Natur

Eine Winterlandschaft in Lappland, Finnland
Blitz Streiks während des Ausbruchs der Galunggung Vulkan, West Java1982
Leben in der Abgrundsale Ozeane
South Penghu Marine National Park von Taiwan, zeigen das Wunder der Natur

Naturim weitesten Sinne ist das physisch Welt oder Universum. "Natur" kann sich auf die beziehen Phänomene der physischen Welt und auch zum Leben im Allgemeinen. Das Studium der Natur ist ein großer, wenn nicht einziger Teil von Wissenschaft. Obwohl Menschen Teil der Natur sind, wird die menschliche Aktivität oft als separate Kategorie von anderen natürlichen Phänomenen verstanden.[1]

Das Wort Natur wird aus dem ausgeliehen Altes Französisch Natur und wird aus dem abgeleitet Latein Wort Natura, oder "wesentliche Eigenschaften, angeborene Disposition" und in der Antike, buchstäblich gemeint ""Geburt".[2] In der alten Philosophie, Natura wird hauptsächlich als lateinische Übersetzung des griechischen Wortes verwendet Physis (φύσις), das ursprünglich mit den intrinsischen Eigenschaften von Pflanzen, Tieren und anderen Merkmalen der Welt zusammenhängt, um sich selbst zu entwickeln.[3][4] Das Konzept der Natur als Ganzes, das physische Universumist eine von mehreren Erweiterungen des ursprünglichen Begriffs;[1] Es begann mit bestimmten Kernanwendungen des Wortes φύσις von vor-sokratisch Philosophen (obwohl dieses Wort damals eine dynamische Dimension hatte, besonders für Heraklit) und hat seitdem stetig Währung gewonnen.

Während des Aufkommens der Moderne wissenschaftliche Methode In den letzten Jahrhunderten wurde die Natur zur passiven Realität, organisiert und bewegt nach göttlichen Gesetzen.[5][6] Mit dem Industrielle Revolution, die Natur wurde zunehmend als Teil der Realität angesehen, die aus absichtlichen Interventionen entzogen wurden: Sie wurde daher durch einige Traditionen als heilig angesehen (sie heilig (Rousseau, Amerikaner Transzendentalismus) oder ein bloßes Anstand für göttliche Vorsehung oder menschliche Geschichte (Geschichte der Menschheit (Hegel, Marx). Eine vitalistische Vision der Natur, näher an der Presokratischen, wurde jedoch gleichzeitig wiedergeboren, besonders danach Charles Darwin.[1]

Innerhalb der verschiedenen Verwendungen des heutigen Wortes bezieht sich "Natur" oft auf Geologie und Tierwelt. Die Natur kann sich auf den allgemeinen Bereich lebender Pflanzen und Tiere beziehen, und in einigen Fällen auf die Prozesse, die mit leblosen Objekten verbunden sind - die Art und Weise, wie bestimmte Arten von Dingen existieren und sich von selbst verändern, wie das Wetter und die Geologie der Erde. Es wird oft als das "das" genommen "natürlichen Umgebung" oder Wildnis- Wildtiere, Felsen, Wald und im Allgemeinen jene Dinge, die nicht wesentlich durch menschliche Eingriffe verändert wurden oder die trotz menschlicher Interventionen bestehen bleiben. Zum Beispiel werden hergestellte Objekte und menschliche Wechselwirkung im Allgemeinen nicht als Teil der Natur angesehen, es sei denn, es ist als "menschliche Natur" oder "die ganze Natur" qualifiziert. Dieses traditionellere Konzept natürlicher Dinge, die heute noch gefunden werden können Bewusstsein oder ein Mensch Geist. Abhängig vom jeweiligen Kontext kann der Begriff "natürlich" auch vom unnatürlichen oder der unterschieden werden übernatürlich.[1]

Erde

Der blaue Marmor, was eine berühmte Ansicht der Erde, 1972 von der Crew von genommen Apollo 17

Die Erde ist die einzige Planet Bekannt, das Leben zu unterstützen, und seine natürlichen Merkmale sind Gegenstand vieler Bereiche der wissenschaftlichen Forschung. Innerhalb der Sonnensystem, es ist die dritte der Sonne am nächsten; es ist das Größte terrestrischer Planet und das fünftgrößte insgesamt. Seine bekanntesten klimatischen Merkmale sind die beiden großen polaren Regionen, zwei relativ enge gemäßigt Zonen und eine breite Äquatorial tropisch zu subtropisch Region.[7] Niederschlag variiert stark mit der Lage von mehreren Metern Wasser pro Jahr bis zu weniger als einem Millimeter. 71 Prozent der Erdoberfläche sind von Salzwassere-Ozeanen bedeckt. Der Rest besteht aus Kontinenten und Inseln, wobei der größte Teil des bewohnten Landes in der Nördliche Hemisphäre.

Die Erde hat sich durch geologische und biologische Prozesse entwickelt, die Spuren der ursprünglichen Bedingungen hinterlassen haben. Das äußere Oberfläche ist in mehrere unterteilt, die allmählich migrieren tektonischen Platten. Der Innenraum bleibt aktiv, mit einer dicken Kunststoffschicht Mantel und ein mit Eisen gefüllter Kern, der a erzeugt Magnetfeld. Dieser Eisenkern besteht aus einer festen inneren Phase und einer flüssigen Außenphase. Die konvektive Bewegung im Kern erzeugt elektrische Ströme durch Dynamo -Aktion, die wiederum das geomagnetische Feld erzeugen.

Das atmosphärisch Die Bedingungen wurden durch das Vorhandensein von Lebensformen aus den ursprünglichen Bedingungen signifikant verändert,[8] die ein ökologisches Gleichgewicht erzeugen, das die Oberflächenbedingungen stabilisiert. Trotz der breiten regionalen Klimaunterschiede von Breite und andere geografische Faktoren, das langfristige durchschnittliche globale Klima ist in Zwischenglakla-Perioden ziemlich stabil.[9] und Variationen eines oder zwei Grades der durchschnittlichen globalen Temperatur hatten historisch gesehen erhebliche Auswirkungen auf das ökologische Gleichgewicht und die tatsächliche Geographie der Erde.[10][11]

Geologie

Geologie ist die Wissenschaft und das Studium der festen und flüssigen Substanz, die die Erde ausmacht. Das Gebiet der Geologie umfasst die Untersuchung der Zusammensetzung, Struktur, physikalische Eigenschaften, Dynamik und Geschichte von Erdmaterialienund die Prozesse, durch die sie geformt, bewegt und verändert werden. Das Feld ist ein Hauptfach Akademische Disziplinund ist auch wichtig für Mineral und Kohlenwasserstoff Extraktion, Wissen über und Minderung von natürliche Gefahren, etwas Geotechnische Ingenieurwesen Felder und Verständnis frühere Klimazonen und Umgebungen.

