Alam
Alam (dalam artian luas memiliki makna yang setara dengan dunia alam, dunia fisik, atau dunia materi) mengacu kepada fenomena dunia fisik dan juga kehidupan secara umum. Skala alam terbentang dari sub-atomik sampai kosmik. Studi tentang alam adalah bagian besar dari ilmu pengetahuan. Meskipun manusia adalah bagian dari alam, kegiatan manusia sering dipahami sebagai kategori terpisah dari fenomena alam lainnya.
Kata alam merupakan terjemahan dari bahasa Inggris ""nature"", yang berasal dari kata Latin "natura", atau "kualitas esensial, disposisi bawaan", dan pada zaman dahulu, secara harfiah berarti "kelahiran". "Natura" adalah terjemahan Latin dari kata Yunani "physis" (φύσις), yang awalnya terkait dengan karakteristik bawaan yang dimiliki tanaman, hewan, dan berbagai fitur lain di dunia. Konsep alam sebagai keseluruhan, atau alam semesta fisik, merupakan pengembangan konsep aslinya; dimulai dari penerapan kata Yunani "physis" (φύσις) oleh filsuf-filsuf pra-Socrates, dan sejak saat itu terus berkembang. Kata ini juga banyak digunakan selama munculnya metode ilmiah modern dalam beberapa abad terakhir.
Dalam berbagai penggunaan kata tersebut pada saat ini, "alam" sering mengacu kepada geologi dan kehidupan liar. Kata alam mungkin mengacu secara umum ke berbagai jenis tanaman hidup dan hewan, dan dalam beberapa kasus ke proses yang berhubungan dengan benda mati – mengenai keberadaan jenis-jenis tertentu suatu benda dan bagaimana mereka berubah dengan sendirinya, seperti cuaca dan geologi di Bumi, dan materi serta energi dari mana semua hal-hal tersebut tersusun darinya. Kata ini sering diartikan sebagai "lingkungan alam" atau hewan liar, batu, hutan, pantai, dan secara umum hal-hal yang belum diubah secara substansial oleh campur tangan manusia, atau yang bertahan meskipun ada intervensi manusia. Sebagai, contoh, objek yang dibuat dan interaksi manusia umumnya tidak dianggap sebagai bagian dari alam, kecuali jika dinilai sebagai, misalnya, "sifat manusia" atau "seluruh alam". Konsep yang lebih tradisional dari hal-hal alami tersebut, yang masih dapat ditemukan hari ini, menyiratkan perbedaan antara alami dan buatan, yang dimaksud dengan kata buatan dipahami sebagai hasil kesadaran atau pikiran manusia. Tergantung pada konteks tertentu, istilah "alam" juga dapat dibedakan dari yang tidak wajar, supernatural, atau sintetis.
Bumi adalah satu-satunya planet yang diketahui saat ini yang dapat mendukung kehidupan, dan fitur alamnya adalah subyek dari banyak bidang penelitian ilmiah. Di Tata Surya, planet ini merupakan planet ketiga terdekat dari Matahari, merupakan planet terestrial terbesar dan planet terbesar kelima secara keseluruhan. Fitur iklim yang paling menonjol adalah dua daerah kutub besar, dua zona beriklim sedang yang sempit, dan daerah khatulistiwa tropis sampai sub-tropis yang lebar. Curah hujan sangat bervariasi dengan lokasi, dari beberapa meter air per tahun sampai kurang dari satu milimeter. 71 persen dari permukaan bumi ditutupi oleh lautan air garam. Sisanya terdiri dari benua dan pulau-pulau, dengan sebagian besar tanah yang dihuni di belahan bumi utara.
Bumi telah berkembang melalui proses geologi dan biologi dengan meninggalkan jejak dari kondisi asli. Permukaan luar dibagi menjadi beberapa tektonika lempeng yang bermigrasi secara bertahap. Interior tetap aktif, dengan lapisan tebal mantel plastik dan inti penuh besi yang menghasilkan medan magnet.
Kehidupan telah mengubah keadaan atmosfer Bumi, yang menciptakan keseimbangan ekologi yang menstabilkan kondisi permukaan. Meskipun ada variasi iklim regional akibat posisi lintang dan faktor geografis lainnya, iklim global jangka panjang rata-rata cukup stabil selama periode interglasial, dan variasi satu atau dua derajat dari suhu global rata-rata secara historis memiliki efek besar pada keseimbangan ekologis, dan pada kondisi aktual geografi Bumi.
Geologi adalah ilmu dan studi materi padat dan cair yang membentuk Bumi. Bidang geologi meliputi studi tentang komposisi, struktur, sifat fisik, dinamika, dan sejarah bahan-bahan pembentuk Bumi, dan proses materi-materi ini terbentuk, pindah, dan berubah. Bidang ini adalah suatu disiplin ilmu utama, dan juga penting untuk penambangan mineral dan hidrokarbon, pengetahuan tentang dan mitigasi bencana alam, beberapa bidang rekayasa geoteknik, dan pemahaman iklim dan lingkungan masa lalu.
