Natur | |
---|---|
Studerede i | naturvidenskab , naturvidenskab og naturhistorie |
Modsatte | overnaturlige |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Naturen - universets materielle verden , i det væsentlige - hovedobjektet for studiet af naturvidenskaberne .
I hverdagen bruges ordet "natur" ofte i betydningen af det naturlige habitat (alt, der ikke er skabt af mennesket).
Naturens rige i naturvidenskaben .
Jorden er den eneste planet , der i øjeblikket vides at have liv . Dens naturlige træk er genstand for mange videnskabelige undersøgelser. Dette er den tredje planet fra Solen i solsystemet og den største i diameter, masse og tæthed blandt de jordiske planeter . Jordens vigtigste klimatiske træk er tilstedeværelsen af to store polarområder, to relativt smalle tempererede zoner og en bred ækvatorial-tropisk region [3] . Nedbør på planeten varierer meget fra sted til sted, fra en millimeter til flere meter nedbør om året. Omkring 71% af Jordens overflade er hav . Resten består af kontinenter og øer , hvor det meste af landet er beboet af mennesker på den nordlige halvkugle .
Jordens udvikling er sket gennem geologiske og biologiske processer, der har efterladt spor af de oprindelige forhold. Planetens overflade er opdelt i flere kontinuerligt bevægende litosfæriske plader , hvilket fører til periodisk sammensmeltning og adskillelse af kontinenterne. Jordens indre består af et tykt lag af smeltet kappe og en jernkerne , der genererer et magnetfelt .
Sammensætningen af den nuværende atmosfære er blevet væsentligt ændret fra den oprindelige gennem aktiviteten af forskellige livsformer [4] , som skaber en økologisk balance, der stabiliserer forholdene på overfladen. På trods af betydelige klimaforskelle afhængigt af breddegrad og andre geografiske faktorer er det gennemsnitlige globale klima ret stabilt i mellemistider [5] , og en ændring på 1-2 °C i den gennemsnitlige globale temperatur har historisk set haft en alvorlig indvirkning på det økologiske Jordens balance og geografi [6] [7] .
Geologi er et kompleks af videnskaber om sammensætningen, strukturen af jordskorpen og de mineraler , der findes i den . Komplekset af videnskaber inden for geologi beskæftiger sig med studiet af sammensætning, struktur , fysiske egenskaber, dynamik og historie af terrestriske materialer, såvel som de processer, hvorved de dannes, bevæger sig og ændres. Geologi er en af de akademiske hoveddiscipliner , som blandt andet er vigtig for udvinding af mineraler og kulbrinter , forudsigelse og afbødning af naturkatastrofer , beregninger på geotekniske områder og studiet af klima og miljø i fortiden.
Solsystemet blev dannet af en interstellar gas- og støvsky, hvor en central stjerne, Solen og den protoplanetariske skive , der omgiver den , opstod på grund af gravitationskompression . På denne skive for 4,54 milliarder år siden blev Jorden dannet sammen med andre planeter [8] . Ikke senere end et par titusinder af år senere kolliderede en planet på størrelse med Mars med Jorden, og Månen blev dannet af emissionerne fra dette nedslag . Det smeltede ydre lag af Jorden afkølede med tiden og dannede en solid skal - skorpen . Emission af gasser og vulkansk aktivitet førte til fremkomsten af den primære atmosfære . Kondensering af vanddamp (hvoraf det meste blev dannet af kometis ) førte til fremkomsten af oceaner og andre vandområder [9] . Derefter førte højenergiske kemiske processer for omkring 4 milliarder år siden til fremkomsten af et selvreproducerende molekyle [10] .
Jordens overflade har ændret sig over hundreder af millioner af år og danner af og til et superkontinent , som derefter bryder op igen i separate kontinenter . For omkring 750 millioner år siden begyndte det ældste kendte superkontinent, Rodinia , at adskilles . Nogen tid senere sluttede kontinenterne sig igen for at danne Pannotia , som adskilte omkring 540 mya. Derefter dannede det sidste superkontinent - Pangea , som delte sig for omkring 180 millioner år siden [11] .