Geologische Entwicklung

Drei Arten von geologisch Plattentektonik Grenzen

Die Geologie eines Gebiets entwickelt sich im Laufe der Zeit, wenn Gesteinseinheiten abgelagert und eingefügt werden, und die Verformungsprozesse verändern ihre Formen und Orte.

Rockeinheiten werden entweder zuerst von gestellt Ablage auf die Oberfläche oder in die eindringen Überlagerter Felsen. Ablagerung kann auftreten, wenn Sedimente sich auf die Erdoberfläche und später auf die Erdoberfläche niederlassen Lithify hinein Sedimentgestein, oder wenn as Vulkanmaterial wie zum Beispiel Vulkanasche oder Lava fließt, bedecken Sie die Oberfläche. Magmatisch Eingriffe wie zum Beispiel Batholithen, Laccolithen, Deiche, und Fensterbrettdrücken nach oben in den darüber liegenden Felsen und kristallisieren, wenn sie eindringen.

Nachdem die anfängliche Abfolge von Gesteinen abgelagert wurde, können die Felseinheiten sein deformiert und/oder Metamorphosed. Deformation tritt typischerweise als Ergebnis einer horizontalen Verkürzung auf, Horizontale Erweiterungoder Seite zu Seite (Streikschlitz) Bewegung. Diese strukturellen Regime beziehen sich im Großen und Ganzen Konvergente Grenzen, unterschiedliche Grenzen, und Grenzen verwandelndazwischen tektonischen Platten.

Historische Perspektive

Eine Animation, die die Bewegung der Kontinente von der Trennung von zeigt Pangea bis zum heutigen Tag

Es wird geschätzt, dass die Erde vor 4,54 Milliarden Jahren aus dem gebildet hat Solarnebel, zusammen mit Sonne und andere Planeten.[12] Der Mond bildete ungefähr 20 Millionen Jahre später. Zunächst geschmolzen, kühlte die äußere Schicht der Erde, was zu einer festen Kruste führte. Übertroffen und Vulkan Die Aktivität führte zu der ursprünglichen Atmosphäre. Kondensung Wasserdampf, die meisten oder alle von ihnen kamen von Eis geliefert von Kometen, produzierte die Ozeane und andere Wasserquellen.[13] Es wird angenommen, dass die hoch energetische Chemie vor etwa 4 Milliarden Jahren ein selbstreplizierendes Molekül erzeugt hat.[14]

Plankton Bewohnern von Ozeanen, Meeren und Seen und existiert seit mindestens 2 Milliarden Jahren in verschiedenen Formen[15]

Kontinente bildeten sich, dann löste sich und reformierte sich als die Erdoberfläche über Hunderte von Millionen von Jahren, gelegentlich, um eine zu machen, um eine zu machen Superkontinent. Vor ungefähr 750 Millionen Jahren der früheste bekannte Superkontinent Rodinia, begann auseinander zu brechen. Die Kontinente später rekombierten zu Form Pannotie was vor etwa 540 Millionen Jahren auseinander brach, dann endlich endlich Pangea, was vor etwa 180 Millionen Jahren auseinander brach.[16]

Während der Neoproterozoikum Ära, gefrierende Temperaturen bedeckten einen Großteil der Erde in Gletscher und Eisbleche. Diese Hypothese wurde als "als" bezeichnet "Schneeball Erde", und es ist von besonderem Interesse, da es dem vorausgeht kambrische Explosion in denen sich mehrzellige Lebensformen vor etwa 530 bis 540 Millionen Jahren vermehrten.[17]

Seit der kambrischen Explosion gab es fünf deutlich identifizierbare Massensterben.[18] Das letzte Massenauslöschung ereignete sich vor rund 66 Millionen Jahren, als eine Meteoritenkollision wahrscheinlich das Aussterben des Nicht-Avian Dinosaurier und andere große Reptilien, aber kleine Tiere wie erspart Säugetiere. In den letzten 66 Millionen Jahren diversifizierte das Leben von Säugetieren.[19]

Vor einigen Millionen Jahren eine Art kleiner Afrikaner Affe gewann die Fähigkeit, aufrecht zu stehen.[15] Das anschließende Aufkommen des menschlichen Lebens und die Entwicklung der Landwirtschaft und weiter Zivilisation erlaubte den Menschen, die Erde schneller zu beeinflussen als jede frühere Lebensform, was sowohl die Natur als auch die Menge anderer Organismen sowie globales Klima beeinflusst. Im Vergleich dazu die Tolles Sauerstoffverfahren, erzeugt durch die Verbreitung von Algen während der Siderianer Die Periode erforderte rund 300 Millionen Jahre, um zu kultivieren.

Die gegenwärtige Ära wird als Teil einer Masse klassifiziert Aussterben, das Holozän Aussterben Ereignis, das schnellste, das jemals aufgetreten ist.[20][21] Einige, wie z. E. O. Wilson von Harvard Universität, prognostizieren diese menschliche Zerstörung der Biosphäre könnte das Aussterben der Hälfte aller Arten in den nächsten 100 Jahren verursachen.[22] Das Ausmaß des aktuellen Aussterbenereignisses wird immer noch von Biologen erforscht, diskutiert und berechnet.[23][24][25]

Atmosphäre, Klima und Wetter

Blaues Licht ist mehr verstreut als andere Wellenlängen durch die Gase in der Atmosphäre, der Erde ein Blau geben Heiligenschein Wenn aus dem Weltraum gesehen

Die Erdatmosphäre ist ein Schlüsselfaktor für die Aufrechterhaltung der Ökosystem. Die dünne Gasenschicht, die die Erde umhüllt, wird durch Schwerkraft an Ort und Stelle gehalten. Luft ist meistens Stickstoff-, Sauerstoff, WasserdampfMit viel kleineren Mengen an Kohlendioxid, Argon usw. nimmt der atmosphärische Druck mit der Höhe stetig ab. Das Ozonschicht spielt eine wichtige Rolle bei der Erschöpfung der Menge an Ultraviolett (UV) Strahlung, die die Oberfläche erreicht. Wie DNA ist leicht durch UV -Licht beschädigt, dies dient dazu, das Leben an der Oberfläche zu schützen. Die Atmosphäre behält auch während der Nacht Wärme bei, wodurch die täglichen Extreme reduziert werden.