Geologi suatu daerah berevolusi seiring waktu sebagai unit-unit batuan yang tersimpan dan terbenam, dan proses deformasi mengubah bentuk serta lokasi mereka.
Unit-unit batuan ditempatkan baik oleh deposisi ke permukaan atau menyusup (intrusi) ke batu di atasnya. Deposisi dapat terjadi ketika sedimen mengendap ke permukaan bumi dan kemudian mengalami litifikasi menjadi batuan sedimen, atau ketika material vulkanik seperti abu vulkanik dan aliran lava menyelimuti permukaan. Intrusi batuan beku seperti batolit dan lakolit mendorong batu di atasnya, dan mengkristal saat mereka mengintrusi.
Setelah urutan awal batuan telah tersimpan, unit batuan dapat mengalami deformasi dan/atau metamorfosis. Deformasi biasanya terjadi sebagai akibat dari pemendekan horisontal, ekstensi horisontal, atau pergerakan sisi ke sisi ("strike-slip"). Cara struktural ini secara umum berkaitan dengan batas-batas konvergen, batas-batas divergen, dan batas-batas perubahan, masing-masing, antara tektonika lempeng.
Bumi diperkirakan telah terbentuk 4,54 miliar tahun yang lalu dari nebula surya, bersama dengan Matahari dan planet lain. Bulan terbentuk sekitar 20 juta tahun kemudian. Awalnya cair, lapisan luar Bumi mendingin dan menghasilkan kerak padat. Semburan gas dan aktivitas vulkanik memproduksi atmosfer purba. Kondensasi uap air, yang sebagian besar atau semuanya berasal dari es yang dibawa oleh komet, menghasilkan lautan dan sumber air lainnya. Proses kimia yang berenergi tinggi diyakini telah menghasilkan sebuah molekul yang mampu mereplikasi diri sekitar 4 miliar tahun lalu.
Benua terbentuk, kemudian terpencar dan terbentuk kembali sebagai permukaan bumi yang melalui proses pembentukan selama ratusan juta tahun, kadang-kadang beberapa dari mereka berkumpul sehingga membentuk sebuah benua super. Sekitar 750 juta tahun yang lalu, benua super paling awal yang diketahui yaitu Rodinia mulai pecah. Benua-benua tersebut kemudian berkumpul kembali untuk membentuk Pannotia yang pecah sekitar 540 juta tahun lalu, lalu akhirnya Pangaea yang pecah sekitar 180 juta tahun lalu.
Ada bukti yang signifikan bahwa aktivitas glasial selama era Neoproterozoikum mengakibatkan sebagian besar planet terlapisi es. Hipotesis ini disebut sebagai "Bumi Bola Salju" dan menarik karena mendahului letusan Kambrium, yang merupakan peristiwa saat bentuk kehidupan multisel mulai berkembang biak sekitar 530-540 juta tahun yang lalu.
Sejak ledakan Kambrium sudah terjadi paling tidak lima kepunahan massal. Kepunahan massal terakhir terjadi sekitar 65 juta tahun lalu, ketika sebuah tabrakan meteorit kemungkinan memicu kepunahan dinosaurus non-unggas dan reptil besar lainnya, tetapi tidak memunahkan hewan-hewan kecil seperti mamalia, yang kemudian menyerupai celurut. Selama 65 juta tahun terakhir, kehidupan mamalia telah terdiversifikasi.
Beberapa juta tahun yang lalu, sebuah spesies kera Afrika kecil berhasil memperoleh kemampuan untuk berdiri tegak. Kemudian muncullah kehidupan manusia dan perkembangan pertanian dan peradaban lebih lanjut memungkinkan manusia untuk memengaruhi Bumi lebih cepat daripada bentuk kehidupan sebelumnya. Peradaban telah memengaruhi sifat dan kuantitas organisme lainnya serta memengaruhi iklim global. Sebagai perbandingan, Peristiwa Oksigenasi Besar, yang dihasilkan oleh penyebaran algae selama periode Sideria, memerlukan sekitar 300 juta tahun untuk mencapai puncaknya.
Era saat ini diklasifikasikan sebagai bagian dari peristiwa kepunahan massal Holosen, yang merupakan peristiwa kepunahan tercepat yang pernah terjadi. Beberapa tokoh, seperti E. O. Wilson dari Universitas Harvard, memperkirakan bahwa pengrusakan yang dilakukan manusia terhadap biosfer dapat menyebabkan kepunahan satu-setengah dari semua spesies dalam 100 tahun ke depan. Merebaknya peristiwa kepunahan saat ini sedang diteliti, diperdebatkan dan diperhitungkan oleh ahli biologi.