Det antages, at der i den neoproterozoiske æra var en storstilet glaciation af Jorden, hvor isen nåede ækvator . Denne hypotese er blevet kaldt " Sneboldjorden " og er af særlig interesse, fordi denne gang gik forud for den kambriske eksplosion , som fandt sted for omkring 530-540 millioner år siden, hvor flercellede livsformer begyndte at sprede sig [12] .
Der har været fem forskellige masseudryddelser siden den kambriske eksplosion [13] . Den sidste masseudryddelse fandt sted for omkring 65 millioner år siden, da Jordens kollision med et himmellegeme sandsynligvis forårsagede udryddelsen af dinosaurer og andre store krybdyr. De næste 65 millioner år førte til fremkomsten af en lang række pattedyr [14] .
For flere millioner år siden fik menneskeaber i Afrika evnen til at gå oprejst [15] . Menneskets efterfølgende udseende , udviklingen af landbruget og civilisationen af ham påvirkede Jorden mere end nogen anden arts aktiviteter og påvirkede endda det globale klima på planeten.
I den moderne æra er der en masseudryddelse af arter kaldet Holocæn-udryddelsen . Dette er den hurtigste af alle udryddelser [16] [17] . Nogle videnskabsmænd, såsom Edward Wilson fra Harvard University , mener, at menneskelig ødelæggelse af biosfæren kan føre til udryddelse af halvdelen af alle arter i de næste 100 år [18] . Omfanget af den nuværende udryddelse bliver stadig undersøgt, diskuteret og beregnet af biologer [19] .
Jordens atmosfære er en nøglefaktor i opretholdelsen af det planetariske økosystem . Det tynde lag af gasser, der omgiver Jorden , holdes sammen af planetens tyngdekraft . Atmosfærens tørre luft består af 78% nitrogen , 21% oxygen , 1% argon , kuldioxid og andre forbindelser i små mængder. Luft indeholder også en variabel mængde vanddamp [20] [21] . Atmosfærisk tryk falder gradvist med stigende højde og i en højde på omkring 19-20 km falder det i en sådan grad, at vand og interstitiel væske begynder at koge i menneskekroppen. Derfor begynder "rummet" fra menneskets fysiologi allerede i en højde af 15-19 km. Jordens atmosfære i en højde på 11 til 50 km (i tropiske breddegrader - 25-30 km, i tempererede breddegrader - 20-25, i polære - 15-20) har et såkaldt ozonlag , der består af O 3 molekyler - det spiller en vigtig rolle i absorptionen af farlig ultraviolet stråling og beskytter derved alt liv på overfladen mod skadelig stråling. Atmosfæren holder også på varmen om natten, hvilket reducerer temperaturudsving.
Planetarisk klima er et mål for langsigtede tendenser i vejret. En planets klima påvirkes af forskellige faktorer, herunder havstrømme , overfladealbedo , drivhusgasser , skiftende sollysstyrke og ændringer i planetens kredsløb . Ifølge videnskabsmænds konklusioner har Jorden tidligere gennemgået dramatiske klimaændringer, herunder istider .
Klimaet i regionen afhænger af en række faktorer, og frem for alt af breddegrad . En række breddegrader med lignende klimatiske egenskaber danner en klimatisk region. Der findes adskillige sådanne regioner, lige fra det ækvatoriale klima til det polære klima på syd- og nordpolen . Klimaet er også påvirket af årstider , som opstår på grund af hældningen af jordens akse i forhold til kredsløbets plan. På grund af hældningen om sommeren eller vinteren modtager en del af planeten mere solenergi end en anden. Denne situation ændrer sig, efterhånden som Jorden bevæger sig i sin bane. På ethvert givet tidspunkt har den nordlige og sydlige halvkugle modsatte årstider.
Terrestriske vejrbegivenheder forekommer næsten udelukkende i den lavere atmosfære ( troposfæren ) og tjener som et konvektivt varmefordelingssystem. Havstrømme er en af de vigtigste klimadeterminanter, især de store termohaline undervandscirkulationer , som distribuerer termisk energi fra ækvatorialzonerne til polarområderne. Disse strømme hjælper med at moderere temperaturforskellene mellem vinter og sommer i de tempererede zoner . Uden omfordelingen af termisk energi gennem havstrømme og atmosfæren ville det desuden være meget varmere i troperne og meget koldere i polarområderne.