Terrestrisches Wetter tritt fast ausschließlich in der unterer Teil der Atmosphäreund dient als konvektives System zum Umteilen von Wärme.[26] Meeresströmungen sind ein weiterer wichtiger Faktor bei der Bestimmung des Klimas, insbesondere der Hauptunterwasser Thermohalinkreislauf Dies verteilt Wärmeenergie von den Äquatorialmeeren auf die polaren Regionen. Diese Strömungen tragen dazu bei, die Temperaturunterschiede zwischen Winter und Sommer in den gemäßigten Zonen zu mildern. Ohne die Umverteilung der Wärmeenergie durch die Meeresströmungen und die Atmosphäre wären die Tropen viel heißer und die Polarregionen viel kälter.

Das Wetter kann sowohl vorteilhafte als auch schädliche Auswirkungen haben. Extreme im Wetter, wie z. Tornados oder Hurrikane und Zyklone, kann große Mengen an Energie entlang ihrer Pfade verbrauchen und Zerstörung erzeugen. Die Oberflächenvegetation hat eine Abhängigkeit von der saisonalen Variation des Wetters entwickelt, und plötzliche Veränderungen, die nur wenige Jahre dauern, können dramatische Wirkung haben, sowohl auf die Vegetation als auch auf die Tiere, die von ihrem Wachstum für ihre Nahrung abhängen.

Das Klima ist ein Maß für die langfristigen Wettertrends. Verschiedene Faktoren sind bekannt beeinflussen das Klima, einschließlich Meeresströmungen, Oberfläche Albedo, Treibhausgase, Variationen in der Solarleuchtkraft und Veränderungen in der Erdumlaufbahn. Basierend auf historischen Aufzeichnungen ist bekannt, dass die Erde in der Vergangenheit drastische Klimaveränderungen erfahren hat, einschließlich Eiszeiten.

Ein Tornado in Zentral Oklahoma

Das Klima einer Region hängt insbesondere von einer Reihe von Faktoren ab Breite. Ein Breitenband der Oberfläche mit ähnlichen klimatischen Attributen bildet eine Klimaregion. Es gibt eine Reihe solcher Regionen, die von der reichen tropisches Klima am Äquator zum Polarklima im nördlichen und südlichen Extreme. Das Wetter wird auch von den Jahreszeiten beeinflusst, die sich aus dem ergeben Erde's Achse Sein geneigt relativ zu seinem Orbitalebene. Daher ist ein Teil der Erde zu einem bestimmten Zeitpunkt im Sommer oder Winter direkt den Strahlen der Strahlen ausgesetzt Sonne. Diese Belichtung wechselt, wenn sich die Erde in ihrer Umlaufbahn dreht. Zu jeder Zeit, unabhängig von der Saison, die Nord und Süd Hemisphären erleben gegenüberliegende Jahreszeiten.

Wetter ist a Chaotisches System das wird leicht durch kleine Änderungen an der geändert Umgebung, so genau Wettervorhersage ist auf nur wenige Tage begrenzt.[27] Insgesamt passieren weltweit zwei Dinge: (1) Die Temperatur nimmt im Durchschnitt zu; und (2) regionale Klimazonen haben spürbare Veränderungen unterzogen.[28]

Wasser auf der Erde

Das Iguazu fällt an der Grenze zwischen Brasilien und Argentinien

Wasser ist ein chemische Substanz das besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff (H2O) und ist für alle bekannten Lebensformen von entscheidender Bedeutung.[29] In typischer Verwendung, Wasser bezieht sich nur auf seine flüssige Form oder Zustand, aber die Substanz hat auch einen festen Zustand, Eis, und ein gasförmig Zustand, Wasserdampf, oder Dampf. Wasser bedeckt 71% der ErdeOberfläche.[30] Auf der Erde befindet es sich hauptsächlich in Ozeanen und anderen großen Wasserkörpern mit 1,6% Wasser unter dem Boden in Grundwasserleiter und 0,001% in der Luft wie Dampf, Wolken und Niederschlag.[31][32] Ozeane halten 97% Oberflächenwasser, Gletscherund polar Polkappen 2,4%und andere Landflächenwasser wie Flüsse, Seen und Teiche 0,6%. Darüber hinaus ist in biologischen Körpern und hergestellten Produkten eine winzige Menge des Erdewassers enthalten.

Ozeane

Ein Blick auf den Atlantik von Leblon, Rio de Janeiro

Ein Ozean ist ein großer Körperteil von Salzwasserund eine Hauptkomponente der Hydrosphäre. Ungefähr 71% der Erdoberfläche (eine Fläche von rund 361 Millionen Quadratkilometern) ist vom Ozean bedeckt, a kontinuierlicher Wasserkörper Das wird üblicherweise in mehrere Hauptseee und kleinere Meere unterteilt. Mehr als die Hälfte dieses Gebiets ist über 3.000 Meter tief. Durchschnittliche ozeanische Salzgehalt ist ungefähr 35 Teile pro Tausend (PPT) (3,5%), und fast das gesamte Meerwasser hat einen Salzgehalt im Bereich von 30 bis 38 ppt. Obwohl diese Gewässer allgemein als mehrere "getrennte" Ozeane anerkannt sind, umfassen sie einen globalen, miteinander verbundenen Salzwasserkörper, der häufig als das bezeichnet wird Welt Ozean oder globaler Ozean.[33][34] Dieses Konzept eines globalen Ozeans als kontinuierlicher Gewässer mit relativ freiem Austausch unter seinen Teilen ist für die grundlegende Bedeutung für Ozeanographie.[35]

Die wichtigsten ozeanischen Spaltungen werden teilweise durch die definiert Kontinente, verschiedene Archipelagosund andere Kriterien: Diese Abteilungen sind (in absteigender Reihenfolge der Größe) die Pazifik See, das Atlantischer Ozean, das Indischer Ozean, das Südlicher Ozean, und die arktischer Ozean. Kleinere Regionen der Ozeane werden als Meere genannt, Golfs, Buchten und andere Namen. Es gibt auch Salzseen, die kleineren Körper von Binnensalzwasser sind, die nicht mit dem Welt Ozean verbunden sind. Zwei bemerkenswerte Beispiele für Salzseen sind die Aral -Meer und die Großer Salzsee.

