där det finns vatten , inklusive inuti stenar [54] . De förökar sig snabbt. Kombinationen av en hög mutationshastighet och förmågan att horisontellt överföra gener gör dem mycket anpassningsbara och kan överleva i nya miljöer, inklusive yttre rymden [55] [56] . De utgör en väsentlig del av det planetariska ekosystemet, även om vissa mikroorganismer är patogena och utgör ett hot mot andra organismers hälsa.
Redan i antiken delade människor upp alla levande organismer i djur och växter. Aristoteles klassificerade djur i sin History of Animals , och hans elev Theophrastus skrev ett parallellt arbete om växter, History of Plants . Senare, på 1700-talet , delade Carl Linnéa naturvärlden i tre " riken ": mineral, vegetabilisk ( latinsk Regnum Vegetabile ) och djur ( Regnum Animale ), med hjälp av fyra nivåer ("rang"): klasser , ordnar , släkten och arter . . 1969 föreslog Robert Harding ett klassificeringssystem för fem kungariken som fortfarande är populärt idag. Det är baserat på skillnader i näring: representanter för växtriket är flercelliga autotrofer , djur är flercelliga heterotrofer , svampar är flercelliga saprotrofer . Protisters och bakteriers rike inkluderar encelliga och protozoiska organismer . Alla fem kungadömena är uppdelade i superriken av eukaryoter och prokaryoter , beroende på om cellerna i dessa organismer har en kärna.
organismer |
| ||||||||||||||||||
Tid är en form av fysiska och mentala processer, en förutsättning för möjligheten till förändring [58] .
Inom filosofin är detta ett oåterkalleligt flöde (flödar bara i en riktning - från det förflutna , genom nuet till framtiden ) [59] , inom vilket alla processer som existerar i varat , som är fakta , äger rum . Det finns dock teorier med symmetrisk tid, som Wheeler-Feynman-teorin .
Temat för naturen i konsten avslöjas mest i romantikens tidevarv . Inom konsten är naturen ofta utrustad med mänskliga egenskaper, ambitioner och vilja . Naturen fungerar som en orimlig, instinktiv princip som motsätter sig den mänskliga anden . Naturen tolkas också som källan, världens primitiva tillstånd, därför tror man ibland att oskuld och renhet är karaktäristiska för den. Trött på civilisationen söker en person tröst i naturens sköte. På 1900-talet dyker naturtemat upp som tar hämnd på människan i form av naturkatastrofer. Modern nyhedendom är till stor del en naturkult. Mångfalden och komplexiteten hos naturfenomen och strukturer gör att vi kan prata om hennes visdom och förmåga att vara en lärare för människor.
Den okritiska överföringen av antropomorfiseringen av naturen från konstområdet till vetenskapliga och pedagogiska texter introducerar ett element av mystik i dem, och ersätter förklaringen av orsakerna till fenomen med hänvisningar till naturens vilja och sinne.
Naturen, som vilken annan organisk miljö som helst, är i ständig utveckling och rörelse. Naturens huvuddrag är dess cyklikalitet, den successiva förändringen av årstiderna, där uppvaknande processer gradvis ersätter långsamma sådana, från fasen av tillväxt och utveckling till fasen av sömn och avmattning av processer. Naturens årstiders växling under hela året kallas årstiderna - vår , sommar , höst , vinter . Naturens årstider, som fysiska fenomen av årstidernas växling, lockar inte bara vetenskapsmän utan inspirerade också många kultur- och konstfigurer - poeter, prosaförfattare, konstnärer och musiker. Det är årstiderna i naturen som ägnas åt många dikter, prosa, temat att ändra stämningen och naturens utseende avslöjades både i konst och i musik (till exempel i Antonio Vivaldis " Fyra årstider " och andra) bilder av människor uppfattning om naturens styrka och skönhet.
Naturvetenskap | |
---|---|
Ordböcker och uppslagsverk | ||||
---|---|---|---|---|
|
Vetenskapliga riktningar | |
---|---|
Humaniora naturlig offentlig Applicerad Teknisk Exakt | |
Vetenskap om vetenskap |
Jorden | ||
---|---|---|
Jordens historia | ||
Jordens fysiska egenskaper | ||
Jordens skal | ||
Geografi och geologi | ||
Miljö | ||
se även | ||
|