Vejret kan have både positive og negative effekter. Ekstreme vejrforhold som tornadoer , orkaner og cykloner kan frigive store mængder energi undervejs og forårsage stor skade. Overfladevegetationen har udviklet en afhængighed af sæsonbestemte vejrændringer, og pludselige ændringer, der kun varer nogle få år, kan have en væsentlig indflydelse på både vegetationen og de dyr , der spiser vegetationen til føde.
Vejret er et kaotisk system , der nemt ændrer sig på grund af små ændringer i miljøet , så nøjagtige vejrudsigter er i øjeblikket begrænset til kun et par dage. I øjeblikket finder to processer sted rundt om i verden: gennemsnitstemperaturen er stigende, og det regionale klima undergår mærkbare ændringer [22] .
Vand er en kemisk forbindelse bestående af brint og ilt og nødvendig for den vitale aktivitet af alle kendte livsformer [23] . Normalt kaldes kun den flydende tilstand af dette stof vand, men der er også en fast tilstand ( is ) og en gasformig tilstand - vanddamp . Vand dækker 71 % af Jordens overflade og er hovedsageligt koncentreret i havene og andre store vandområder [24] . Derudover er cirka 1,6 % af vandet under jorden i grundvandsmagasiner og omkring 0,001 % er i luften i form af dampe og skyer (dannet af faste og flydende vandpartikler), samt nedbør [25] . Havene indeholder 97% af overfladevand , gletsjere og polarkapper - omkring 2,4%, floder , søer og damme - de resterende 0,6%. Derudover findes en lille mængde vand på Jorden i biologiske organismer og menneskelige produkter.
Havet rummer hovedparten af vandet på Jorden og er hovedbestanddelen af hydrosfæren . Selvom der er flere oceaner på vores planet, forbinder de sig med hinanden til en enkelt saltvandsmasse, ofte kaldet Verdenshavet [26] [27] . Det dækker omkring 71 % af jordens overflade (361 millioner km²). Dybden i de fleste af verdenshavene overstiger 3000 meter, og den gennemsnitlige saltholdighed er omkring 35 dele promille (ppt), det vil sige 3,5%.
De vigtigste grænser for oceanerne er defineret af kontinenter , forskellige øgrupper og andre kriterier. Følgende oceaner skelnes på Jorden (i faldende størrelsesorden): Stillehavet , Atlanterhavet , Det Indiske Ocean , det sydlige ocean og det arktiske hav . Dele af verdenshavet, omgivet af land eller forhøjninger af undervandsrelief, kaldes hav , bugter , bugter . På Jorden er der også salte reservoirer, som er mindre og ikke er forbundet med havene. To karakteristiske eksempler er Aralhavet og Den Store Saltsø .
En sø er en del af hydrosfæren , som er en naturlig eller kunstigt skabt vandmasse fyldt inde i søens skål (søbund) med vand og ikke har en direkte forbindelse med havet (havet) [28] . På Jorden betragtes en vandmasse som en sø i det tilfælde, hvor den ikke er en del af verdenshavet , mens den er større og dybere end en dam og også lever af floder . Det eneste kendte sted, udover Jorden, hvor søer genoplades af eksterne kilder, er Titan , Saturns største satellit . På Titans overflade har forskere opdaget søer af ethan , højst sandsynligt blandet med metan . Nu er kilderne til fodring af Titans søer ikke nøjagtigt kendte, men dens overflade er skåret af adskillige flodsenge . Naturlige søer på Jorden har en tendens til at blive fundet i bjergrige områder, sprækkezoner og områder med igangværende eller nylig glaciation . Andre søer er placeret i lukkede områder eller langs strømmen af store floder. I nogle dele af verden er søer til stede i stort antal på grund af det kaotiske drænmønster, der er tilbage fra den sidste istid . Alle søer er midlertidige formationer på geologiske tidsskalaer, da de langsomt vil fyldes med sediment eller overløbe fra deres indeholdende bassiner.
En dam er et reservoir af stillestående vand af naturlig eller kunstig oprindelse, mindre end en sø. Damme er en række kunstige reservoirer: vandhaver designet til æstetisk nydelse, fiskedamme beregnet til kommercielt fiskeopdræt og soldamme til lagring af termisk energi. Damme og søer adskiller sig fra vandløb i vandstrømmens hastighed.