Seen

Lake Mapourika, Neuseeland

Ein See (aus lateinischem Wort Lacus) ist ein Terrain -Merkmal (oder physikalische Eigenschaft) ein Flüssigkeitskörper auf der Oberfläche einer Welt, die bis zum Boden lokalisiert ist Becken (Eine andere Art von Landform oder Geländefunktion; das heißt, es ist nicht global) und bewegt sich langsam, wenn es sich überhaupt bewegt. Auf der Erde wird ein Gewässer als See angesehen, wenn es im Landesinneren ist, nicht Teil des Ozeans, größer und tiefer als ein Teich und von einem Fluss gespeist.[36][37] Die einzige Welt außer der Erde, die bekannt ist, die Seen zu entsprechen, ist Titan, Saturns größter Mond, der Seen von Seen hat Ethan, höchstwahrscheinlich gemischt mit Methan. Es ist nicht bekannt, ob Titans Seen von Flüssen gefüttert werden, obwohl die Titans Oberfläche von zahlreichen Flussbetten geschnitzt wird. Natürliche Seen auf der Erde sind im Allgemeinen in Berggebieten zu finden, Risszonenund Bereiche mit fortlaufender oder neuer Vergletscherung. Andere Seen werden in gefunden Endorheic -Becken oder entlang der Kurse reifer Flüsse. In einigen Teilen der Welt gibt es viele Seen aufgrund chaotischer Entwässerungsmuster, die von der übrig geblieben sind letzte Eiszeit. Alle Seen sind über geologische Zeitskalen nur vorübergehend, da sie langsam mit Sedimenten füllen oder aus dem Becken ausgehen, das sie enthält.

Teiche

Der Westborough Reservoir (Mill Teich) in Westborough, Massachusetts

A Teich ist ein Karosserie von stehendes Wasser, entweder natürlich oder künstlich, das ist normalerweise kleiner als ein See. Eine Vielzahl von künstlichen Wasserkörpern wird als Teiche klassifiziert, einschließlich Wassergärten für ästhetische Verzierungen entwickelt, Fischteich für kommerzielle Fischzüchtungen entwickelt und Solarteiche Entwickelt, um thermische Energie zu speichern. Teiche und Seen unterscheiden sich von Bächen über über aktuell Geschwindigkeit. Während Ströme in Strömen leicht beobachtet werden können, besitzen Teiche und Seen thermisch angetriebene Mikroströme und mittelschwere windgetriebene Ströme. Diese Merkmale unterscheiden einen Teich von vielen anderen aquatischen Geländemerkmalen, wie z. Streampools und Gezeitenpools.

Flüsse

Das Nil Fluss in Kairo, ÄgyptenHauptstadt

Ein Fluss ist natürlich Wasserlauf,[38] normalerweise frisches Wasser, fließt zu einem Ozean, einem See, einem Meer oder einem anderen Fluss. In wenigen Fällen fließt ein Fluss einfach in den Boden oder trocknet vollständig hoch, bevor er ein weiteres Gewässer erreicht. Kleine Flüsse können auch von mehreren anderen Namen genannt werden, darunter Stream, Creek, Brook, Rivulet und Rill; Es gibt keine allgemeine Regel, die definiert, was als Fluss bezeichnet werden kann. Viele Namen für kleine Flüsse sind spezifisch für den geografischen Standort. Ein Beispiel ist Brennen in Schottland und Nordosten Englands. Manchmal soll ein Fluss größer als ein Bach sein, aber dies ist aufgrund der Unbestimmtheit in der Sprache nicht immer der Fall.[39] Ein Fluss ist Teil der Wasserkreislauf. Wasser innerhalb eines Flusses wird im Allgemeinen von gesammelt Niederschlag durch Oberflächenabfluss, Grundwasser aufladen, Federnund die Freisetzung von gespeichertem Wasser in natürlicher Eis und Schneedecke (d. H. Von Gletscher).

Ströme

Ein felsiger Strom in Hawaii

Ein Bach ist ein fließender Gewässer mit a aktuell, eingesperrt in a Bett und Stream -Banken. In den Vereinigten Staaten wird ein Bach als Wasserlauf mit einer Breite von weniger als 60 Fuß (weniger als 60 Fuß) eingestuft. Streams sind wichtig als Leitungen in der Wasserkreislauf, Instrumente in Grundwasseraufladungund sie dienen als Korridore für Fische und Tierwelt Migration. Das biologische Lebensraum In unmittelbarer Nähe eines Baches wird a genannt Uferzone. Angesichts des Status des laufenden Holozän Aussterben, Streams spielen eine wichtige Gang Rolle bei der Verbindung Fragmentierte Lebensräume und damit bei der Erhaltung Biodiversität. Die Untersuchung von Bächen und Wasserstraßen im Allgemeinen umfasst viele Zweige der interdisziplinären Naturwissenschaften und -technik, einschließlich Hydrologie, Fluviale Geomorphologie, Wasserökologie, Fischbiologie, Uferökologie, und andere.

Ökosysteme

Loch Lomond In Schottland bildet ein relativ isoliertes Ökosystem. Die Fischgemeinschaft dieses Sees ist über einen sehr langen Zeitraum unverändert geblieben.[40]
Lasches Grün Aravalli Mountain Range im Wüstenland - Rajasthan, Indien. Ein Wunder, wie ein solches Grün in Hot Rajasthan existieren kann, ein Ort, der für seine bekannt ist Die Wüste
Eine Luftaufnahme von a menschliches Ökosystem. Abgebildet ist die Stadt Chicago

Ökosysteme bestehen aus einer Vielzahl von biotisch und abiotische Komponenten Diese Funktion in miteinander verbundener Weise.[41] Die Struktur und Zusammensetzung wird durch verschiedene Umweltfaktoren bestimmt, die miteinander verbunden sind. Variationen dieser Faktoren führen dynamische Modifikationen am Ökosystem ein. Einige der wichtigeren Komponenten sind Boden, Atmosphäre, Strahlung aus dem Sonne, Wasser und lebende Organismen.