Atmosfer Bumi berperan penting dalam mempertahankan ekosistem planet. Lapisan tipis gas yang menyelubungi Bumi tertahan oleh gravitasi planet. Udara kering terdiri dari 78% nitrogen, 21% oksigen, 1% argon dan gas lembam lainnya, karbon dioksida, dll, tetapi udara juga mengandung sejumlah variabel uap air. Tekanan atmosfer terus menurun seiring dengan ketinggian, dan memiliki ketinggian skala sekitar 8 kilometer di permukaan bumi: ketinggian di mana tekanan atmosfer telah menurun dengan faktor e (konstan matematika yang sama dengan 2.71 ...). Lapisan ozon di atmosfer bumi memainkan peranan penting dalam menyaring jumlah ultraviolet (UV) radiasi yang mencapai permukaan. Karena DNA mudah rusak oleh sinar UV, maka lapisan ozon berfungsi untuk melindungi kehidupan di permukaan. Atmosfer juga mempertahankan panas selama malam hari, oleh karena itu mengurangi ekstrem suhu harian.
Cuaca terestrial terjadi hampir secara eksklusif di bagian bawah dari atmosfer, dan berfungsi sebagai sistem konvektif untuk mendistribusikan panas. Arus laut adalah faktor penting lain dalam menentukan iklim, khususnya sirkulasi thermohaline bawah air yang mendistribusikan energi panas dari lautan khatulistiwa ke daerah kutub. Arus ini membantu untuk memoderasi perbedaan suhu antara musim dingin dan musim panas di zona beriklim sedang. Juga, tanpa redistribusi energi panas oleh arus laut dan atmosfer, daerah tropis akan jauh lebih panas, dan daerah kutub jauh lebih dingin.
Pengaruh yang menguntungkan maupun berbahaya dapat diakibatkan oleh cuaca. Hal-hal ekstrem dalam cuaca seperti tornado, angin topan dan badai dapat melepas banyak energi dalam jalur mereka dan mengakibatkan kehancuran. Tumbuh-tumbuhan di permukaan mengalami evolusi sehingga bergantung pada variasi musiman cuaca, dan perubahan tiba-tiba yang hanya berlangsung beberapa tahun dapat memiliki efek dramatis, baik pada tanaman maupun pada hewan yang bergantung pada pertumbuhan untuk makanan mereka.
Iklim planet adalah parameter tren jangka panjang dalam cuaca. Berbagai faktor diketahui mempengaruhi iklim, termasuk arus laut, albedo permukaan, gas rumah kaca, variasi dalam sinar matahari, dan perubahan orbit planet. Berdasarkan catatan sejarah, Bumi diketahui telah mengalami perubahan iklim yang drastis pada masa lalu, termasuk zaman es.
Beberapa faktor (terutama garis lintang) memengaruhi iklim di suatu daerah. Garis lintang dengan atribut iklim yang sama membentuk daerah iklim. Terdapat sejumlah daerah semacam itu, dimulai dari iklim tropis di ekuator sampai iklim kutub di ujung utara dan selatan. Cuaca juga dipengaruhi oleh musim, yang diakibatkan oleh poros bumi yang relatif miring terhadap bidang orbitnya. Jadi, pada waktu tertentu selama musim panas atau musim dingin, satu bagian dari planet ini lebih langsung terkena sinar matahari. Paparan terhadap matahari ini terjadi secara bergantian selama Bumi berputar dalam orbitnya. Pada waktu tertentu, terlepas dari musim, belahan utara dan selatan mengalami musim yang berlawanan.
Cuaca adalah sistem yang kacau yang dapat termodifikasi oleh perubahan kecil terhadap lingkungan, sehingga prakiraan cuaca yang akurat saat ini terbatas hanya beberapa hari. Secara keseluruhan, dua hal saat ini terjadi di seluruh dunia: (1) suhu meningkat secara rata-rata; dan (2) iklim daerah telah mengalami perubahan yang nyata.
Air adalah zat kimia yang terdiri dari hidrogen dan oksigen dan sangat penting bagi semua bentuk kehidupan yang dikenal sejauh ini. Dalam penggunaan umum, istilah air merujuk hanya ke bentuk atau keadaan cair, tetapi substansi air juga bisa berbentuk padat, yaitu es, dan berbentuk gas, seperti uap air atau uap. Air meliputi 71% dari permukaan bumi. Di Bumi, air ditemukan sebagian besar di lautan dan kumpulan-kumpulan air yang besar, Dengan 1,6% air bawah tanah dalam akuifer dan 0,001% di udara sebagai uap, awan (terbentuk dari padat dan partikel air cair tersuspensi di udara), dan curah hujan. Sembilan puluh tujuh persen air di permukaan berada di samudra, sementara itu di gletser dan es kutub ada sebanyak 2,4%, dan air permukaan tanah lain seperti sungai, danau dan kolam 0,6%. Selain itu, sebagian air bumi juga terkandung dalam tubuh-tubuh biologis dan berbagai produk.