En flod er en naturlig vandstrøm ( vandløb ) [29] , der flyder i en lavning udviklet af den - en permanent naturlig kanal - og fodres af overflade- og underjordisk afstrømning fra deres bassiner. Normalt løber floden ud i havet , havet , søen eller en anden flod, men i nogle tilfælde kan den forsvinde i sandet eller sumpene og også tørre helt op, før den når et andet vandområde. Et vandløb , en kanal , en kilde , en kilde, en nøgle betragtes som små floder. Floden er en del af det hydrologiske kredsløb. Vand i floder opsamles generelt fra nedbør gennem overfladeafstrømning, smeltning af naturlig is og snepakker og fra grundvand og kilder.
Et vandløb er et lille vandløb , sædvanligvis fra et par titusinder af centimeter til flere meter bredt. Vandløb er vigtige som kanaler i vandkredsløbet, redskaber til dyb dræning og korridorer for migration af fisk og vilde dyr. Det biologiske levested i umiddelbar nærhed af vandløbene kaldes flodzonen. I betragtning af status for den igangværende holocæn-udryddelsesbegivenhed spiller vandløb en vigtig rolle i forbindelse med sammenkobling af fragmenterede habitater og derfor i bevarelse af biodiversitet . Studiet af vandløb og vandveje omfatter generelt mange grene af tværfaglig naturvidenskab og teknik, herunder hydrologi , flodgeomorfologi , akvatisk økologi (akvatiske organismers økologi) , fiskebiologi , kystvandsøkologi og andre.
Et økosystem er et biologisk system, der består af et samfund af levende organismer ( biocenose ), deres habitat ( biotop ), samt et system af forbindelser og udveksling af stof og energi mellem dem. Økosystemer består af forskellige abiotiske og biotiske komponenter, der er indbyrdes forbundne [31] . Økosystemernes struktur og sammensætning er bestemt af forskellige miljøfaktorer , mellem hvilke der er et system af relationer, og ændringer i disse faktorer fører til dynamiske ændringer i økosystemet. Jord , atmosfære , solstråling , vand og levende organismer er blandt de vigtigste komponenter i et økosystem.
Det centrale koncept i begrebet et økosystem er ideen om, at levende organismer interagerer med alle andre elementer i deres lokale miljø. Eugene Odum , grundlæggeren af økologi, sagde: "Enhver enhed, der omfatter alle organismer (det vil sige et "samfund") i et givet område og interagerer med det fysiske miljø på en sådan måde, at strømmen af energi fører til et godt defineret trofisk struktur , artsdiversitet og kredsløb af stoffer (det vil sige udveksling af stoffer mellem de biotiske og abiotiske dele) inden for systemet, er et økosystem” [32] . Inden for et økosystem er arter forbundet i fødekæden og er afhængige af hinanden, og udveksler også energi og stof med hinanden og med miljøet [33] .
Den mindre enhed kaldes et mikroøkosystem . Et eksempel på et mikrosystem ville være en sten og det mangfoldige liv under den. Et makroøkosystem kan omfatte en hel økoregion med dens bassin [34] .
Et vildmark (vildt sted) er som udgangspunkt et område, der ikke er blevet væsentligt ændret af menneskelig aktivitet. WILD Foundation definerer det mere detaljeret: "De mest uspolerede vilde naturområder, der er tilbage på vores planet, er de sidste virkelig vilde steder, som ikke er under kontrol af mennesker og ikke har veje , rørledninger og anden industriel infrastruktur" [35] . Vildmarken kan være i naturreservater , godser, ranches , reservater, naturreservater , nationalparker og endda byområder langs floder , kløfter og andre steder uberørt af mennesker. Vildmarksområder og beskyttede parker er meget vigtige for overlevelsen af nogle dyre- og plantearter, økologisk forskning, bevarelse af levesteder og menneskers rekreation . Nogle forfattere mener, at vildmarken er afgørende for den menneskelige sjæl og kreativitet [36] , og nogle økologer ser vildmarken som en integreret del af planetens selvbærende naturlige økosystem, biosfæren . Vildmarksområder kan også bevare historiske genetiske egenskaber og give levesteder for vild flora og fauna , som er svære at genskabe i zoologiske haver , arboreter eller laboratorier.