Peñas Blancas, Teil der Bosawás Biosphäre Reserve. Befindet sich nordöstlich der Stadt von Jinotega im Nordosten Nicaragua

Zentral für das Ökosystemkonzept ist die Idee, dass lebende Organismen Interagieren Sie mit jedem anderen Element in ihrem Einheimischen Umgebung. Eugene Odum, ein Gründer der Ökologie, erklärte: "Jede Einheit, die alle Organismen (dh die" Gemeinschaft ") in einem bestimmten Bereich enthält, der mit der physischen Umgebung interagiert, so dass ein Energiefluss zu einer klar definierten trophischen Struktur biotisch führt, biotisch Vielfalt und Materialzyklen (d. H. Der Austausch von Materialien zwischen lebenden und nicht lebenden Teilen) innerhalb des Systems ist ein Ökosystem. "[42] Innerhalb des Ökosystems sind Arten verbunden und abhängig voneinander in der Nahrungsketteund austauschen Energie und Angelegenheit sowohl zwischen sich und ihrer Umgebung.[43] Das Konzept des menschlichen Ökosystems basiert auf dem Menschen/der Natur Dichotomie und die Idee, dass alle Arten ökologisch voneinander abhängig sind, sowie von den abiotischen Bestandteilen ihrer Biotop.[44]

Eine kleinere Größeneinheit wird a genannt Mikroökosystem. Zum Beispiel kann ein Mikrosystem ein Stein und das ganze Leben darunter sein. EIN Makroökosystem könnte ein Ganzes beinhalten Ökoregion, mit Entwässerungsbecken.[45]

Wildnis

Wildnis wird im Allgemeinen als Bereiche definiert, die durch menschliche Aktivität nicht signifikant modifiziert wurden. Wildnisgebiete finden Sie in Konserven, Ländern, Bauernhöfen, Naturschutzkonserven, Ranches, nationalen Wäldern, Nationalparksund sogar in städtischen Gebieten entlang von Flüssen, Gulchen oder auf andere Weise unentwickelte Gebiete. Wildnisgebiete und geschützt Parks werden als wichtig für das Überleben bestimmter als wichtig angesehen Spezies, ökologische Studien,, Erhaltungund Einsamkeit. Einige Naturautoren glauben, dass Wildnisgebiete für den menschlichen Geist und die Kreativität von entscheidender Bedeutung sind.[46] und einige Ökologen betrachten Wildnisgebiete als ein wesentlicher Bestandteil der selbsttragenden natürlichen Erde Ökosystem (das Biosphäre). Sie können auch historisch bewahren genetisch Merkmale und die sie zur Verfügung stellen Lebensraum für wild Flora und Fauna Das kann schwierig oder unmöglich sein, sich wieder herzustellen Zoos, Arboretums, oder Labors.

Leben

Weibliche Schläger und Entenküken - Reproduktion ist wichtig für das Leben

Obwohl es keine universelle Übereinstimmung über die Definition des Lebens gibt, akzeptieren Wissenschaftler allgemein, dass die biologische Manifestation des Lebens durch gekennzeichnet ist Organisation, Stoffwechsel, Wachstum, Anpassung, Antwort an Stimuli, und Reproduktion.[47] Das Leben kann auch als einfach der charakteristische Zustand von bezeichnet werden Organismen.

Eigenschaften, die terrestrischen Organismen gemeinsam sind (Pflanzen, Tiere, Pilze, Protisten, Archaeaund Bakterien) sind, dass sie zellulär, kohlenstoffbasiert mit komplexer Organisation basieren und einen Stoffwechsel haben, eine Fähigkeit zum Wachsen, auf Reize reagieren und sich reproduzieren. Eine Entität mit diesen Eigenschaften wird allgemein als Leben angesehen. Nicht jede Definition des Lebens betrachtet jedoch alle diese Eigenschaften als wesentlich. Menschengemacht Analoga des Lebens kann auch als Leben angesehen werden.

Das Biosphäre ist der Teil der Außenhülle der Erde - einschließlich Land, Oberflächenfelsen, Wasser, Luft und Atmosphäre - bis zu welchem ​​Leben auftritt und welche biotisch Prozesse verändern sich wiederum oder transformieren. Vom breitesten Geophysiologisch Sichtweise ist die Biosphäre das globale ökologische System, das alle Lebewesen und ihre Beziehungen integriert, einschließlich ihrer Interaktion mit den Elementen der Lithosphäre (Steine), Hydrosphäre (Wasser und Atmosphäre (Luft). Die gesamte Erde enthält über 75 Milliarden Tonnen (150 Tonnen Billion Pfund oder ungefähr 6,8 × 1013Kilogramm) von Biomasse (Leben), die in verschiedenen Umgebungen innerhalb der Biosphäre lebt.[48]

Über neun Zehntel der gesamten Biomasse auf der Erde ist das Pflanzenleben, von dem die tierische Lebensdauer sehr stark von seiner Existenz abhängt.[49] Bisher wurden mehr als 2 Millionen Arten von Pflanzen- und Tierleben identifiziert,[50] und Schätzungen der tatsächlichen Anzahl bestehender Arten liegen zwischen mehreren Millionen bis weit über 50 Millionen.[51][52][53] Die Anzahl der einzelnen Lebensarten ist ständig in einem gewissen Grad an Fluss, wobei neue Arten erscheinen und andere auf einer ständigen Basis aufhalten.[54][55] Die Gesamtzahl der Arten ist schnell zurückgegangen.[56][57][58]

Evolution

Ein Bereich der Amazonas-Regenwald geteilt zwischen Kolumbien und Brasilien. Das tropische Regenwälder von Südamerika enthalten die größten Diversität von Arten auf Erde[59][60]

Das Ursprung des Lebens Auf der Erde ist nicht gut verstanden, aber es ist bekannt, dass es vor mindestens 3,5 Milliarden Jahren aufgetreten ist.[61][62][63] während der HaDean oder Archäer Äonen auf a Ur -Erde Das hatte eine wesentlich andere Umgebung als derzeit gefunden.[64] Diese Lebensformen besaßen die grundlegenden Merkmale der Selbstreplikation und der vererbbaren Merkmale. Sobald das Leben erschienen war, der Prozess von Evolution durch natürliche Auslese führte zur Entwicklung immer mehr vielfältiger Lebensformen.