Samudra atau lautan adalah kumpulan terbesar air garam dan komponen utama dari hidrosfer. Sekitar 71% dari permukaan bumi (daerah sekitar 361 juta kilometer persegi) ditutupi oleh lautan, yang merupakan suatu kumpulan air yang berkesinambungan yang lazim dibagi menjadi beberapa samudra utama dan laut-laut yang lebih kecil. Lebih dari separuh area memiliki kedalaman lebih dari 3.000 meter (9.800 kaki). Rata-rata salinitas laut tercatat sekitar 35 ppt (3.5%), dan hampir semua air laut memiliki salinitas yang berkisar dari 30 sampai 38 ppt. Meskipun umumnya diakui sebagai lautan-lautan 'terpisah', kumpulan air ini terdiri dari satu kumpulan air garam global yang saling terkait dan sering disebut sebagai Samudra Dunia atau lautan global. Konsep lautan global sebagai sebuah kumpulan air yang berkesinambungan dengan pertukaran relatif bebas antara bagian-bagiannya adalah bagian dari kepentingan dasar untuk oseanografi.
Pemisahan samudra-samudra besar ditentukan sebagian oleh benua-benua, berbagai kepulauan, dan kriteria lainnya: pembagian ini adalah (diurutkan berdasarkan ukuran) Samudra Pasifik, Samudra Atlantik, Samudra Hindia, Samudra Selatan dan Samudra Arktik. Daerah yang lebih kecil dari lautan disebut laut, teluk-teluk, dan nama lainnya. Ada juga danau garam, yang merupakan kumpulan lebih kecil dari air asin daratan yang tidak saling berhubungan dengan Samudra Dunia. Dua contoh penting dari danau garam Laut Aral dan Danau Garam Besar.
Danau merupakan kumpulan cairan di permukaan Bumi yang terkumpul ke dasar cekungan dan mengalir perlahan-lahan jika memang mengalir. Di daratan, kumpulan air dianggap danau ketika berada di tengah daratan, bukan bagian dari samudra, lebih besar dan lebih dalam dari kolam, dan dialiri oleh sebuah sungai. Dunia selain Bumi yang dikenal memiliki danau adalah Titan, bulan terbesar Saturnus, yang memiliki danau etana yang kemungkinan besar bercampur dengan metana. Tidak diketahui apakah danau Titan dialiri oleh sungai, meskipun di permukaan Titan ditemui banyak jalur sungai. Danau alam di Bumi umumnya ditemui di daerah pegunungan, zona retak, dan daerah dengan glasiasi yang sedang berlangsung atau yang baru. Danau lainnya ditemukan di cekungan endorheik atau di sepanjang jalur sungai yang lebih tua. Di beberapa bagian dunia, ada banyak danau karena pola drainase yang kacau selama Zaman Es terakhir. Semua danau bersifat sementara dalam skala waktu geologis karena danau perlahan-lahan akan terisi oleh sedimen atau tertumpah keluar dari cekungan.
Kolam adalah kumpulan air yang tak mengalir, baik alami atau buatan manusia, yang biasanya lebih kecil dari danau. Berbagai macam kumpulan air buatan manusia diklasifikasikan sebagai kolam, termasuk taman air yang dirancang untuk ornamen estetika, kolam ikan yang dirancang untuk pembibitan ikan komersial, dan kolam surya yang dirancang untuk menyimpan energi panas. Kolam dan danau dibedakan dari aliran air berdasarkan kecepatan arus. Sementara arus di sungai mudah diamati, kolam dan danau memiliki arus mikro tenaga panas dan arus moderat tenaga angin. Fitur-fitur ini membedakan kolam dari fitur medan air lainnya, seperti kolam arus dan kolam pasang surut.
Sungai adalah aliran air alami, biasanya air tawar, yang mengalir menuju samudra, danau, laut atau sungai lain. Dalam beberapa kasus, sebuah sungai mengalir ke dalam tanah atau mengering sepenuhnya sebelum mencapai kumpulan air yang lain. Sungai-sungai kecil juga dapat disebut dengan nama lain, termasuk arus, aliran, selokan, anak sungai, dan rill, tidak ada aturan umum yang mendefinisikan apa yang bisa disebut sungai. Banyak nama untuk sungai-sungai kecil yang spesifik untuk lokasi geografis; salah satu contohnya adalah Burn di Skotlandia dan Inggris Timur Laut. Kadang-kadang sungai dikatakan lebih besar dari anak sungai, tetapi ini tidak selalu terjadi, karena ketidakjelasan dalam bahasa. Sebuah sungai merupakan bagian dari siklus hidrologi. Air di dalam sungai umumnya terkumpul dari curah hujan melalui limpasan permukaan, air tanah yang mengisi ulang, mata air, dan pelepasan simpanan air yang disimpan dalam es alam dan "snowpacks" (yaitu, dari gletser).
Di Amerika Serikat aliran air diklasifikasikan sebagai sungai kecil yang lebarnya kurang dari 60 kaki (18 meter). Aliran air penting sebagai saluran dalam siklus air, instrumen untuk mengisi ulang air tanah, dan jalur bagi ikan dan migrasi satwa liar. Habitat biologis di daerah sekitar aliran sungai disebut zona riparian. Mengingat status kepunahan Holosen yang sedang berlangsung, sungai memainkan peran penting dalam menghubungkan koridor habitat yang terpecah dan dengan demikian dalam melestarikan keanekaragaman hayati. Studi tentang sungai dan saluran air pada umumnya melibatkan banyak cabang antar-disiplin ilmu alam dan ilmu teknik, termasuk hidrologi, geomorfologi fluvial, ekologi perairan, biologi ikan, ekologi riparian dan lain-lain.