I øjeblikket er der ingen konsensus om begrebet liv, dog anerkender videnskabsmænd generelt, at den biologiske manifestation af liv er karakteriseret ved organisering , metabolisme , vækst , tilpasning , respons på stimuli og reproduktion [37] . Man kan også sige, at livet er et kendetegn for organismens tilstand.
Egenskaberne for terrestriske organismer ( planter , dyr , svampe , protozoer , archaea og bakterier ) er som følger: de er sammensat af kulstof-vand-baserede celler med en kompleks organisation, har et stofskifte, evnen til at vokse, reagere på stimuli og reproducere. En enhed, der har disse egenskaber, betragtes generelt som liv. Men ikke enhver definition af liv hævder, at alle disse egenskaber er nødvendige.
Jordens skal, der er beboet af levende organismer, kaldes biosfæren. Biosfæren omfatter jorden, overfladebjergarter, vand , luft og atmosfære - alt, hvori livet eksisterer, og som igen ændrer eller transformerer biotiske processer . Fra et bredt geofysiologisk synspunkt er biosfæren et globalt økologisk system, der forener alle levende væsener og deres forbindelser, herunder interaktion med elementer fra litosfæren (klipper), hydrosfæren (vand) og atmosfæren (luft). I øjeblikket indeholder hele Jorden mere end 75 milliarder tons biomasse (liv), der lever i forskellige miljøer i biosfæren [38] .
Over 90% af den samlede biomasse på Jorden er planter , som dyrenes liv i høj grad afhænger af [39] . Til dato er mere end 2 millioner plante- og dyrearter blevet identificeret [40] , og skøn over det faktiske antal eksisterende arter spænder fra nogle få millioner til mere end 50 millioner [41] [42] [43] . Antallet af arter ændrer sig konstant med fremkomsten af nye arter og andres forsvinden [44] [45] . Det samlede antal arter er nu hurtigt faldende [46] [47] [48] .
I øjeblikket er kun eksistensen af liv på Jorden kendt med sikkerhed (se artiklen " Astrobiologi "). Fremkomsten af liv er stadig en dårligt forstået proces, men videnskabsmænd mener, at det skete for omkring 3,9-3,5 milliarder år siden under det katarkæiske eller arkæiske område , hvor miljøforholdene var væsentligt forskellige fra de nuværende [51] . De oprindelige livsformer havde de grundlæggende mekanismer for selvreplikation og nedarvede træk. Da livet først begyndte, førte evolutionsprocessen gennem naturlig udvælgelse til udviklingen af flere og flere forskellige livsformer. Arter, der ikke kunne tilpasse sig miljøændringer og konkurrence fra andre livsformer, uddøde , men information om mange gamle organismer kan hentes fra fossiler .
Fremkomsten af fotosyntese i de simpleste former for planteliv rundt om i verden har skabt betingelser på planeten for udvikling af mere komplekst liv. Den ilt , der blev dannet som følge af fotosyntesereaktionen, akkumulerede i atmosfæren, hvilket gav anledning til dannelsen af ozonlaget . Aggregeringen af mindre celler til større strukturer førte til udviklingen af endnu mere komplekse celler kaldet eukaryoter [52] . Celler i kolonier blev mere specialiserede, hvilket førte til ægte flercellede organismer . Med fremkomsten af ozonlaget, som absorberer skadelig ultraviolet stråling , har livet spredt sig over hele Jorden.
Mikroorganismer var den første form for liv, der udviklede sig på Jorden, og de forblev den eneste form for liv på planeten indtil for omkring en milliard år siden, hvor flercellede organismer begyndte at dukke op [53] . Mikroorganismer er organismer af mikroskopisk størrelse (normalt encellede ), herunder bakterier , archaea , de fleste protister og mange svampe .
Disse livsformer kan findes næsten overalt på Jorden, hvor der er vand , inklusive inde i klipper [54] . De formerer sig hurtigt. Kombinationen af en høj mutationshastighed og evnen til horisontalt at overføre gener gør dem meget tilpasningsdygtige og i stand til at overleve i nye miljøer, herunder det ydre rum [55] [56] . De udgør en væsentlig del af det planetariske økosystem, selvom nogle mikroorganismer er patogene og udgør en trussel mod andre organismers sundhed.