Arten, die sich nicht an die sich verändernde Umgebung und den Wettbewerb aus anderen Lebensformen anpassen konnten. Allerdings die Fossil Record behält Hinweis auf viele dieser älteren Arten. Aktuelles Fossil und DNA Es gibt Hinweise darauf, dass alle bestehenden Arten eine kontinuierliche Abstammung auf die ersten primitiven Lebensformen zurückführen können.[64]

Wenn grundlegende Formen des Pflanzenlebens den Prozess von entwickelten Photosynthese Die Energie der Sonne könnte geerntet werden, um Bedingungen zu schaffen, die komplexere Lebensformen ermöglichten.[65] Das resultierende Sauerstoff in der Atmosphäre akkumuliert und entstand der Ozonschicht. Der Einbau kleinerer Zellen in größere führte zur Entwicklung von noch komplexeren Zellen genannt Eukaryoten.[66] Zellen in Kolonien wurden zunehmend spezialisiert, was zu echten mehrzelligen Organismen führte. Mit der Ozonschicht, die schädlich absorbiert UV-Strahlung, Leben kolonisierte die Oberfläche der Erde.

Mikroben

Eine mikroskopische Milbe Lastryia formosa

Die erste Form des Lebens auf der Erde waren Mikroben, und sie blieben bis vor etwa einer Milliarde Jahren die einzige Lebensform, als multikelluläre Organismen zu erscheinen begannen.[67] Mikroorganismen sind einzelne Organismen, die im Allgemeinen sind mikroskopischund kleiner als das menschliche Auge sehen kann. Sie beinhalten Bakterien, Pilze, Archaea, und Protista.

Diese Lebensformen befinden sich an fast jedem Ort auf der Erde, wo sich flüssiges Wasser befindet, auch im Inneren der Erde.[68] Ihre Reproduktion ist sowohl schnell als auch reichlich. Die Kombination einer hohen Mutationsrate und a Horizontaler Gentransfer[69] Fähigkeit macht sie sehr anpassungsfähig und kann in neuen Umgebungen überleben, einschließlich Weltraum.[70] Sie bilden einen wesentlichen Bestandteil des Planetenökosystems. Einige Mikroorganismen sind jedoch pathogen und kann ein Gesundheitsrisiko für andere Organismen veröffentlichen.

Pflanzen und Tiere

Eine Auswahl von vielfältigem Pflanzen Spezies
Eine Auswahl von vielfältigem Tierarten

Ursprünglich Aristoteles Teilen alle Lebewesen zwischen Pflanzen, die sich im Allgemeinen nicht schnell genug bewegen, damit Menschen es bemerken können, und Tiere. Im Linnaeus'System, diese wurden die Königreiche Vegetabilie (später Plantae) und Animalia. Seitdem ist klar geworden, dass die ursprünglich definierten Plantae mehrere nicht verwandte Gruppen und die umfassten Pilze und mehrere Gruppen von Algen wurden in neue Königreiche entfernt. Diese werden jedoch in vielen Kontexten immer noch häufig als Pflanzen betrachtet. Bakterielles Leben ist manchmal in Flora einbezogen.[71][72] und einige Klassifikationen verwenden den Begriff Bakterienflora getrennt von Pflanzenflora.

Unter den vielen Möglichkeiten, Pflanzen zu klassifizieren Floras, was abhängig vom Studienzweck auch einschließen kann fossile Flora, Überreste
des Pflanzenlebens aus einer früheren Ära. Menschen in vielen Regionen und Ländern sind sehr stolz auf ihre individuellen Arrays der charakteristischen Flora, die aufgrund von Unterschieden im Klima und aufgrund von Unterschieden im Klima sehr unterschiedlich sein können Terrain.

Regionale Floras werden üblicherweise in Kategorien unterteilt, z. einheimische Flora und Agrar- und Gartenflora, der zuletzt erwähnt, die absichtlich angebaut und kultiviert werden. Einige Arten von "einheimischen Flora" wurden tatsächlich vor Jahrhunderten von Menschen eingeführt, die von einer Region oder einem Kontinent zu einer anderen wandern, und wurden ein wesentlicher Bestandteil der einheimischen oder natürlichen Flora des Ortes, an den sie eingeführt wurden. Dies ist ein Beispiel dafür, wie die menschliche Wechselwirkung mit der Natur die Grenze dessen verwischen kann, was als Natur angesehen wird.

Eine weitere Kategorie von Pflanzen wurde historisch gesehen herausgearbeitet Unkraut. Obwohl der Begriff in Ungnade gefallen ist Botaniker Als formale Möglichkeit, "nutzlose" Pflanzen zu kategorisieren . In ähnlicher Weise werden Tiere oft auf eine Weise kategorisiert, wie sie inländisch, Nutztiere, wilde Tiere, Schädlingeusw. nach ihrer Beziehung zum menschlichen Leben.

Tiere als Kategorie haben mehrere Eigenschaften, die sie im Allgemeinen von anderen Lebewesen unterscheiden. Tiere sind eukaryotisch und normalerweise mehrzellig (obwohl sehen Myxozoa), was sie von Bakterien trennt, Archaeaund die meisten Protisten. Sie sind Heterotropheim Allgemeinen verdauen Lebensmittel in einer inneren Kammer, die sie von Pflanzen trennt und Algen. Sie unterscheiden sich auch von Pflanzen, Algen und Pilze durch Fehlen Zellwände.

Mit ein paar Ausnahmen - vor allem die beiden Phyla bestehend aus Schwämme und Placozoen- Animals haben Körper, die unterschieden werden Gewebe. Diese beinhalten Muskeln, die in der Lage sind, Fortbewegung zu vertraglichen und zu steuern, und a nervöses System, was Signale sendet und verarbeitet. Es gibt typischerweise auch eine interne Verdauungs- Kammer. Die von allen Tieren besessenen eukaryotischen Zellen sind von einer charakteristischen extrazellulären Matrix umgeben, die aus Kollagen und elastisch Glykoproteine. Dies kann verkalkt werden, um Strukturen wie zu formen Muscheln, Knochen, und Spicules, ein Rahmen, auf den sich Zellen bewegen und während der Entwicklung und Reifung neu organisiert werden können und die die für die Mobilität erforderliche komplexe Anatomie unterstützt.