Ekosistem terdiri dari berbagai komponen abiotik dan biotik yang berfungsi dalam cara yang saling berhubungan. Struktur dan komposisinya ditentukan oleh berbagai faktor lingkungan yang saling terkait. Variasi dari faktor-faktor ini akan memulai perubahan dinamis terhadap ekosistem. Beberapa komponen yang lebih penting adalah: tanah, atmosfer, radiasi matahari, air, dan organisme hidup.
Gagasan utama dalam konsep ekosistem adalah bahwa organisme hidup berinteraksi dengan setiap elemen lainnya dalam lingkungan lokal mereka. Eugene Odum, penemu konsep ekologi, menyatakan: "Setiap satuan yang mencakup semua organisme (yaitu: "komunitas") di daerah tertentu yang berinteraksi dengan lingkungan fisik sehingga aliran energi mengarah ke struktur trofik, keragaman biotik, dan siklus materi (yaitu: pertukaran bahan antara bagian yang hidup dan yang tak hidup) yang jelas dalam sistem merupakan sebuah ekosistem." Dalam ekosistem, spesies-spesies terhubung dan bergantung satu sama lain dalam rantai makanan dan pertukaran energi-materi antara mereka maupun dengan lingkungan mereka. Konsep ekosistem manusia didasarkan pada dekonstruksi dikotomi manusia/alam dan premis bahwa semua spesies secara ekologis terintegrasi satu sama lain, serta dengan konstituen abiotik dari biotop mereka.
Sebuah satuan yang lebih kecil dari ekosistem disebut mikro-ekosistem. Sebagai contoh, mikro-ekosistem bisa berupa batu dan semua kehidupan di bawahnya. Sebuah makro-ekosistem dapat melibatkan seluruh ekoregion dengan daerah aliran sungainya.
Alam liar secara umum didefinisikan sebagai daerah yang secara signifikan belum termodifikasi oleh aktivitas manusia. The Wild Foundation secara lebih rinci mendefinisikan alam liar sebagai: "Area alam yang tersisa di planet kita, yang paling utuh tidak terganggu - tempat-tempat terliar terakhir yang tidak dikontrol manusia dan di dalamnya tidak dibangun jalan, saluran pipa atau infrastruktur industri lain." Area alam liar dapat ditemui dalam suaka margasatwa, perkebunan, peternakan, konservasi, peternakan, hutan nasional, taman nasional dan bahkan di daerah perkotaan di sepanjang sungai, atau daerah yang tak berkembang. Daerah alam liar dan taman-taman yang dilindungi dianggap penting untuk kelangsungan hidup spesies tertentu, studi ekologi, konservasi, kesunyian, dan rekreasi. Beberapa penulis percaya bahwa alam alam liar sangat penting bagi jiwa dan kreativitas manusia, dan beberapa ahli ekologi menganggap daerah alam liar merupakan bagian integral dari ekosistem alam planet yang mandiri (biosfer). Alam liar juga dapat melindungi sifat genetik yang mereka sediakan habitatnya bagi flora dan fauna liar yang mungkin sulit diciptakan di kebun binatang, arboretum atau laboratorium.
Meskipun tidak ada kesepakatan untuk definisi kehidupan, para ilmuwan umumnya menerima bahwa ciri kehidupan adalah organisasi, metabolisme, pertumbuhan, adaptasi, respon terhadap rangsangan dan reproduksi. Hidup juga dapat dikatakan sebagai sekadar karakteristik organisme.
Sifat umum bagi organisme terestrial (tumbuhan, hewan, jamur, protista, archaea dan bakteri) adalah bahwa mereka terdiri dari sel, berbasis karbon dan air dengan organisasi yang kompleks, memiliki metabolisme, kapasitas untuk tumbuh, menanggapi rangsangan, dan bereproduksi. Suatu entitas dengan sifat ini umumnya dianggap hidup. Namun, tidak semua definisi kehidupan menganggap semua sifat ini penting. Analog kehidupan buatan manusia juga dapat dianggap memiliki kehidupan.
Biosfer adalah bagian terluar Bumi - termasuk tanah, batuan permukaan, air, udara dan atmosfer - yang di dalamnya ada kehidupan. Dari sudut pandang terluas geofisik, biosfer adalah sistem ekologis global yang mengintegrasikan semua makhluk hidup dan hubungan mereka, termasuk interaksi mereka dengan unsur litosfer (batuan), hidrosfer (air), dan atmosfer (udara). Saat ini seluruh bumi terdapat lebih dari 75 miliar ton (150 triliun pon atau sekitar 6,8 x 1013 kg) biomassa.