Selv i oldtiden opdelte mennesker alle levende organismer i dyr og planter. Aristoteles klassificerede dyr i hans History of Animals , og hans elev Theophrastus skrev et parallelt værk om planter, History of Plants . Senere, i det 18. århundrede , inddelte Carl Linnaeus den naturlige verden i tre " kongeriger ": mineralske, vegetabilske ( latinske Regnum Vegetabile ) og animalske ( Regnum Animale ), ved hjælp af fire niveauer ("rækker"): klasser , ordener , slægter og arter. . I 1969 foreslog Robert Harding et klassifikationssystem med fem kongeriger, som stadig er populært i dag. Det er baseret på forskelle i ernæring: repræsentanter for planteriget er flercellede autotrofer , dyr er flercellede heterotrofer , svampe er flercellede saprotrofer . Kongerigerne af protister og bakterier omfatter encellede og protozoiske organismer. Alle fem kongeriger er opdelt i superriger af eukaryoter og prokaryoter , afhængigt af om cellerne i disse organismer har en kerne.
organismer |
| ||||||||||||||||||
Tid er en form for fysiske og mentale processer, en betingelse for muligheden for forandring [58] .
I filosofien er dette et irreversibelt flow (der kun flyder i én retning - fra fortiden , gennem nutiden til fremtiden ) [59] , inden for hvilken alle de processer, der eksisterer i væren , som er fakta , finder sted . Der er dog teorier med symmetrisk tid, såsom Wheeler-Feynman teorien .
Temaet for naturen i kunsten er mest åbenbaret i romantikkens æra . I kunsten er naturen ofte udstyret med menneskelige træk, forhåbninger og vilje . Naturen fungerer som et urimeligt, instinktivt princip, der modarbejder den menneskelige ånd . Naturen tolkes også som kilden, verdens primitive tilstand, derfor menes det nogle gange, at mødom og renhed er karakteristisk for den. Træt af civilisationen søger en person trøst i naturens skød. I det 20. århundrede dukker naturtemaet op, der hævner sig på mennesket i form af naturkatastrofer. Moderne nyhedenskab er i høj grad en naturdyrkelse. Mangfoldigheden og kompleksiteten af naturlige fænomener og strukturer giver os mulighed for at tale om hendes visdom og evne til at være en lærer for mennesker.
Den ukritiske overførsel af antropomorfiseringen af naturen fra kunstfeltet til videnskabelige og pædagogiske tekster introducerer et element af mystik i dem, og erstatter forklaringen af årsagerne til fænomener med referencer til naturens vilje og sind.
Naturen er som ethvert andet organisk miljø i konstant udvikling og bevægelse. Naturens hovedtræk er dens cyklus, den successive ændring af årstiderne, hvor opvågningsprocesser gradvist erstatter langsomme processer, fra vækst- og udviklingsfasen til søvnfasen og opbremsning af processer. Naturens årstider skifter hen over året kaldes årstiderne - forår , sommer , efterår , vinter . Årstiderne i naturen, som fysiske fænomener for årstidernes skiften, tiltrækker ikke kun videnskabsmænd, men inspirerede også mange kultur- og kunstfigurer - digtere, prosaforfattere, kunstnere og musikere. Det er årstiderne i naturen, der er viet til mange digte, prosa, temaet om at ændre naturens stemning og udseende blev afsløret både i kunst og i musik (for eksempel i Antonio Vivaldis " Fire årstider " og andre) billeder af mennesker opfattelse af naturens styrke og skønhed.
Naturvidenskab | |
---|---|
Ordbøger og encyklopædier | ||||
---|---|---|---|---|
|
Videnskabelige retninger | |
---|---|
Humaniora naturlig Offentlig Anvendt Teknisk Nøjagtig | |
Videnskab om Videnskab |
jorden | ||
---|---|---|
Jordens historie | ||
Jordens fysiske egenskaber | ||
Jordens skaller | ||
Geografi og geologi | ||
Miljø | ||
se også | ||
|