Menschliche Wechselbeziehung

Trotz ihrer natürlichen Schönheit die abgelegenen Täler entlang der Na Pali Coast in Hawaii werden stark durch eingeführte modifiziert invasive Arten wie zum Beispiel She-oak

Menschlicher Einfluss

Obwohl Menschen umfassen nur einen winzigen Anteil des Gesamtlebens Biomasse auf Erden, die menschliche Wirkung auf die Natur ist unverhältnismäßig groß. Aufgrund des Ausmaßes des menschlichen Einflusses sind die Grenzen zwischen dem, was Menschen als Natur und "Umgebungen" betrachten, außer an den Extremen nur ein klarer Schnitt. Selbst an den Extremen nimmt die Menge der natürlichen Umgebung, die frei von erkennbarem menschlichem Einfluss ist, in zunehmend schnellem Tempo ab. Eine Studie 2020 in veröffentlicht in Natur fand heraus Plastik allein über die Masse aller Land- und Meerestiere zusammen überschreitet.[73] Und laut einer 2021 -Studie, die in veröffentlicht wurde Grenzen in Wäldern und globaler VeränderungNur etwa 3% der terrestrischen Oberfläche des Planeten sind ökologisch und faunal Intakt, mit einem niedrigen menschlichen Fußabdruck und gesunden Populationen einheimischer Tierarten.[74][75]

Die Entwicklung von Technologie von der Menschheit hat das größere erlaubt Ausbeutung natürlicher Ressourcen und hat dazu beigetragen, das Risiko von dem Risiko zu lindern natürliche Gefahren. Trotz dieses Fortschritts jedoch das Schicksal des Menschen Zivilisation bleibt eng mit Veränderungen in der Umgebung verbunden. Es gibt einen hochkomplexen Rückkopplungsschleife Zwischen dem Einsatz fortschrittlicher Technologie und Änderungen an der Umgebung, die nur langsam verstanden werden.[76] Zu den künstlichen Bedrohungen für die natürliche Umgebung der Erde gehören Umweltverschmutzung, Abholzungund Katastrophen wie Ölverschmutzungen. Menschen haben zu der beigetragen Aussterben von vielen Pflanzen und Tieren,[77] mit rund 1 Million Arten, die innerhalb von Jahrzehnten mit Aussterben bedroht sind.[78] Das Verlust der Artenvielfalt und Ökosystemfunktionen im letzten halben Jahrhundert haben sich auf das Ausmaß ausgewirkt, das die Natur zur Lebensqualität des Menschen beitragen kann,[79] und fortgesetzte Rückgänge könnten eine große Bedrohung für das fortgesetzte Bestehen der menschlichen Zivilisation darstellen, es sei denn, es wird eine schnelle Kurskorrektur vorgenommen.[80] Der Wert der natürlichen Ressourcen für die menschliche Gesellschaft spiegelt sich nicht in der Markt Preise Weil meist natürliche Ressourcen kostenlos verfügbar sind. Dies verzerrt die Marktpreise für natürliche Ressourcen und führt gleichzeitig zu einer Unterinvestition in unseren natürlichen Vermögenswerten. Die jährlichen globalen Kosten für öffentliche Subventionen, die die Natur beschädigen, werden konservativ auf 4 bis 6 Billionen US -Dollar (Millionen Millionen US -Dollar) geschätzt. Der institutionelle Schutz dieser natürlichen Güter wie den Ozeanen und Regenwäldern fehlt. Die Regierungen haben diese Wirtschaft nicht verhindert Effekte.[81][82]

Menschen setzen sowohl für Freizeit- als auch für wirtschaftliche Aktivitäten die Natur ein. Der Erwerb natürlicher Ressourcen für den industriellen Gebrauch bleibt ein beträchtlicher Bestandteil der Welt der Welt Wirtschaftssystem.[83][84] Einige Aktivitäten wie Jagd und Fischen werden sowohl für den Lebensunterhalt als auch für die Freizeit verwendet, oft von verschiedenen Menschen. Landwirtschaft wurde zuerst um die adoptiert 9. Jahrtausend BCE. Die Natur beeinflusst von der Lebensmittelproduktion bis zur Energie und beeinflusst den wirtschaftlichen Wohlstand.

Obwohl frühe Menschen unkultivierte Pflanzenmaterialien für Lebensmittel versammelten und die verwendeten medizinische Eigenschaften der Vegetation zur Heilung,[85] Die modernste menschliche Verwendung von Pflanzen ist durch Landwirtschaft. Das Räumung großer Trakte von Land für Ernte Das Wachstum hat zu einer signifikanten Verringerung der verfügbaren Menge geführt Waldung und Feuchtgebiete, was zu dem führt Verlust des Lebensraums für viele Pflanzen- und Tierarten sowie erhöht Erosion.[86]

Ästhetik und Schönheit

Ästhetisch ansprechende Blumen

Schönheit in der Natur war in der Vergangenheit ein weit verbreitetes Thema in Kunst und Büchern, die große Teile von Bibliotheken und Buchhandlungen füllten. Diese Natur wurde durch so viele Kunst, Fotografie, Poesie und andere Literatur dargestellt und gefeiert, mit der viele Menschen Natur und Schönheit in Verbindung bringen. Gründe, warum diese Vereinigung existiert und was der Verein besteht Ästhetik. Abgesehen von bestimmten grundlegenden Merkmalen, die viele Philosophen zustimmen, um zu erklären, was als schön angesehen wird, sind die Meinungen praktisch endlos.[87] Natur und Wildheit waren wichtige Themen in verschiedenen Epochen der Weltgeschichte. Eine frühe Tradition von Landschaftskunst begann in China während der Tang-Dynastie (618–907). Die Tradition der Repräsentation der Natur wie es ist wurde eines der Ziele von Chinesisches Gemälde und war ein bedeutender Einfluss auf die asiatische Kunst.