Lebih dari sembilan-per-sepuluh dari total biomassa di Bumi adalah tanaman (kehidupan hewan sangat tergantung kepadanya). Lebih dari 2 juta spesies tumbuhan dan hewan telah diidentifikasi sampai saat ini, dan perkiraan jumlah aktual spesies yang ada berkisar dari beberapa juta sampai lebih dari 50 juta. Jumlah spesies hidup terus berada dalam beberapa aliran, dengan spesies baru bermunculan dan yang lainnya punah secara terus menerus. Jumlah total spesies saat ini sedang dalam penurunan yang sangat cepat.
Kehidupan hanya diketahui berada di planet Bumi. Asal usul kehidupan masih merupakan proses yang kurang dipahami, tetapi diperkirakan terjadi sekitar 3.9 - 3.5 miliar tahun yang lalu selama periode Hadean atau Arkean pada masa bumi purba yang memiliki lingkungan yang secara substansial berbeda daripada yang ditemukan saat ini. Bentuk kehidupan memiliki sifat dasar berupai replikasi diri dan sifat-sifat warisan. Setelah kehidupan muncul, proses evolusi oleh seleksi alam menghasilkan perkembangan bentuk-bentuk kehidupan yang lebih beragam.
Spesies yang tidak dapat beradaptasi dengan perubahan lingkungan dan persaingan dengan mahluk hidup lainnya telah punah. Namun, catatan fosil menyimpan bukti dari banyak spesies yang lebih tua. Fosil terkini dan bukti DNA menunjukkan bahwa semua spesies yang ada dapat dilacak garis leluhurnya sampai pada bentuk kehidupan primitif yang pertama.
Munculnya fotosintesis dalam bentuk yang sangat dasar bagi kehidupan tanaman di seluruh dunia memungkinkan energi matahari untuk bisa dipanen untuk menciptakan kondisi yang memungkinkan bagi kehidupan agar menjadi lebih kompleks. Oksigen yang dihasilkan terakumulasi dalam atmosfer dan menimbulkan lapisan ozon. Penggabungan sel-sel kecil di dalam sel-sel yang lebih besar menghasilkan perkembangan sel yang lebih kompleks yang disebut eukariota. Sel dalam koloni menjadi semakin khusus dan menghasilkan organisme multisel. Dengan lapisan ozon menyerap radiasi ultraviolet yang berbahaya, kehidupan memenuhi permukaan Bumi.
Bentuk kehidupan pertama yang berkembang di bumi adalah mikroba, dan mereka merupakan satu-satunya bentuk kehidupan di planet ini sampai sekitar satu miliar tahun yang lalu ketika organisme multi-seluler mulai muncul. Mikroorganisme adalah organisme bersel tunggal yang umumnya berukuran mikroskopis dan lebih kecil dari ukuran yang bisa dilihat oleh mata manusia. Mereka meliputi bakteri, jamur, archaea, dan protista.
Bentuk kehidupan ini ditemukan di hampir setiap lokasi di Bumi yang ada air, termasuk di interior batuan dalam planet. Reproduksi mereka cepat dan berlimpah. Kombinasi dari tingkat mutasi yang tinggi dan kemampuan transfer gen horizontal membuat mereka mudah beradaptasi dan mampu bertahan hidup di lingkungan baru, termasuk angkasa luar. Mereka membentuk suatu bagian penting dalam ekosistem planet. Namun beberapa mikroorganisme bersifat patogen dan dapat menimbulkan risiko kesehatan bagi organisme lain.
Awalnya Aristoteles membagi semua benda hidup antara tanaman, yang umumnya tidak bergerak cukup cepat bagi manusia untuk dapat melihatnya, dan hewan. Dalam sistem Linnaeus menjadi dua kerajaan Vegetabilia (kemudian Plantae) dan Animalia. Sejak saat itu, jelas bahwa Plantae sebagaimana definisi awalnya mencakup beberapa kelompok yang tidak terkait, dan beberapa kelompok jamur dan ganggang yang tidak terkait dipindahkan untuk mengisi kerajaan baru. Namun, mereka masih sering dianggap tanaman dalam banyak konteks. Kehidupan bakteri kadang-kadang termasuk dalam flora, dan beberapa klasifikasi menggunakan istilah "flora bakteri" yang terpisah dari "flora tanaman".
Salah satu cara untuk mengklasifikasikan tanaman adalah berdasarkan daerah yang (tergantung tujuan penelitian) juga dapat mencakup fosil tumbuhan, atau sisa-sisa kehidupan tanaman dari era sebelumnya. Orang-orang di banyak wilayah dan negara bangga dalam susunan karakteristik tanaman masing-masing, yang bisa sangat bervariasi di seluruh dunia akibat perbedaan iklim dan medan.
Tumbuhan regional umumnya dibagi ke dalam kategori seperti flora asli dan flora pertanian dan taman, dan yang disebutkan terakhir adalah yang sengaja ditanam dan dibudidayakan. Beberapa jenis "flora asli" sebenarnya telah diperkenalkan berabad-abad lalu oleh orang-orang yang bermigrasi dari satu wilayah atau benua ke benua lain dan menjadi bagian integral atau alami dari flora asli. Ini adalah contoh bagaimana interaksi manusia dengan alam dapat mengaburkan batas apa yang dianggap sebagai bagian dari alam.
Kategori gulma sebelumnya juga digunakan untuk tanaman. Meskipun istilah tersebut tidak disukai oleh ahli botani, penggunaan informal kata "gulma" untuk menggambarkan tanaman yang dianggap layak dimusnahkan adalah gambaran dari kecenderungan umum orang dan masyarakat untuk berusaha mengubah atau membentuk arah alam. Demikian pula, hewan sering dikategorikan sebagai hewan rumah tangga, hewan ternak, hewan liar, hama, dll sesuai dengan hubungan mereka dengan kehidupan manusia.
Hewan sebagai kategori memiliki beberapa karakteristik yang umumnya membedakan mereka dari makhluk hidup lainnya. Hewan bersifat eukariotik dan biasanya multiseluler yang membedakan mereka dari bakteri, archaea dan protista. Mereka bersifat heterotrof dan umumnya mencerna makanan dalam ruang internal, yang membedakan mereka dari tanaman dan ganggang. Mereka juga dibedakan dari tumbuhan, alga, dan jamur dengan kurangnya dinding-dinding sel.
Dengan beberapa pengecualian, terutama spons (filum Porifera), hewan memiliki tubuh yang dibedakan menjadi jaringan-jaringan terpisah. Ini termasuk otot, yang mampu berkontraksi dan mengontrol gerak, dan sistem saraf, yang mengirim dan memproses sinyal. Biasanya ada juga sebuah ruang pencernaan internal. Sel-sel eukariotik yang dimiliki oleh semua hewan dikelilingi oleh matriks ekstraselular khas yang terdiri dari kolagen dan glikoprotein elastis. Hal ini mungkin terklasifikasi untuk membentuk struktur seperti kerang, tulang, dan spikula, sebuah kerangka yang mana sel-sel dapat bergerak dan tertata kembali selama pengembangan dan pematangan, dan yang mendukung anatomi kompleks yang diperlukan untuk mobilitas.
Meskipun saat ini manusia hanya sebagian kecil dari total biomassa yang hidup di Bumi, efek manusia terhadap alam besar dan tidak proporsional. Karena besarnya pengaruh manusia, batas-batas antara apa yang manusia anggap sebagai alam dan "lingkungan buatan" tidak jelas kecuali pada hal-hal ekstrem. Bahkan pada hal-hal ekstrem, jumlah lingkungan alam yang bebas dari pengaruh manusia yang terlihat saat ini semakin berkurang dengan semakin cepat.
Perkembangan teknologi oleh umat manusia memungkinkan eksploitasi sumber daya alam yang lebih besar dan telah membantu untuk mengurangi beberapa risiko dari bahaya alam. Meskipun ada kemajuan, nasib peradaban manusia masih berhubungan erat dengan perubahan lingkungan. Ada umpan balik yang sangat kompleks antara penggunaan teknologi canggih dan perubahan pada lingkungan yang hanya bisa dipahami secara perlahan. Contoh ancaman terhadap alam yang dibuat oleh manusia adalah polusi, deforestasi, dan bencana seperti tumpahan minyak. Manusia telah memberi kontribusi pada kepunahan banyak tanaman dan hewan.
Manusia menggunakan alam untuk kesenangan maupun kegiatan ekonomi. Akuisisi sumber daya alam untuk keperluan industri tetap menjadi komponen utama dari sistem ekonomi dunia. Beberapa kegiatan, seperti berburu dan memancing, dilakukan baik untuk memperoleh makanan maupun rekreasi, sering kali oleh orang yang berbeda. Pertanian pertama kali diterapkan sekitar milenium ke-9 Sebelum Masehi. Mulai dari produksi pangan untuk energi, alam memengaruhi kekayaan ekonomi.
Meskipun manusia purba mengumpulkan bahan tanaman untuk pangan dan menggunakan sifat obat dari tanaman untuk penyembuhan, kebanyakan manusia modern memanfaatkan tanaman melalui pertanian. Pembersihan lahan yang marak untuk pertumbuhan tanaman menyebabkan penurunan luas hutan dan lahan basah, yang mengakibatkan hilangnya habitat bagi banyak tanaman dan spesies hewan serta meningkatnya erosi.