Obwohl natürliche Wunder in der gefeiert werden Psalmen und die Buchbuch, Wildnis Darstellungen in der Kunst wurden im 19. Jahrhundert häufiger, insbesondere in den Werken der Romantische Bewegung. britisch Künstler John Constable und J. M. W. Turner wandte ihre Aufmerksamkeit darauf, die Schönheit der natürlichen Welt in ihren Gemälden festzuhalten. Zuvor waren Gemälde in erster Linie religiöse Szenen oder von Menschen. William WordsworthDie Poesie beschrieb das Wunder der natürlichen Welt, das früher als bedrohlicher Ort angesehen worden war. Zunehmend wurde die Bewertung der Natur zu einem Aspekt der westlichen Kultur.[88] Diese künstlerische Bewegung fiel auch mit dem zusammen Transzendentalistische Bewegung in der westlichen Welt. Eine gemeinsame klassische Idee der schönen Kunst beinhaltet das Wort Mimesis, die Nachahmung der Natur. Auch im Bereich der Ideen über Schönheit in der Natur ist das perfekte durch perfekte Mathematik impliziert Formen und allgemeiner von durch Muster in der Natur. Wie David Rothenburg schreibt: "Das Schöne ist die Wurzel der Wissenschaft und das Ziel der Kunst, die höchste Möglichkeit, die die Menschheit jemals sehen kann".[89]: 281

Materie und Energie

Die ersten paar Wasserstoffatom Elektronenorbitale als Querschnitte mit farbcodierter Wahrscheinlichkeitsdichte gezeigt

Einige Wissenschaftsbereiche betrachten die Natur als Materie in Bewegung und befolgen bestimmte Naturgesetze, die die Wissenschaft verstehen will. Aus diesem Grund wird die grundlegendste Wissenschaft im Allgemeinen so verstanden, "Physik" - Der Name, für den immer noch erkennbar ist, was bedeutet, dass er das ist"Studium der Natur".

Materie wird üblicherweise als die Substanz definiert, deren physikalische Objekte komponiert sind. Es bildet die Beobachtbares Universum. Es wird nun angenommen, dass sich die sichtbaren Komponenten des Universums nur 4,9 Prozent der Gesamtmasse ausmachen. Es wird angenommen, dass der Rest aus 26,8 Prozent besteht kalte dunkle Materie und 68,3 Prozent dunkle Energie.[90] Die genaue Anordnung dieser Komponenten ist noch unbekannt und untersucht von Physikern intensiv.

Das Verhalten von Materie und Energie im gesamten beobachtbaren Universum scheint gut definiert zu folgen physische Gesetze. Diese Gesetze wurden eingesetzt, um zu produzieren kosmologisch Modelle, die die Struktur und die Entwicklung des Universums erfolgreich erklären können, die wir beobachten können. Die mathematischen Ausdrücke der Gesetze der Physik beschäftigen zwanzig Jahre physische Konstanten[91] Das scheint im gesamten beobachtbaren Universum statisch zu sein.[92] Die Werte dieser Konstanten wurden sorgfältig gemessen, aber der Grund für ihre spezifischen Werte bleibt ein Rätsel.

Jenseits der Erde

Planeten des Sonnensystem (Größen zu skalieren, Entfernungen und Beleuchtung nicht zu skalieren)
NGC 4414 ist eine Spiralgalaxie in der Konstellation Koma Berenices ungefähr 56.000 Lichtjahre im Durchmesser und ungefähr 60 Millionen Lichtjahre ab Erde

Weltraum, auch einfach genannt Platzbezieht sich auf die relativ leeren Regionen der Universum außerhalb von Atmosphären von Himmelskörpern. Äußere Der Raum wird verwendet, um ihn von zu unterscheiden Luftraum (und terrestrische Orte). Es gibt keine diskrete Grenze zwischen Erdatmosphäre und Raum, da die Atmosphäre allmählich mit zunehmender Höhe abschwächt. Weltraum innerhalb der Sonnensystem wird genannt Interplanetarischer Raum, was übergeht in Interstellarer Raum bei dem sogenannten als die Heliopause.

Der Weltraum ist spärlich mit mehreren Dutzend Arten von Arten gefüllt organisch Moleküle Bisher entdeckt von Mikrowellenspektroskopie, Schwarzkörperstrahlung übrig von der Urknall und der Ursprung des Universums und kosmische Strahlung, die einschließen ionisiert Atomkerne und verschiedene subatomare Partikel. Es gibt auch etwas Gas, Plasma und Staub, und Klein Meteore. Darüber hinaus gibt es heute Anzeichen für das menschliche Leben im Weltraum, wie das Material, das von früheren Starts der Besatzung und nicht ausgelösten Starts übrig geblieben ist, die ein potenzielles Gefahren für Raumschiffe darstellen. Einige davon Trümmer tritt die Atmosphäre regelmäßig wieder ein.

Obwohl die Erde der einzige Körper in der ist Sonnensystem Beweis dafür, dass Beweise dafür vorliegen, dass in der fernen Vergangenheit des Planeten Mars besessener Körper mit flüssigem Wasser auf der Oberfläche.[93] Für eine kurze Zeit in der Geschichte des Mars war es möglicherweise auch in der Lage, das Leben zu bilden. Derzeit ist der größte Teil des auf dem Mars verbleibenden Wassers gefroren. Wenn das Leben auf dem Mars überhaupt existiert, ist es am wahrscheinlichsten unter der Erde, wo flüssiges Wasser noch vorhanden ist.[94]

Bedingungen auf den anderen terrestrischen Planeten, Quecksilber und Venus, scheinen zu hart zu sein, um das Leben zu unterstützen, wie wir es kennen. Aber das wurde vermutet Europa, der viertgrößte Mond von Jupiter, kann einen unterirdischen Ozean aus flüssigem Wasser besitzen und möglicherweise das Leben beherbergen.[95]

Astronomen haben begonnen, extrasolar zu entdecken Erdanaloga - Planeten, die in der liegen bewohnbare Zone von Raum um eine umgebende a Sternund könnte deshalb möglicherweise das Leben veranstalten, wie wir es kennen.[96]

Siehe auch

Medien:

Organisationen:

Philosophie:

  • Mutter Natur
  • Natur (Philosophie)
  • Naturalismus, eine von mehreren philosophischen Haltung, typischerweise stammten typischerweise diejenigen Materialismus und Pragmatismus das unterscheidet das Übernatürliche nicht von der Natur;[97] Dies beinhaltet die methodischer Naturalismus der Naturwissenschaft, die das macht methodisch Annahme das beobachtbar Ereignisse in der Natur werden nur durch natürliche Ursachen erklärt, ohne die Existenz oder Nichteinheit des Übernatürlichen zu übernehmen
  • Gleichgewicht der Natur (Biologischer Irrtum), ein diskreditiertes Konzept des natürlichen Gleichgewichts in der Dynamik von Raubtier -Brey -Dynamik

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