Kecantikan alam secara historis menjadi tema umum dalam seni dan buku yang mengisi bagian yang besar dalam perpustakaan dan toko buku. Alam telah digambarkan dan dirayakan oleh begitu banyak seni, fotografi, puisi dan literatur lainnya menunjukkan banyak orang mengasosiasikan alam dengan keindahan. Alasan mengapa ada asosiasi ini, dan terdiri dari apa asosiasi ini, dipelajari oleh cabang filsafat yang disebut estetika. Selain karakteristik dasar tertentu yang disepakati banyak filsuf untuk menjelaskan apa yang dilihat sebagai keindahan, pendapat-pendapat yang muncul tak terbatas. Alam dan keliaran telah menjadi subjek penting dalam berbagai era sejarah dunia. Sebuah tradisi awal seni lanskap dimulai di Cina pada masa Dinasti Tang (618-907). Tradisi merepresentasi alam sebagaimana adanya menjadi salah satu tujuan dari lukisan Tiongkok dan merupakan pengaruh yang signifikan dalam seni Asia.
Meski keajaiban alam telah dirayakan di Kitab Mazmur dan Ayub, penggambaran alam liar dalam seni sangat banyak dilakukan pada tahun 1800-an, terutama dalam karya gerakan Romantisisme. Artis Britania John Constable dan J. M. W. Turner memusatkan perhatian mereka dalam melukiskan kecantikan alam. Sebelumnya, lukisan biasanya bertema religius atau humanis. Puisi William Wordsworth menggambarkan keajaiban alam, yang sebelumnya dipandang sebagai tempat yang mengancam. Selanjutnya, penghargaan alam menjadi aspek yang penting dalam budaya Barat.
Beberapa bidang ilmu pengetahuan memandang alam sebagai benda yang bergerak, yang juga mengikuti beberapa aturan tertentu. Aturan-aturan ini kemudian berusaha dipahami oleh para ilmuwan. Maka ilmu pengetahuan yang paling dasar disebut sebagai "fisika" – nama yang digunakan sampai saat ini untuk menyebut studi tentang alam.
Materi secara umum didefinisikan sebagai substansi yang tersusun dari objek-objek fisik. Materi-materi ini membentuk alam semesta. Komponen alam semesta yang terlihat saat ini dipercaya hanya terdiri dari 4 persen dari seluruh total massanya. Sisanya, 23 persen, yang dipercaya oleh para ilmuwan fisika, adalah materi gelap dingin dan 73 persen lagi adalah energi gelap. Bagaimana keadaan alam sebenarnya masih belum dapat diketahui dengan jelas dan saat ini menjadi bahan investigasi utama para ilmuwan fisika.
Karakteristik materi dan energi alam semesta yang sudah diketahui manusia terlihat seperti mengikuti hukum-hukum fisika. Hukum-hukum ini telah digunakan untuk memproduksi model-model kosmologi fisika yang dapat menjelaskan dengan tepat struktur dan evolusi dari alam semesta yang kita amati. Rumus-rumus matematika dari hukum-hukum fisika menghasilkan suatu set yang terdiri dari 20 konstanta fisika yang sampai saat ini nilainya terlihat tetap untuk alam semesta yang sudah diketahui. Nilai dari konstanta ini sudah diukur dengan hati-hati, tetapi mengapa nilainya harus begitu spesifik sampai saat ini masih menjadi misteri.
Angkasa luar adalah wilayah yang relatif kosong di luar atmosfer suatu benda langit. Tidak ada batas yang jelas antara atmosfer Bumi dan angkasa luar karena atmosfer terdiri dari lapisan yang semakin menipis dengan semakin besarnya ketinggian. Angkasa luar di Tata Surya disebut ruang antarplanet. Batas antara ruang antar planet dengan medium antar bintang disebut heliopause.
Ruang angkasa itu ber-ruang, tetapi tidak kosong. Angkasa luar terisi oleh beberapa molekul organik yang dilacak oleh spekstroskopi gelombang mikro, radiasi yang tersisa dari ledakan dahsyat, dan sinar kosmis. Ada pula beberapa gas, plasma, debu, dan meteor kecil. Lebih lagi, terdapat pula sampah angkasa yang dihasilkan oleh manusia, yang dapat membahayakan penerbangan ke luar angkasa.
Meskipun saat ini Bumi merupakan satu-satunya benda langit di Tata Surya yang diketahui dapat mendukung kehidupan, bukti saat ini menunjukkan bahwa pada masa lalu di Mars terdapat air permukaan. Pada masa lalu, Mars juga pernah dapat mendukung kehidupan. Sayangnya, saat ini sebagian besar air di Mars sudah beku. Jika kehidupan ada di Mars, kemungkinan mereka berada di bawah tanah karena air dalam bentuk cairan masih ada.
Keadaan di planet terestrial lain seperti Merkurius dan Venus sayangnya tak mampu mendukung kehidupan. Akan tetapi, telah diusulkan bahwa Europa, bulan terbesar keempat Yupiter, memunyai samudra di bawah permukaan yang mungkin bisa mendukung kehidupan.
Planet luar surya yang bernama Gliese 581 g diduga berada di zona layak huni bintang katai merah Gliese 581. Selain itu, planet HD 85512 b mungkin juga berada di zona yang sama. Pada 5 Desember 2011, planet yang bernama Kepler-22b telah dipastikan berada di zona layak huni sehingga mungkin mampu mendukung kehidupan.
Media:
Organisasi:
Ilmu:
Filsafat: