โลก (ดาวเคราะห์)
โลก (English: Earth) เป็นดาวเคราะห์ลำดับที่สามจากดวงอาทิตย์ และเป็นวัตถุทางดาราศาสตร์เพียงหนึ่งเดียวที่ทราบว่ามีสิ่งมีชีวิต จากการวัดอายุด้วยกัมมันตรังสีและแหล่งหลักฐานอื่นได้ความว่าโลกกำเนิดเมื่อประมาณ 4,500 ล้านปีก่อน[1][2][3] โลกมีอันตรกิริยะเชิงโน้มถ่วงกับวัตถุอื่นในอวกาศโดยเฉพาะดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ ซึ่งเป็นดาวบริวารถาวรหนึ่งเดียวของโลก โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ใช้เวลา 365.26 วัน เรียกว่า ปี ซึ่งระหว่างนั้นโลกโคจรรอบแกนตัวเองประมาณ 366.26 รอบ[n 1]
แกนหมุนของโลกเอียงทำให้เกิดฤดูกาลต่าง ๆ บนผิวโลก[4] อันตรกิริยาความโน้มถ่วงระหว่างโลกกับดวงจันทร์ก่อให้เกิดน้ำขึ้นลงมหาสมุทร ทำให้การหมุนบนแกนของโลกมีเสถียรภาพ และค่อย ๆ ชะลอการหมุนของโลก[5] โลกเป็นดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นสูงสุดในระบบสุริยะและใหญ่สุดในดาวเคราะห์คล้ายโลก 4 ดวง
ธรณีภาคของโลกแบ่งออกได้เป็นหลาย ๆ ส่วน เรียกว่าแผ่นธรณีภาค ซึ่งย้ายที่ตัดผ่านพื้นผิวตลอดเวลาหลายล้านปี ร้อยละ 71 ของพื้นผิวโลกปกคลุมด้วยน้ำ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นมหาสมุทร[6] อีกร้อยละ 29 ที่เหลือเป็นแผ่นดินประกอบด้วยทวีปและเกาะซึ่งมีทะเลสาบ แม่น้ำและแหล่งน้ำอื่นจำนวนมากกอปรเป็นอุทกภาค บริเวณขั้วโลกทั้งสองปกคลุมด้วยน้ำแข็งเป็นส่วนใหญ่ ได้แก่แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก และน้ำแข็งทะเลของแพน้ำแข็งขั้วโลก บริเวณภายในของโลกยังคงมีความเคลื่อนไหวโดยมีแก่นชั้นในซึ่งเป็นเหล็กในสถานะของแข็ง มีแก่นเหลวชั้นนอกซึ่งกำเนิดสนามแม่เหล็ก และชั้นแมนเทิลพาความร้อนที่ขับเคลื่อนการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาค
ภายในพันล้านปีแรก[7] สิ่งมีชีวิตปรากฏขึ้นในมหาสมุทรและเริ่มส่งผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศและผิวดาว เกื้อหนุนให้เกิดการแพร่ขยายของสิ่งมีชีวิตที่ใช้ออกซิเจนเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจน หลักฐานธรณีวิทยาบางส่วนชี้ว่าชีวิตอาจกำเนิดขึ้นเร็วสุด 4.1 พันล้านปีก่อน นับแต่นั้นตำแหน่งของโลกในระบบสุริยะ คุณสมบัติทางกายภาพของโลก และประวัติศาสตร์ธรณีวิทยาของโลกประกอบกันทำให้สิ่งมีชีวิตวิวัฒนาการและแพร่พันธุ์ได้[8][9] ในประวัติศาสตร์ของโลก ความหลากหลายทางชีวภาพผ่านระยะการขยายยาวนาน แต่ถูกขัดจังหวะบางครั้งด้วยการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่[10] กว่าร้อยละ 99 ของสปีชีส์ทั้งหมดที่เคยอยู่อาศัยบนโลกนั้นสูญพันธุ์ไปแล้ว[11][12] ประมาณการจำนวนสปีชีส์บนโลกปัจจุบันมีหลากหลาย[13][14][15] และสปีชีส์ส่วนใหญ่ยังไม่มีผู้อธิบาย[16] มนุษย์กว่า 7.6 ล้านคนอาศัยอยู่บนโลกและอาศัยชีวมณฑลและทรัพยากรธรรมชาติของโลกเพื่อการอยู่รอด มนุษย์พัฒนาสังคมและวัฒนธรรมหลากหลาย ในทางการเมือง โลกมีรัฐเอกราชกว่า 200 รัฐ
คำว่า โลก ในภาษาไทยมีที่มาจากคำในภาษาบาลี โลก (โล-กะ) คนไทยใช้คำนี้เรียกโลกตั้งแต่เมื่อใดนั้นไม่ปรากฏหลักฐานแน่ชัด แต่คาดว่าน่าจะได้รับอิทธิพลสืบทอดผ่านมาทางพระพุทธศาสนา เดิมนั้นคำว่าโลกไม่ได้หมายความเฉพาะเพียงแต่โลกที่เป็นวัตถุธาตุ แต่ใช้ในหลายความหมาย ได้แก่ "หมู่" "เหล่า" "ขอบเขต" "ทั้งหมดในขอบเขต" "ขอบเขตอาศัย" "ความเป็นไป" "ความเป็นอยู่"[17] หากกล่าวถึงโลกทั้ง ๓ ก็จะหมายถึง สังขารโลก (โลกคือสังขาร) สัตว์โลก (โลกคือหมู่สัตว์) และโอกาสโลก (โลกคือแผ่นดิน)[18] ปัจจุบันมีการใช้คำว่า โลกในความหมายเกี่ยวข้องกับมนุษย์ หรืออารยธรรมมนุษย์[19] (ซึ่งตรงกับคำว่า World ในภาษาอังกฤษ) นอกเหนือจากความหมายดาวเคราะห์ที่นิยมใช้ทั่วไป
คำว่าโลกในภาษาต่างประเทศ อังกฤษร่วมสมัยใช้คำว่า Earth พัฒนามาจากรูปแบบภาษาอังกฤษสมัยกลางต่าง ๆ กัน[21][22] ซึ่งสืบมาจากคำนามในภาษาอังกฤษสมัยเก่าที่นิยมสะกดว่า eorðe[20] มีรากเดียวกันกับทุกภาษาในกลุ่มเจอร์แมนิก และโปรโตเจอร์แมนิกที่ได้ประกอบเป็น *erþō ตามที่ปรากฏในสมัยแรก ๆ มีการใช้คำ eorðe เพื่อแปลความจากคำภาษาลาติน terra และภาษากรีก γῆ (gē) ในความหมาย พื้นดิน[n 2] ดิน[n 3] ผืนดินแห้ง[n 4] โลกมนุษย์[n 5] พื้นผิวของโลก (รวมทั้งทะเล)[n 6] ตลอดจนพิภพโลกทั้งมวล[n 7] เช่นเดียวกันกับเทอร์ราและไกอา โลกถือว่าเป็นเทพเจ้าตามลัทธิเพเกินของชาวเจอร์แมนิก-ชาวแองเกิลตามที่แทซิทัสได้บันทึกไว้ในบรรดาผู้ศรัทธาในเทพเนอทัส[31] และภายหลังตามเทวตำนานนอร์ส คือ ยูร์ด (Jörð) ยักษิณีซึ่งสมรสกับโอดินและเป็นมารดาของทอร์[32]
อีกหลายภาษาที่มีความเป็นมาใกล้เคียงกับไทยเช่นภาษาลาวก็เรียกโลกว่า ໂລກ (โลก) เช่นเดียวกัน ปัจจุบันเยอรมันใช้คำเรียกโลกคือ Erde (แอร์เดอะ) คล้ายกับดัตช์ Aarde (อาร์เดอะ), กลุ่มภาษาโรมานซ์ สเปนใช้คำ Tierra (ตีเอร์รา) คล้ายกับอิตาลีที่ใช้ Terra (เตร์รา) หรือฝรั่งเศส Terre (แตร์), ภาษาจีนใช้ 地球 (Dìqiú ตี้ฉิว) หรือ 坤輿 (Kūnyú คุนหยู๋) ญี่ปุ่นเรียก 地球 (Chikyū จิคีว) เกาหลีเรียก 지구 (Jigu ชีกู) และสันสกฤตใช้คำ पृथ्वी (ปฐวี)
วัตถุแรกเริ่มที่สุดที่พบในระบบสุริยะมีอายุย้อนหลังไปถึง 4.5672±0.0006พันล้านปีก่อน[33] โลกยุคแรกเริ่มถือกำเนิดขึ้นเมื่อ 4.54±0.04พันล้านปีก่อน[7] มีการก่อกำเนิดและวิวัฒนาการของวัตถุต่าง ๆ ในระบบสุริยะร่วมกับดวงอาทิตย์ ตามทฤษฎีแล้วเนบิวลาสุริยะแยกส่วนอาณาบริเวณหนึ่งออกจากเมฆโมเลกุลโดยการยุบตัวจากแรงโน้มถ่วง ซึ่งเริ่มหมุนและแบนลงเป็นจานรอบดาวฤกษ์ จากนั้นดาวเคราะห์ต่าง ๆ เกิดขึ้นจากจานนั้นพร้อมกับดวงอาทิตย์ ในเนบิวลาประกอบด้วยก๊าซ เม็ดน้ำแข็ง และฝุ่น (รวมทั้งนิวไคลด์แรกกำเนิด) ตามทฤษฎีเนบิวลา พลาเนตติซิมัล (planetesimal) หรือวัตถุแข็งที่จะก่อกำเนิดดาวเคราะห์ เกิดขึ้นจากการงอกพอกพูน โดยโลกบรรพกาลใช้เวลาก่อกำเนิด 10–20 ล้านปี[34]
ดวงจันทร์กำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 4.53พันล้านปีก่อน[35] การกำเนิดของดวงจันทร์ยังเป็นหัวข้อการวิจัยในปัจจุบัน สมมติฐานนำกล่าวว่าดวงจันทร์ถือกำเนิดขึ้นโดยการพอกพูนจากวัตถุที่หลุดออกจากโลกหลังจากโลกถูกวัตถุขนาดใหญ่เท่าดาวอังคารชื่อว่า เธีย (Theia) พุ่งเข้าชน[36] แบบจำลองนี้กะว่ามวลของเธียคิดเป็นประมาณร้อยละ 10 ของมวลโลก[37] พุ่งเข้าชนโลกในลักษณะแฉลบและมวลบางส่วนรวมเข้ากับโลก[38] ในระหว่างเวลาประมาณ 4.1 และ 3.8 พันล้านปีก่อน ดาวเคราะห์น้อยจำนวนมากพุ่งชนระหว่างการระดมชนหนักครั้งสุดท้าย ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างใหญ่หลวงกับบริเวณพื้นที่ผิวส่วนใหญ่ของดวงจันทร์รวมทั้งโลก
บรรยากาศโลกและมหาสมุทรประกอบขึ้นจากกัมมันตภาพภูเขาไฟและกระบวนการปล่อยก๊าซ (outgassing) ไอน้ำจากสองแหล่งดังกล่าวควบแน่นเป็นมหาสมุทร รวมกับน้ำและน้ำแข็งที่มากับดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์ก่อนเกิด และดาวหาง[39] ตามแบบจำลองนี้ "ก๊าซเรือนกระจก" ในบรรยากาศช่วยรักษามหาสมุทรไม่ให้เยือกแข็งเมื่อดวงอาทิตย์ที่เพิ่งก่อกำเนิดยังมีความสว่างเพียงร้อยละ 70 เทียบกับปัจจุบัน[40] ราว 3.5พันล้านปีก่อน เกิดสนามแม่เหล็กโลกซึ่งช่วยปกป้องบรรยากาศไม่ให้ถูกลมสุริยะพัดพาไป[41]
เปลือกโลกก่อรูปขึ้นเมื่อชั้นนอกที่หลอมเหลวของโลกเย็นตัวลงจนอยู่ในสถานะแข็ง มีแบบจำลองสองแบบจำลอง[42] ที่อธิบายการเกิดขึ้นของแผ่นดินโดยแบบจำลองหนึ่งเสนอว่า แผ่นดินค่อย ๆ เกิดขึ้นจนมีรูปร่างดังในปัจจุบัน[43] อีกแบบจำลองหนึ่งซึ่งอาจเป็นไปได้มากกว่า เสนอว่าแผ่นดินเติบโตอย่างรวดเร็ว[44] ตั้งแต่ช่วงแรก ๆ ในประวัติศาสตร์โลก[45] อันเนื่องมาจากการดำรงอยู่มาต่อเนื่องยาวนานของพื้นที่ส่วนทวีป[46][47][48] ทวีปต่าง ๆ เกิดขึ้นโดยการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาคซึ่งเป็นกระบวนการที่มีสาเหตุจากการสูญเสียความร้อนของบริเวณภายในของโลกอย่างต่อเนื่อง ตามมาตรเวลากว่าหลายร้อยล้านปี มีการรวมมหาทวีปแล้วแยกออกจากกัน ประมาณ 750ล้านปีก่อน มหาทวีปแรก ๆ ที่ทราบชื่อโรดิเนียเริ่มแตกออกจากกัน ต่อมาทวีปทั้งหลายกลับมารวมกันเป็นมหาทวีปแพนโนเชียเมื่อราว 600–540ล้านปีก่อน และสุดท้ายคือมหาทวีปแพนเจียซึ่งก็แยกออกจากกันเมื่อราว 180ล้านปีก่อน[49]
รูปแบบปัจจุบันของยุคน้ำแข็งเริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 40ล้านปีก่อนแล้วทวีความรุนแรงขึ้นระหว่างสมัยไพลสโตซีนเมื่อราว 3ล้านปีก่อน ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาบริเวณละติจูดสูง ๆ เผชิญกับวัฏจักรการเกิดของธารน้ำแข็งสลับกับการละลายแบบเวียนซ้ำโดยอุบัติซ้ำในทุก ๆ 40000–100000ปี การเปลี่ยนสภาพโดยธารน้ำแข็งของทวีปครั้งสุดท้ายสิ้นสุดลงเมื่อประมาณ 10000ปีก่อน[50]
คาดกันว่าปฏิกิริยาเคมีพลังงานสูงทำให้เกิดโมเลกุลที่สามารถถ่ายแบบตนเองได้เมื่อราวสี่พันล้านปีก่อน อีกครึ่งพันล้านปีต่อมา เกิดบรรพบุรุษร่วมสุดท้ายของสรรพชีวิต[51] วิวัฒนาการของการสังเคราะห์ด้วยแสงทำให้บรรดาสิ่งมีชีวิตสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานจากดวงอาทิตย์ได้โดยตรง ออกซิเจนในรูปโมเลกุล (O2) ที่เกิดจากการสังเคราะห์ด้วยแสงมีการสะสมในบรรยากาศ และด้วยผลกระทบจากรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์จึงได้ก่อชั้นเกราะโอโซน (O3) ขึ้นในบรรยากาศเบื้องบน[52] การรวมเซลล์ขนาดเล็กในเซลล์ที่ใหญ่กว่าทำให้เกิดพัฒนาการของเซลล์ซับซ้อนเรียกว่า ยูแคริโอต[53] สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่แท้จริงเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ต่าง ๆ ภายในโคโลนีมีการแบ่งหน้าที่เฉพาะมากขึ้น เนื่องจากชั้นโอโซนช่วยดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตอันเป็นอันตรายออกไป สิ่งมีชีวิตจึงอยู่อาศัยได้บนพื้นผิวโลก[54] หลักฐานทางบรรพชีวินแรก ๆ ของสิ่งมีชีวิตบนโลกคือ ซากดึกดำบรรพ์ผืนจุลชีพที่พบในหินทรายอายุ 3.48 พันล้านปีในออสเตรเลียตะวันตก[55][56] แกรไฟต์ชีวภาพในชั้นหินตะกอนแปรอายุเก่าแก่ประมาณ 3.7 พันล้านปีค้นพบในกรีนแลนด์ตะวันตก[57] หลักฐานโดยตรงของสิ่งมีชีวิตบนโลกอย่างแรกอยู่ในหินออสเตรเลียอายุ 3.45 พันล้านปีที่แสดงซากดึกดำบรรพ์ของจุลินทรีย์[58][59]
ระหว่างมหายุคนีโอโปรเทอโรโซอิก (750 และ 580ล้านปีก่อน) บริเวณส่วนใหญ่ของโลกถูกน้ำแข็งปกคลุม สมมติฐานนี้ชื่อ "โลกก้อนหิมะ" และมีความน่าสนใจเป็นพิเศษเนื่องจากเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นก่อนการระเบิดแคมเบรียน เมื่อสิ่งมีชีวิตมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นอย่างสำคัญ[60] นับจากการระเบิดแคมเบรียนราว 535ล้านปีก่อน เกิดการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตครั้งใหญ่ห้าครั้ง[61] เหตุการณ์สูญพันธุ์ครั้งล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อ 66ล้านปีก่อนเมื่อการพุ่งชนของดาวเคราะห์น้อยเป็นเหตุให้เกิดการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ (ที่ไม่ใช่นก) และสัตว์เลื้อยคลานขนาดใหญ่อื่น ๆ แต่สัตว์ขนาดเล็กบางส่วนเหลือรอดมาได้เช่นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมซึ่งมีลักษณะคล้ายหนู ตลอด 66ล้านปีต่อมา สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้แตกแขนงออกไปมากมาย และเมื่อหลายล้านปีที่แล้ว สัตว์คล้ายลิงใหญ่ไม่มีหางแอฟริกา เช่น Orrorin tugenensis มีความสามารถยืนด้วยลำตัวตั้งตรง[62] ทำให้สามารถใช้เครื่องมือและเกื้อหนุนการสื่อสารระหว่างกัน นำมาซึ่งโภชนาการและการกระตุ้นที่จำเป็นสำหรับสมองขนาดใหญ่ขึ้น นำไปสู่วิวัฒนาการของเผ่าพันธุ์มนุษย์ การพัฒนาเกษตรกรรมและอารยธรรมในเวลาต่อมา ช่วยให้มนุษย์มีอิทธิพลต่อโลกและธรรมชาติ และมีจำนวนของสิ่งมีชีวิตอื่นซึ่งยังมีผลมาจนทุกวันนี้[63]
อนาคตระยะยาวที่คาดหมายของโลกนั้นเกี่ยวข้องกับอนาคตของดวงอาทิตย์ ความสว่างของดวงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้นอีกร้อยละ 10 ในอีก 1.1พันล้านปี และร้อยละ 40 เมื่อตลอดเวลา 3.5พันล้านปีถัดจากนั้น[64] การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิพื้นผิวโลกจะเร่งวัฏจักรคาร์บอนอนินทรีย์ ลดความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์จนพืชไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ (10ส่วนในล้านส่วนในพืชที่สังเคราะห์ด้วยแสงแบบซี4) ในระยะเวลาประมาณ 500–900ล้านปีข้างหน้า[65] การขาดแตลนพืชจะส่งผลกระทบให้ออกซิเจนหายไปจากบรรยากาศ ทำให้สัตว์อยู่ไม่ได้[66] คล้อยหลังไปอีกพันล้านปีปริมาณน้ำทั้งหมดบนผิวโลกจะสูญสิ้น[67] และอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกจะพุ่งขึ้นไปถึง 70 องศาเซลเซียส[66] คาดหมายว่าโลกจะพออยู่อาศัยได้อีกประมาณ 500ล้านปีนับจากจุดนั้น[65] หรืออาจยืดออกไปถึง 2.3พันล้านปีถ้าไนโตรเจนหมดไปจากบรรยากาศ[68] แม้ว่าดวงอาทิตย์จะมีอายุนิรันดร์และมีความเสถียร กว่าร้อยละ 27 ของน้ำในมหาสมุทรปัจจุบันก็จะไหลสู่เนื้อโลกในเวลาหนึ่งพันล้านปี เนื่องจากไอน้ำที่ปะทุออกมาจากสันกลางมหาสมุทรลดลง[69]
ดวงอาทิตย์จะวิวัฒนาการเป็นดาวยักษ์แดงในราว 5พันล้านปีข้างหน้า แบบจำลองทำนายว่าดวงอาทิตย์จะขยายตัวออกประมาณ 1 หน่วยดาราศาสตร์ 150000000กิโลเมตร หรือประมาณ 250 เท่าของรัศมีปัจจุบัน[64][70] ชะตาของโลกนั้นยังไม่ชัดเจนนัก เมื่อเป็นดาวยักษ์แดงแล้วดวงอาทิตย์จะสูญเสียมวลไปประมาณร้อยละ 30 ดังนั้นหากปราศจากผลจากฤทธิ์ไทด์ โลกจะเคลื่อนไปโคจรห่างจากดวงอาทิตย์ 1.7 หน่วยดาราศาสตร์ (250000000กิโลเมตร) เมื่อดาวมีรัศมีมากที่สุด สิ่งมีชีวิตที่ยังเหลืออยู่เกือบทั้งหมดหรือทั้งหมดก็จะถูกทำลายจากความสว่างที่เพิ่มขึ้นของดวงอาทิตย์ (เพิ่มขึ้นสูงสุดที่ประมาณ 5,000 เท่าจากระดับปัจจุบัน)[64] การจำลองในปี 2008 ชี้ว่า สุดท้ายวงโคจรของโลกจะเสื่อมสลายอันเนื่องมาจากผลจากแรงไทด์ และลากเอาโลกให้ตกเข้าสู่บรรยากาศของดวงอาทิตย์ที่เป็นยักษ์แดงนั้นแล้วก็ระเหยไปจนหมดสิ้น[70]
โลกมีรูปร่างประมาณทรงคล้ายทรงกลมแบนขั้ว โลกแบนลงบริเวณแกนทางภูมิศสตร์และโป่งบริเวณแถบศูนย์สูตร[72] การโป่งนี้เป็นผลมาจากการหมุนรอบตัวเองของโลก เส้นผ่านศูนย์กลางในแนวศูนย์สูตรยาวกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางในแนวขั้วเหนือ-ใต้ราว 43 กิโลเมตร[73] จุดบนพื้นผิวโลกที่ห่างจากจุดศูนย์กลางมวลของโลกมากที่สุดคือ ยอดภูเขาไฟชิมโบราโซแถบศูนย์สูตรในประเทศเอกวาดอร์[74] ภูมิประเทศในแต่ละท้องที่มีการเบี่ยงเบนไปจากทรงกลมอุดมคติ แต่เมื่อมองในระดับโลกทั้งใบการเบี่ยงเบนเหล่านี้ก็ถือว่าเล็กน้อย จุดที่ถือว่ามีความเบี่ยงเบนท้องถิ่นมากที่สุดบนพื้นผิวหินของโลกก็คือ ยอดเขาเอเวอร์เรสต์ด้วยระดับความสูง 8848เมตรจากระดับน้ำทะเลกลาง คิดเป็นค่าความเบี่ยงเบนร้อยละ 0.14 และร่องลึกก้นสมุทรมาเรียนาที่ระดับความลึก 10911เมตรจากระดับน้ำทะเลกลาง คิดเป็นค่าความเบี่ยงเบนร้อยละ 0.17[n 8]
ในวิชาภูมิมาตรศาสตร์ รูปทรงแท้จริงของมหาสมุทรโลกหากปราศจากแผ่นดินและอิทธิพลรบกวนอย่างกระแสน้ำและลม เรียก จีออยด์ กล่าวคือ จีออยด์เป็นผิวสมศักย์ความโน้มถ่วง (surface of gravitational equipotential) ที่ระดับทะเลปานกลาง
โลกมีมวลโดยประมาณ 5.97×1024[[กิโลกรัม]] ส่วนมากประกอบขึ้นจากเหล็ก (ร้อยละ 32.1) ออกซิเจน (ร้อยละ 30.1) ซิลิกอน (ร้อยละ 15.1) แมกนีเซียม (ร้อยละ 13.9) กำมะถัน (ร้อยละ 2.9) นิกเกิล (ร้อยละ 1.8) แคลเซียม (ร้อยละ 1.5) และอะลูมิเนียม (ร้อยละ 1.4) ส่วนที่เหลืออีกร้อยละ 1.2 ประกอบด้วยธาตุอื่น ๆ ในปริมาณเล็กน้อย จากกระบวนการการแยกลำดับชั้นโดยมวลทำให้เชื่อว่าบริเวณแกนโลกประกอบขึ้นในขั้นต้นด้วยเหล็กร้อยละ 88.8 มีนิกเกิลในปริมาณเล็กน้อยราวร้อยละ 5.8 กำมะถันร้อยละ 4.5 และน้อยกว่าร้อยละ 1 เป็นธาตุพบน้อยชนิดอื่น[77]
หินที่พบได้ทั่วไปที่เป็นส่วนประกอบของเปลือกโลกนั้นเป็นสารประกอบออกไซด์แทบทั้งหมด ส่วนคลอรีน กำมะถัน และฟลูออรีน ถือเป็นข้อยกเว้นสำคัญในบรรดาหินทั้งหลายซึ่งเมื่อรวมปริมาณทั้งหมดแล้วมักจะต่ำกว่าร้อยละ 1 หินออกไซด์หลักได้แก่ ซิลิกา อลูมินา ปูนขาว แมกนีเซีย ออกไซด์ของเหล็ก โพแทช และโซดา[78]
โครงสร้างภายในของโลกแบ่งออกได้เป็นชั้น ๆ ตามคุณสมบัติกายภาพ (วิทยากระแส) หรือเคมีเช่นเดียวกับดาวเคราะห์หินดวงอื่น ชั้นนอกของโลกเป็นเปลือกซิลิเกตแข็งซึ่งแยกออกชัดเจนด้วยคุณสมบัติทางเคมีโดยมีชั้นเนื้อโลก (mantle) แข็งความหนืดสูงอยู่เบื้องล่าง มีความไม่ต่อเนื่องของโมโฮโลวิคซิค (Mohorovičić discontinuity) คั่นระหว่างเปลือกโลกจากเนื้อโลก เปลือกโลกมีความหนาตั้งแต่ประมาณ 6 กิโลเมตรใต้มหาสมุทรไปจนถึง 30–50 กิโลเมตรใต้ทวีป เปลือกโลกและสภาพแข็งเย็นของยอดเนื้อโลกชั้นบนสุดรวมเรียกธรณีภาค (lithosphere) ซึ่งแผ่นธรณีภาคนั้นประกอบขึ้นจากธรณีภาคนี้เอง ใต้ธรณีภาคเป็นฐานธรณีภาค (asthenosphere) ซึ่งเป็นชั้นความหนืดค่อนข้างต่ำที่ธรณีภาคลอยอยู่ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกในเนื้อโลกเกิดที่ระดับความลึก 410 ถึง 660 กิโลเมตรใต้พื้นผิว เป็นเขตเปลี่ยนผ่านซึ่งแยกระหว่างเนื้อโลกชั้นบนและล่าง ใต้เนื้อโลกเป็นแก่นชั้นนอกที่เป็นของเหลวความหนืดต่ำมากเหนือแก่นชั้นในที่เป็นของแข็ง[79] แก่นชั้นในของโลกอาจหมุนด้วยอัตราเร็วเชิงมุมสูงกว่าส่วนอื่นของดาวเคราะห์เล็กน้อย โดยหมุน 0.1–0.5° ต่อปี[80] รัศมีของแก่นชั้นในคิดเป็นประมาณหนึ่งในห้าของรัศมีโลก
ความร้อนภายในโลกเป็นผลรวมของความร้อนที่ยังหลงเหลืออยู่จากการงอกพอกพูนของดาวเคราะห์ราวร้อยละ 20 อีกร้อยละ 80 เป็นความร้อนที่ผลิตจากการสลายตัวกัมมันตรังสี[83] ไอโซโทปหลักที่สร้างความร้อนภายในโลกคิอ โพแทสเซียม-40 ยูเรเนียม-238 ยูเรเนียม-235 และทอเรียม-232[84] ที่ใจกลางโลกคาดว่าน่าจะมีอุณหภูมิสูงถึง 6,000 องศาเซลเซียส[85] และมีความดันสูงถึง 360 จิกะปาสกาล[86] ด้วยการที่ความร้อนส่วนใหญ่มาจากการสลายตัวกัมมันตรังสี นักวิทยาศาสตร์จึงเชื่อว่าในช่วงต้นของประวัติศาสตร์โลกก่อนหน้าที่ไอโซปครึ่งชีวิตสั้นทั้งหลายจะหมดไป การสร้างความร้อนของโลกจะต้องสูงกว่าในปัจจุบันมาก คาดว่าประมาณ 3 พันล้านปีก่อน น่าจะมีการผลิตความร้อนมากกว่าปัจจุบันสองเท่า[83] ซึ่งมีผลเพิ่มการพาความร้อนของเนื้อโลกและการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาค และทำให้หินอัคนีบางประเภทอย่างเช่นโคมาไทต์เกิดขึ้นได้ในขณะที่แทบไม่มีเกิดขึ้นในปัจจุบัน[87]
ค่าเฉลี่ยของการสูญเสียความร้อนจากโลกอยู่ที่ 87 มิลลิวัตต์ต่อตารางเมตร คิดรวมทั้งโลกจะสูญเสียความร้อนที่ 4.42 × 1013 วัตต์[89] พลังงานความร้อนบางส่วนจากแก่นถูกแมนเทิลพลูมส่งผ่านขึ้นมายังเปลือกโลก ซึ่งเป็นการพาความร้อนแบบหนึ่งที่เกิดจากการไหลขึ้นของหินอุณหภูมิสูง พลูมนี้สามารถทำให้เกิดจุดร้อนและทุ่งบะซอลท์[90] ความร้อนจากภายในโลกส่วนใหญ่สูญเสียไปกับการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาค โดยการไหลขึ้นของเนื้อโลกที่สัมพันธ์กับสันกลางมหาสมุทร หนทางการสูญเสียความร้อนสำคัญสุดท้ายคือการนำความร้อนผ่านธรณีภาคซึ่งปรากฏใต้มหาสมุทรเป็นส่วนใหญ่เพราะเปลือกโลกบริเวณนั้นบางมากกว่าแผ่นเปลือกทวีปมาก[91]
ธรณีภาคอันเป็นชั้นนอกแข็งทื่อเชิงกลของโลกนั้นแบ่งออกได้หลายชิ้น เรียกว่า แผ่นธรณีภาค แผ่นเหล่านี้เป็นส่วนแข็งที่เคลื่อนที่ไปโดยสัมพันธ์กับแผ่นใกล้เคียงอื่นโดยมีขอบเขตระหว่างกันอย่างใดอย่างหนึ่งในสามแบบนี้ได้แก่ ขอบเขตแบบเข้าหากัน ซึ่งแผ่นทั้งสองเลื่อนมาชนกัน ขอบเขตแบบแยกจากกัน ซึ่งแผ่นทั้งสองเลื่อนออกห่างกันไป และขอบเขตแปลง (รอยเลื่อนแปรสภาพ) ซึ่งแผ่นทั้งสองไถลผ่านกันทางด้านข้าง การเกิดแผ่นดินไหว กัมมันตภาพภูเขาไฟ การก่อเทือกเขา และการเกิดร่องลึกก้นสมุทร สามารถเกิดได้ตลอดแนวขอบเขตของแผ่นเหล่านี้[93] แผ่นธรณีภาคลอยอยู่บนฐานธรณีภาค ซึ่งเป็นเนื้อโลกชั้นบนส่วนที่มีความแข็งแต่หนืดน้อยกว่า สามารถไหลและเคลื่อนที่ไปพร้อมกับแผ่นธรณีภาคได้[94]
เมื่อแผ่นธรณีภาคมีการเคลื่อนตัว เปลือกโลกส่วนมหาสมุทรจะมุดตัวลงใต้ขอบปะทะของแผ่นเปลือกตามแนวขอบเขตแบบเข้าหากัน ในเวลาเดียวกัน การไหลเลื่อนขึ้นของเนื้อชั้นเนื้อโลกที่ขอบเขตแบบแยกจากกันจะก่อให้เกิดสันกลางมหาสมุทร กระบวนการต่าง ๆ เหล่านี้รวมกันทำให้เกิดการรีไซเคิลแผ่นเปลือกมหาสมุทรกลับสู่เนื้อโลก ด้วยการรีไซเคิลนี้เองพื้นมหาสมุทรส่วนใหญ่จึงมีอายุไม่เกิน 100 ล้านปี เปลือกโลกส่วนมหาสมุทรที่เก่าแก่ที่สุดอยู่ในบริเวณแปซิฟิกตะวันตกโดยมีอายุประมาณกว่า 200ล้านปี[95][96] เมื่อเทียบกันแล้ว เปลือกโลกส่วนทวีปที่เก่าแก่ที่สุดมีอายุถึง 4030ล้านปี[97]
แผ่นธรณีภาคขนาดใหญ่เจ็ดแผ่น ได้แก่ แผ่นแปซิฟิก อเมริกาเหนือ ยูเรเชีย แอฟริกา แอนตาร์กติก อินโด-ออสเตรเลีย และอเมริกาใต้ ส่วนแผ่นที่สำคัญอื่น ประกอบด้วย แผ่นอาระเบีย แผ่นแคริบเบียน แผ่นนาซกานอกชายฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ และแผ่นสโกเทียในมหาสมุทรแอตแลนติกใต้ แผ่นออสเตรเลียรวมเข้ากับแผ่นอินเดียระหว่าง 50 ถึง 55 ล้านปีก่อน แผ่นเคลื่อนที่เร็วที่สุดคือแผ่นมหาสมุทร โดยแผ่นโคคอสเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 75 มิลลิเมตร/ปี[98] และแผ่นแปซิฟิกเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 52–69 มิลลิเมตร/ปี ในอีกทางหนึ่ง แผ่นเคลื่อนที่ช้าที่สุดคือแผ่นยูเรเชียซึ่งดำเนินไปด้วยอัตราเร็วปกติประมาณ 21 มิลลิเมตร/ปี[99]
พื้นที่ผิวทั้งหมดของโลกมีประมาณ 510 ล้านตารางกิโลเมตร พื้นที่กว่าร้อยละ 70.8[100] หรือ 361.13 ล้านตารางกิโลเมตร อยู่ใต้ระดับน้ำทะเลและปกคลุมด้วยน้ำมหาสมุทร[101] พื้นที่ใต้น้ำเหล่านี้มีทั้งที่เป็นไหล่ทวีป ภูเขา ภูเขาไฟ[73] ร่องลึกก้นสมุทร หุบเหวใต้ทะเล ที่ราบสูงพื้นสมุทร ที่ราบก้นสมุทร และระบบสันกลางมหาสมุทรที่ทอดตัวทั่วโลก พื้นที่ที่เหลืออีกราวร้อยละ 29.2 หรือ 148.94 ล้านตารางกิโลเมตร ไม่ถูกน้ำปกคลุม มีภูมิประกาศหลากหลายตามสถานที่ ได้แก่ ภูเขา พื้นที่แห้งแล ที่ราบ ที่ราบสูง และภูมิประเทศรูปแบบอื่น ธรณีแปรสัณฐานและการกร่อน การปะทุของภูเขาไฟ การเกิดอุทกภัย การผุพังอยู่กับที่ การเปลี่ยนสภาพโดยธารน้ำแข็ง การเติบโตของพืดหินปะการัง และการพุ่งชนของอุกกาบาตเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนโฉมผิวโลกอยู่เรื่อย ๆ ตามคาบเวลาทางธรณีวิทยา[102]
เปลือกโลกส่วนทวีปประกอบด้วยวัตถุความหนาแน่นต่ำอย่างเช่นหินอัคนีแกรนิตและแอนดีไซต์ ที่พบน้อยกว่าคือบะซอลต์ซึ่งเป็นหินภูเขาไฟความหนาแน่นสูงและเป็นองค์ประกอบหลักของพื้นมหาสมุทร[103] หินตะกอนซึ่งก่อตัวขึ้นจากการสะสมตัวของตะกอนที่ทับถมบีบอัดตัวเข้าด้วยกัน เกือบร้อยละ 75 ของพื้นผิวทวีปถูกปกคลุมด้วยหินตะกอนโดยคิดเป็นประมาณร้อยละ 5 ของเปลือกโลก[104] วัตถุหินที่พบบนโลกรูปแบบที่สามคือหินแปร ก่อกำเนิดโดยการแปรเปลี่ยนมาจากหินดั้งเดิมที่มีอยู่ก่อนผ่านความดันสูง หรืออุณหภูมิสูง หรือทั้งสองอย่าง แร่ซิลิเกตที่พบมากที่สุดบนผิวโลกประกอบด้วย ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ แอมฟิโบล ไมกา ไพรอกซีน และโอลิวีน[105] แร่คาร์บอเนตที่พบทั่วไปประกอบด้วย แคลไซต์ (พบในหินปูน) และโดโลไมต์[106]
ระดับความสูงของพื้นผิวดินแตกต่างกันตั้งแต่จุดต่ำสุดที่ −418 เมตร ณ ทะเลเดดซี ไปจนถึงจุดสูงสุดที่ 8,848 เมตร ณ ยอดเขาเอเวอเรสต์ ค่าเฉลี่ยความสูงของพื้นดินเหนือระดับน้ำทะเลอยู่ที่ 797 เมตร[107]
เพโดสเฟียร์ (pedosphere) เป็นชั้นนอกสุดของพื้นผิวทวีปของโลก ประกอบด้วยดินและผ่านกระบวนการกำเนิดดิน ดินเพาะปลูกได้ทั้งหมดคิดเป็นร้อยละ 10.9 ของผิวดิน โดยร้อยละ 1.3 เป็นที่เพาะปลูกพืชผลถาวร[108][109] ผิวดินของโลกเกือบร้อยละ 40 ใช้เพื่อเกษตรกรรม หรือคิดเป็นประมาณ 16.7 ล้านตารางกิโลเมตรสำหรับการเพาะปลูก และประมาณ 33.5 ล้านตารางกิโลเมตรสำหรับทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์[110]
ความอุดมของน้ำบนผิวโลกเป็นลักษณะเอกลักษณ์ซึ่งแยก "ดาวเคราะห์สีน้ำเงิน" ออกจากดาวเคราะห์อื่น ๆ ในระบบสุริยะ อุทกภาคของโลกประกอบด้วยมหาสมุทรเป็นส่วนใหญ่ ที่เหลือประกอบด้วยผิวน้ำทั้งหมดในโลกได้แก่ ทะเลในแผ่นดิน ทะเลสาบ แม่น้ำ น้ำใต้ดินลึกลงไป 2,000 เมตร ตำแหน่งใต้น้ำที่ลึกที่สุดคือ แชลเลนเจอร์ดีปบริเวณร่องลึกก้นสมุทรมาเรียนาในมหาสมุทรแปซิฟิก โดยมีความลึกที่ 10,911.4 เมตร[n 12][111]
มหาสมุทรรวมมีมวลคิดเป็นประมาณ 1.35×1018เมตริกตัน หรือราว 1 ใน 4,400 ของมวลทั้งหมดของโลก มหาสมุทรปกคลุมเป็นพื้นที่ 3.618×108ตารางกิโลเมตร โดยมีความลึกเฉลี่ย 3682[[เมตร]] เป็นผลให้มีปริมาตรโดยประมาณเท่ากับ 1.332×109ลูกบาศก์กิโลเมตร[112] หากพื้นผิวเปลือกโลกทั้งหมดมีความสูงเท่ากันคือกลมเสมอกันทั้งใบ โลกก็จะกลายเป็นมหาสมุทรทั้งหมดด้วยความลึกราว 2.7 ถึง 2.8 กิโลเมตร[113][114]
น้ำประมาณร้อยละ 97.5 เป็นน้ำเค็ม อีกร้อยละ 2.5 ที่เหลือเป็นน้ำจืด ส่วนใหญ่ของน้ำจืดหรือราวร้อยละ 68.7 อยู่ในรูปของน้ำแข็งในน้ำแข็งขั้วโลกและธารน้ำแข็งต่าง ๆ[115]
ค่าเฉลี่ยความเค็มของมหาสมุทรโลกอยู่ที่ประมาณ 35 กรัมเกลือต่อกิโลกรัมน้ำทะเล (มีเกลือร้อยละ 3.5)[116] เกลือส่วนมากถูกขับออกจากกัมมันตภาพภูเขาไฟหรือชะออกมาจากหินอัคนีเย็น[117] มหาสมุทรยังเป็นแหล่งสะสมของก๊าซในบรรยากาศที่ละลายได้ซึ่งมีความจำเป็นต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยในน้ำจำนวนมาก[118] น้ำทะเลถือว่ามีอิทธิพลสำคัญต่อภูมิอากาศโลกโดยมหาสมุทรเป็นแหล่งสะสมความร้อนขนาดใหญ่[119] การเปลี่ยนแปลงการกระจายของอุณหภูมิมหาสมุทรสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของลมฟ้าอากาศอย่างสำคัญได้ เช่น เอลนีโญ–ความผันแปรของระบบอากาศในซีกโลกใต้[120]
ความกดอากาศบนพื้นผิวโลกมีค่าเฉลี่ยที่ 101.325 กิโลปาสกาล คิดเป็นอัตราความสูงประมาณ 8.5 กิโลเมตร[121] มีองค์ประกอบเป็นธาตุไนโตรเจนร้อยละ 78 ธาตุออกซิเจนร้อยละ 21 รวมถึงไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซในรูปโมเลกุลชนิดอื่นปริมาณเล็กน้อย ความสูงของชั้นโทรโพสเฟียร์ผันแปรตามละติจูด มีพิสัยตั้งแต่ 8 กิโลเมตรที่บริเวณขั้วโลกไปจนถึง 17 กิโลเมตรที่เส้นศูนย์สูตร โดยมีความเบี่ยนเบนเล็กน้อยจากผลของสภาพอากาศและปัจจัยหลายประการตามฤดูกาล[122]
ชีวมณฑลของโลกส่งผลเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญต่อบรรยากาศ การสังเคราะห์ด้วยแสงแบบสร้างออกซิเจนวิวัฒน์ขึ้นเมื่อราว 2.7 พันล้านปีก่อน ได้สร้างบรรยากาศที่มีไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นหลักดังเช่นในปัจจุบัน[52] การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้สิ่งมีชีวิตที่ใช้ออกซิเจนสามารถแพร่กระจายได้ และมีผลโดยอ้อมเกิดการก่อรูปของชั้นโอโซนเนื่องากการเปลี่ยน O2 ในบรรยากาศเป็น O3 ชั้นโอโซนกั้นการแผ่รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถเกิดขึ้นบนโลกได้ บรรยากาศยังทำหน้าที่อื่นที่สำคัญต่อสิ่งมีชีวิตได้แก่ การเคลื่อนย้ายไอน้ำ อำนวยก๊าซที่เป็นประโยชน์ ทำให้สะเก็ดดาวขนาดเล็กเผาไหม้ไปหมดก่อนที่จะกระทบพื้น และการปรับอุณหภูมิไม่ให้ร้อนหรือเย็นเกิน[123] ปรากฏการณ์สุดท้ายนี้เรียก ปรากฏการณ์เรือนกระจก โมเลกุลของก๊าซสัดส่วนเล็กน้อยภายในบรรยากาศทำหน้าที่กักเก็บพลังงานความร้อนที่แผ่ออกจากพื้นดินเป็นผลให้อุณหภูมิเฉลี่ยเพิ่มสูงขึ้น ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และโอโซน เป็นก๊าซเรือนกระจกหลักในบรรยากาศ หากปราศจากปรากฏการณ์กักเก็บความร้อนนี้ อุณหภูมิเฉลี่ยที่พื้นผิวจะเป็น −18 องศาเซลเซียส เมื่อเทียบกับอุณหภูมิปัจจุบันที่ +15 องศาเซลเซียส[124] และอาจไม่มีสิ่งมีชีวิตบนโลกในรูปลักษณ์ปัจจุบัน[125]
บรรยากาศของโลกไม่มีขอบเขตชัดเจนโดยจะค่อย ๆ บางลงและเลือนหายไปสู่อวกาศ สามในสี่ของมวลบรรยากาศอยู่ในระยะ 11 กิโลเมตรแรกเหนือพื้นผิว มีชั้นล่างสุดเรียกโทรโพสเฟียร์ พลังงานจากดวงอาทิตย์จะทำให้ชั้นนี้รวมถึงพื้นผิวเบื้องล่างร้อนขึ้น ส่งผลให้อากาศเกิดการขยายตัว อากาศความหนาแน่นต่ำจะลอยขึ้น อากาศความหนาแน่นสูงกว่าและเย็นกว่าจะเข้ามาแทนที่ เกิดเป็นการหมุนเวียนของบรรยากาศซึ่งขับเคลื่อนสภาพอากาศและภูมิอากาศผ่านการกระจายพลังงานความร้อน[126]
แถบการหมุนเวียนของบรรยากาศหลักประกอบด้วยลมค้าในบริเวณศูนย์สูตรที่ละติจูดต่ำกว่า 30° และลมตะวันตก (westerlie) ในแถบละติจูดกลางระหว่าง 30° และ 60°[127] กระแสน้ำมหาสมุทรก็เป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดภูมิอากาศ โดยเฉพาะการหมุนเวียนเทอร์โมเฮไลน์ (thermohaline) ซึ่งกระจายพลังงานความร้อนจากมหาสมุทรแถบศูนย์สูตรไปยังบริเวณขั้วโลก[128]
ไอน้ำที่ระเหยจากพื้นผิวถูกรูปแบบไหลเวียนในบรรยากาศเคลื่อนย้ายไป เมื่อภาวะของบรรยากาศทำให้อากาศร้อนชื้นยกตัวสูงขึ้น น้ำนี้จะควบแน่นและตกลงสู่พื้นผิวในรูปหยาดน้ำฟ้า[126] น้ำส่วนใหญ่จะเคลื่อนย้ายไปยังที่ที่ต่ำกว่าผ่านระบบแม่น้ำและปกติกลับคืนสู่มหาสมุทรหรือไม่ก็สะสมอยู่ในทะเลสาบ วัฏจักรของน้ำนี้เป็นกลไกสำคัญที่ค้ำจุนสรรพชีวิตบนผืนแผ่นดิน และเป็นปัจจัยหลักในการกัดเซาะโครงสร้างภูมิประเทศตามสสมัยธรณีวิทยา รูปแบบของหยาดน้ำฟ้ามีความหลากหลายตั้งแต่ปริมาณน้ำหลายเมตรไปจนถึงเพียงไม่กี่มิลลิเมตรต่อปี ทั้งการหมุนเวียนของบรรยากาศ ภูมิลักษณ์ และความแตกต่างของอุณหภูมิล้วนกำหนดหยาดน้ำฟ้าเฉลี่ยที่ตกในแต่ละบริเวณ[129]
ปริมาณพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นผิวโลกลดลงตามละติจูดที่สูงขึ้น ที่ละติจูดสูง ๆ แสงจากดวงอาทิตย์มาถึงพื้นผิวด้วยมุมที่ต่ำลง และต้องส่องผ่านแนวหนาแน่นของบรรยากาศ เป็นผลให้อุณหภูมิของอากาศเฉลี่ยตลอดทั้งปีที่ระดับน้ำทะเลลดลงราว 0.4 องศาเซลเซียสทุก ๆ หนึ่งองศาของละติจูดที่ออกห่างจากเส้นศูนย์สูตร[130] พื้นผิวโลกสามารถแบ่งย่อยได้เป็นแถบละติจูดจำเพาะที่มีภูมิอากาศเช่นเดียวกันโดยประมาณ อาณาเขตตั้งแต่เส้นศูนย์สูตรไปจนถึงบริเวณขั้วโลกจำแนกออกเป็นภูมิอากาศเขตร้อนหรือเขตศูนย์สูตร เขตใกล้เขตร้อน เขตอบอุ่น และเขตขั้วโลก[131]
กฎละติจูดนี้มีความผิดปกติหลายอย่าง
การอยู่ใกล้มหาสมุทรจะทำให้ภูมิอากาศไม่รุนแรง ตัวอย่างเช่น คาบสมุทรสแกนดิเนเวียมีภูมิอากาศไม่รุนแรงเมื่อเทียบกับทางเหนือของประเทศแคนาดาที่ละติจูดเหนือคล้ายกัน ลมยังช่วยบรรเทาผลนี้ แผ่นดินฝั่งปะทะลมมีภูมิอากาศไม่รุนแรงเมื่อเทียบกับฝั่งอับลม ในซีกโลกเหนือ ลมแน่ทิศมีทิศทางตะวันตกไปตะวันออก และชายฝั่งตะวันตกมักมีภูมิอากาศไม่รุนแรงเมื่อเทียบกับชายฝั่งตะวันออก ซึ่งสังเกตได้ในทวีปอเมริกาเหนือฝั่งตะวันออกและยุโรปตะวันตก ซึ่งภูมิอากาศแบบทวีปที่รุนแรงปรากฏในชายฝั่งตะวันออกเทียบกับภูมิอากาศไม่รุนแรงที่อีกฟากหนึ่งของมหาสมุทร[132] ในซีกโลกใต้ ลมแน่ทิศพัดจากทิศตะวันออกไปตะวันตก และชายฝั่งตะวันออกมีภูมิอากาศไม่รุนแรง ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์มีความแปรผัน โลกอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในเดือนมกราคมซึ่งตรงกับฤดูร้อนในซีกโลกใต้ อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุดในเดือนกรกฎาคมซึ่งตรงกับฤดูร้อนในซีกโลกเหนือ และรังสีจากดวงอาทิตย์ตกสู่พื้นที่หนึ่ง ๆ ประมาณร้อยละ 93.55 เมื่อเทียบกับจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด แต่ซีกโลกเหนือมีแผ่นดินมากกว่าจึงได้รับความร้อนง่ายกว่าทะเล ผลทำให้ฤดูร้อนในซีกโลกเหนือมีอุณหภูมิสูงกว่าซีกโลกใต้ในภาวะคล้ายกัน 2.3 องศาเซลเซียส[133] ภูมิอากาศในที่สูงเย็นกว่าระดับน้ำทะเลเนื่องจากความหนาแน่นของอากาศเบาบางกว่า
ระบบการแบ่งเขตภูมิอากาศแบบเคิปเปนที่ใช้บ่อยมีห้ากลุ่มใหญ่ (ร้อยชื้น แห้งแล้ง ชื้นละติจูดกลาง ทวีป และหนาวขั้วโลก) ซึ่งแบ่งเป็นภูมิอากาศย่อยที่จำเพาะมากขึ้นได้อีกหลายแบบ[127] ระบบเคิปเปนจัดภูมิอากาศเขตต่าง ๆ ตามอุณหภูมิและหยาดน้ำฟ้าที่สังเกต
เหนือชั้นโทรโพสเฟียร์ขึ้นไป บรรยากาศแบ่งโดยทั่วไปได้เป็นชั้นสตราโทสเฟียร์ มีโซสเฟียร์ และเทอร์โมสเฟียร์[123] แต่ละชั้นมีอัตราการเหลื่อมซ้อนไม่เท่ากันซึ่งกำหนดจากอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามระดับความสูง พ้นจากชั้นเหล่านี้ขึ้นไปเรียกว่าเอกโซสเฟียร์ ซึ่งบางลงเรื่อย ๆ ไปจนถึงแม็กนีโตสเฟียร์ซึ่งเป็นบริเวณที่สนามธรณีแม่เหล็กกระทบกันกับลมสุริยะ[134] ภายในชั้นสตราโทสเฟียร์มีชั้นโอโซนซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีส่วนช่วยป้องกันพื้นผิวโลกจากรังสีอัลตราไวโอเล็ตอันมีความสำคัญยิ่งต่อสรรพชีวิตบนโลก มีการกำหนดเส้นคาร์มานที่ระดับ 100 กิโลเมตรเหนือผิวโลกเป็นบทนิยามในทางปฏิบัติที่แบ่งขอบเขตระหว่างบรรยากาศและอวกาศ[135]
พลังงานความร้อนทำให้โมเลกุลบางส่วนที่ขอบนอกของบรรยากาศมีความเร็วเพิ่มสูงขึ้นจนถึงจุดหนึ่งที่สามารถหลุดพ้นออกจากแรงโน้มถ่วงของโลกได้ ด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดการเสียบรรยากาศออกสู่อวกาศอย่างช้า ๆ แต่สม่ำเสมอ เพราะไฮโดรเจนที่ไม่ได้ถูกยึดเหนี่ยวมีมวลโมเลกุลต่ำจึงสามารถขึ้นถึงความเร็วหลุดพ้นได้ง่ายกว่าและรั่วไหลออกสู่อวกาศภายนอกในอัตราที่สูงกว่าก๊าซอื่น[136] การรั่วของไฮโดรเจนสู่อวกาศได้ช่วยสนับสนุนให้บรรยากาศโลกตลอดจนพื้นผิวเกิดการเปลี่ยนผันจากภาวะรีดิวซ์ในช่วงต้นมาเป็นภาวะออกซิไดซ์อย่างเช่นในปัจจุบัน การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นแหล่งช่วยป้อนออกซิเจนอิสระ แต่ด้วยการเสียไปซึ่งสารรีดิวซ์ดังเช่นไฮโดรเจนนี้เองจึงเชื่อกันว่าเป็นภาวะเริ่มต้นที่จำเป็นต่อการเพิ่มพูนขึ้นของออกซิเจนอย่างกว้างขวางในบรรยากาศ[137] การที่ไฮโดรเจนสามารถหนีออกไปจากบรรยากาศได้จึงอาจส่งอิทธิพลต่อธรรมชาติของชึวิตที่พัฒนาขึ้นบนโลก[138] ในบรรยากาศที่มีออกซิเจนเป็นจำนวนมากในปัจจุบันนั้น ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ถูกเปลี่ยนเป็นน้ำก่อนมีโอกาสหนีออกไป แต่การเสียไฮโดรเจนส่วนใหญ่นั้นมาจากการสลายของมีเทนในบรรยากาศชั้นบน[139]
ความโน้มถ่วงของโลกเป็นความเร่งที่ถ่ายทอดแก่วัตถุเนื่องจากการกระจายของมวลในโลก ความเร่งความโน้มถ่วงใกล้ผิวโลกมีค่าประมาณ 9.8 เมตรต่อวินาที2 ความแตกต่างท้องถิ่นของภูมิลักษณ์ ธรณีวิทยาและโครงสร้างแปรสัณฐานที่อยู่ลึกลงไปทำให้เกิดความแตกต่างท้องถิ่นและภูมิภาคเป็นวงกว้างในสนามความโน้มถ่วงของโลก เรียก ค่าผิดปกติของความโน้มถ่วง[140]
ส่วนหลักของสนามแม่เหล็กโลกสร้างขึ้นในแก่น ซึ่งเป็นที่ตั้งของกระบวนการไดนาโมอันเปลี่ยนพลังจลน์ของการเคลื่อนพาของไหลไปเป็นพลังงานไฟฟ้าและพลังงานสนามแม่เหล็ก ตัวสนามแผ่ออกจากบริเวณแก่นผ่านชั้นเนื้อโลกและขึ้นสู่ผิวโลกอันเป็นตำแหน่งที่ประมาณได้อย่างหยาบ ๆ เป็นแม่เหล็กขั้วคู่ ขั้วของแม่เหล็กขั้วคู่มีตำแหน่งใกล้เคียงกับขั้วโลกภูมิศาสตร์ ที่เส้นศูนย์สูตรของสนามแม่เหล็กมีความเข้มสนามแม่เหล็กที่พื้นผิวเท่ากับ 3.05 × 10−5 เทสลา และมีโมเมนต์ขั้วคู่แม่เหล็กโลกที่ 7.91 × 1015 เทสลา.เมตร3[141] การเคลื่อนที่พาในแก่นนั้นมีความยุ่งเหยิงทำให้ขั้วแม่เหล็กมีการเขยื้อนและเปลี่ยนแปลงแนวการวางตัวเป็นระยะ ๆ เป็นสาเหตุของการกลับขั้วสนามแม่เหล็กตามช่วงเวลาอย่างไม่สม่ำเสมอเฉลี่ยไม่กี่ครั้งในทุก ๆ ล้านปี โดยการกลับขั้วครั้งล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อราว 700,000 ปีก่อน[142][143]
ขอบเขตของสนามแม่เหล็กโลกในอวกาศกำหนดขอบเขตของแม็กนีโตสเฟียร์ (magnetosphere) ไอออนและอิเล็กตรอนจากลมสุริยะถูกแม็กนีโตสเฟียร์เบี่ยงเบน ความดันจากลมสุริยะบีบฝั่งกลางวันของแม็กนีโตสเฟียร์ไปประมาณ 10 รัศมีโลก และทำให้ด้านกลางคืนของแม็กนีโตสเฟียร์ยืดขยายออกเป็นหางยาว[144] ด้วยเหตุที่ความเร็วของลมสุริยะสูงกว่าความเร็วของคลื่นที่แผ่ออกจากลมสุริยะมาก จึงเกิดโบว์ช็อค (bowshock) เหนือเสียงในส่วนหน้าด้านกลางวันของแม็กนีโตสเฟียร์ภายในลมสุริยะ[145] อนุภาคมีประจุถูกกักเก็บอยู่ในแม็กนีโตสเฟียร์ พลาสมาสเฟียร์ (plasmasphere) กำหนดเป็นอนุภาคหลังงานต่ำที่ตามเส้นสนามแม่เหล็กเมื่อโลกหมุน[146][147] กระแสวง (ring current) กำหนดโดยอนุภาคพลังงานปานกลางซึ่งเคลื่อนไปสัมพัทธ์กับสนามธรณีแม่เหล็กแต่ยังมีเส้นทางที่ยังอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กเป็นหลัก[148] และแถบเข็มขัดรังสีแวนอัลเลนซึ่งเกิดจากอนุภาคพลังงานสูงที่เคลื่อนที่อย่างสุ่มเสียมากแต่ยังอยู่ภายในแม็กนีโตสเฟียร์[144][149]
ระหว่างการเกิดพายุแม่เหล็ก อนุภาคมีประจุสามารถเบี่ยงทิศทางจากแม็กนีโตสเฟียร์ส่วนนอกเข้ามาในชั้นไอโอโนสเฟียร์ของโลกได้โดยตรงตามแนวเส้นสนาม ซึ่งในบริเวณนี้อะตอมที่อยู่ในบรรยากาศสามารถถูกกระตุ้นและกลายเป็นประจุอันเป็นสาเหตุของการเกิดออโรรา[150]
คาบการหมุนรอบตัวเองของโลกสัมพัทธ์กับดวงอาทิตย์หรือวันสุริยะนั้นเท่ากับ 86400วินาทีของเวลาสุริยะกลาง (86400.0025วินาทีเอสไอ)[151] เพราะวันสุริยะของโลกในปัจจุบันยาวกว่าวันในช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 19 เล็กน้อยอันเนื่องมาจากผลการเร่งจากแรงไทด์ ในแต่ะละวันจึงยาวขึ้นผันแปรไประหว่าง 0 ถึง 2 มิลลิวินาที เอสไอ[152][153]
คาบการหมุนรอบตัวเองของโลกสัมพัทธ์กับดาวฤกษ์ไม่เคลื่อนที่เรียกว่า<i data-parsoid='{"dsr":[67037,67051,2,2]}'>วันดาราคติ โดยหน่วยงานการหมุนของโลกและระบบอ้างอิงสากล (IERS: International Earth Rotation and Reference Systems Service) คือ 86164.098903691วินาที จากเวลาสุริยะกลาง (ยูที (เวลาสากล) 1) หรือ 23ช 56น 4.098903691ว[154][n 13] คาบการหมุนรอบตัวเองของโลกสัมพัทธ์กับการหมุนควงหรือการเคลื่อนที่เฉลี่ยของวสันตวิษุวัตมักเรียกว่า<i data-parsoid='{"dsr":[67476,67490,2,2]}'>วันดาวฤกษ์ คือ 86,164.09053083288 วินาที จากเวลาสุริยะกลาง (ยูที1) หรือ (23ช 56น 4.09053083288ว) ณ ปี 1982[154] ดังนั้นเองวันดาวฤกษ์จึงสั้นกว่าวันดาราคติประมาณ 8.4 มิลลิวินาที[155] ความยาวของเวลาสุริยะกลางในหน่วยวินาทีเอสไอสามารถนำมาใช้อ้างอิงได้จากหน่วยงานไออีอาร์เอสสำหรับช่วงเวลาจากปี 1623–2005[156] และปี 1962–2005[157]
ต่างจากดาวตกในบรรยากาศและดาวเทียมวงโคจรต่ำต่าง ๆ เทหฟ้าโดยมากมีการเคลื่อนที่ปรากฏไปทางด้านตะวันตกของท้องฟ้าของโลกในอัตรา 15 องศาต่อชั่วโมง หรือ 15 ลิปดาต่อนาที สำหรับวัตถุที่อยู่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตรฟ้าจะเคลื่อนไปเทียบเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางปรากฏของดวงอาทิตย์หรือดวงจันทร์ในทุก ๆ สองนาที เมื่อมองจากพื้นโลกขนาดปรากฏโดยประมาณของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์นั้นถือว่าเท่ากัน[158][159]
โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยระยะห่างเฉลี่ยประมาณ 150 ล้านกิโลเมตรในทุก ๆ 365.2564 วันสุริยะกลาง หรือหนึ่งปีดาวฤกษ์ ส่งผลให้การเคลื่อนที่ปรากฏของดวงอาทิตย์คล้อยไปทางตะวันออกเทียบกับดาวฤกษ์ฉากหลังในอัตราราวหนึ่งองศาต่อวัน หรือเทียบเท่าขนาดปรากฏของดวงอาทิตย์หรือดวงจันทร์ในทุก ๆ 12 ชั่วโมง การเคลื่อนไปเช่นนี้ใช้เวลาเฉลี่ยราว 24 ชั่วโมงหรือหนึ่งวันสุริยะสำหรับการหมุนรอบตัวเองตามแกนครบหนึ่งรอบของโลกซึ่งดวงอาทิตย์กลับสู่เมอริเดียนอีกครั้ง ความเร็วของโลกในวงโคจรโดยเฉลี่ยประมาณ 29.8 กิโลเมตรต่อวินาที (107,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ซึ่งเร็วมากพอที่จะเคลื่อนผ่านระยะทางเท่ากันกับเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกที่ประมาณ 12,742 กิโลเมตรในเจ็ดนาที และผ่านระยะทางถึงดวงจันทร์ที่ประมาณ 384,000 กิโลเมตร ในเวลาราว 3.5 ชั่วโมง[121]
โลกและดวงจันทร์โคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วมในทุก ๆ 27.32 วัน สัมพัทธ์กับดาวฤกษ์พื้นหลัง เมื่อประกอบกันเข้ากับวงโคจรร่วมโลก–ดวงจันทร์รอบดวงอาทิตย์แล้ว เกิดเป็นคาบของเดือนจันทรคตินับจากอมาวสีหนึ่งไปอีกอมาวสีหนึ่งราว 29.53 วัน เมื่อมองจากขั้วฟ้าเหนือ การเคลื่อนที่ของโลก ดวงจันทร์ และการหมุนรอบแกนดาวของทั้งคู่ล้วนเป็นไปในทิศทวนเข็มนาฬิกา เมื่อมองจากจุดสูงเหนือขั้วเหนือของทั้งดวงอาทิตย์และโลก วงโคจรของโลกจะมีทิศทางทวนเข็มนาฬิการอบดวงอาทิตย์ วงโคจรและระนาบแกนไม่ได้วางตัวอยู่ในแนวเดียวกันโดยแกนหมุนของโลกมีการเอียงประมาณ 23.4 องศาจากแนวตั้งฉากกับระนาบโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ (หรือสุริยวิถี) และระนาบโคจรของดวงจันทร์รอบโลกเอียง ±5.1 องศาเทียบกับระนาบโลก–ดวงอาทิตย์ หากปราศจากการเอียงเช่นนี้ จะเกิดอุปราคาทุกสองสัปดาห์สลับกันระหว่างจันทรุปราคาและสุริยุปราคา[121][160]
ทรงกลมฮิลล์หรือทรงกลมอิทธิพลโน้มถ่วงของโลกมีรัศมีประมาณ 1.5×106 กิโลเมตร[161][n 14] เป็นระยะทางสูงสุดที่แรงโน้มถ่วงของโลกมีอิทธิพลเหนือกว่าดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์อื่นที่อยู่ห่างออกไป วัตถุใด ๆ ในรัศมีนี้จะโคจรรอบโลก หรือไม่ก็หลุดลอยออกไปโดยการรบกวนเชิงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์
โลกรวมทั้งระบบสุริยะทั้งหมดนั้นตั้งอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือก และโคจรด้วยระยะห่างประมาณ 28,000 ปีแสงจากศูนย์กลางดาราจักร อยู่ในแขนเกลียวนายพรานเหนือกว่าระนาบดาราจักรประมาณ 20 ปีแสง[162]
แกนโลกเอียงประมาณ 23.439281° เทียบกับแกนของระนาบโคจร[154] โดยจะชี้ไปขั้วฟ้าเสมอ เนื่องจากความเอียงของแกนโลก ปริมาณแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบจุดใด ๆ บนพื้นผิวจึงผันแปรไปตามแต่ละช่วงของปี ก่อให้เกิดการเปลี่ยนฤดูกาลในแต่ละภูมิอากาศโดยฤดูร้อนในซีกโลกเหนือจะเกิดขึ้นเมื่อทรอปิกออฟแคนเซอร์หันเข้าหาดวงอาทิตย์ ส่วนฤดูหนาวเกิดเมื่อทรอปิกออฟแคปริคอนในซีกโลกใต้หันเข้าหาดวงอาทิตย์ ในระหว่างฤดูร้อน กลางวันจะยาวกว่าและดวงอาทิตย์จะมีตำแหน่งสูงขึ้นบนท้องฟ้า ส่วนในฤดูหนาว ภูมิอากาศจะเย็นลงและกลางวันจะสั้นลง ในละติจูดเขตอบอุ่นทางเหนือดวงอาทิตย์จะขึ้นเหนือกว่าทิศตะวันออกจริงระหว่างครีษมายันและลับฟ้าเหนือกว่าทิศตะวันตกจริง (กลับกันในฤดูหนาว) ในช่วงฤดูร้อนของเขตอบอุ่นในซีกโลกใต้ดวงอาทิตย์จะขึ้นใต้กว่าทิศตะวันออกจริงและลับฟ้าไปใต้กว่าทิศตะวันตกจริง
เหนืออาร์กติกเซอร์เคิลขึ้นไปจะมีกรณีสุดขั้วหนึ่งโดยที่ตลอดช่วงหนึ่งของปีจะไม่มีแสงอาทิตย์ส่องถึงเลย ซึ่งนานสุดหกเดือนเต็ม ณ ขั้วโลกเหนือพอดี เรียกว่ากลางคืนขั้วโลก ส่วนในซีกโลกใต้สถานการณ์จะกลับตรงกันข้ามโดยการที่ขั้วโลกใต้วางตัวในแนวตรงข้ามกับขั้วโลกเหนือ อีกหกเดือนให้หลัง ขั้วโลกเหนือจะเกิดอาทิตย์เที่ยงคืน คือเป็นกลางวันตลอด 24 ชั่วโมง กลับกับขั้วโลกใต้
โดยข้อตกลงทางดาราศาสตร์ ฤดูกาลทั้งสี่นั้นกำหนดโดยอายันซึ่งเป็นจุดในวงโคจรที่แกนโลกเอียงเข้าหาหรือออกจากดวงอาทิตย์มากที่สุด และวิษุวัตซึ่งเป็นจุดที่ทิศทางการเอียงของแกนกับทิศทางสู่ดวงอาทิตย์ตั้งฉากกัน สำหรับซีกโลกเหนือเหมายันจะเกิดขึ้นประมาณวันที่ 21 ธันวาคม ครีษมายันเกิดขึ้นใกล้กับวันที่ 21 มิถุนายน วสันตวิษุวัตเกิดขึ้นราววันที่ 20 มีนาคม และศารทวิษุวัตจะประมาณวันที่ 23 กันยายน สำหรับซีกโลกใต้สถานการณ์จะกลับกันโดยวันที่เกิดครีษมายันกับเหมายันและวสันตวิษุวัตกับศารทวิษุวัตจะสลับกัน[163]
มุมการเอียงของแกนโลกถือว่าค่อนข้างเสถียรมาช้านาน ความเอียงของแกนยังมีการส่ายซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ขึ้นลงเล็กน้อยอย่างไม่สม่ำเสมอโดยมีคาบหลักราว 18.6 ปี[164] ทิศทางการวางตัวของแกนโลก (นอกเหนือจากมุมเอียงแล้ว) ยังมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในลักษณะการหมุนควงโดยครบรอบวัฏจักรในทุก ๆ เวลาประมาณ 25800ปี ลักษณะการหมุนควงนี้เป็นสาเหตุที่ทำให้ปีดาวฤกษ์กับปีฤดูกาลแตกต่างกัน การเคลื่อนที่ทั้งสองรูปแบบดังกล่าวเกิดขึ้นโดยความดึงดูดที่ผันแปรไปของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ที่กระทำต่อส่วนโป่งบริเวณศูนย์สูตรของโลก ขั้วโลกทั้งคู่ยังมีการเคลื่อนตำแหน่งได้หลายเมตรไปมาตามพื้นผิวโลก การเคลื่อนของขั้วนี้ประกอบกันขึ้นจากวัฏจักรที่หลากหลายซึ่งเรียกรวม ๆ กันว่าการเคลื่อนกึ่งคาบ ตัวอย่างการเคลื่อนลักษณะนี้ซึ่งเกิดเป็นประจำด้วยวัฏจักรประมาณ 14 เดือนก็คือการส่ายแชนด์เลอร์ (Chandler wobble) อัตราเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลกยังผันแปรไปตามปรากฏการณ์ต่าง ๆ รู้จักกันในชื่อการผันแปรความยาวของวัน[165]
ในสมัยปัจจุบัน จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดของโลกเกิดขึ้นประมาณวันที่ 3 มกราคม และจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดเกิดขึ้นประมาณวันที่ 4 กรกฎาคม สองวันนี้เปลี่ยนแปลงตลอดอันเนื่องมาจากการหมุนควงและปัจจัยของวงโคจรอย่างอื่น ซึ่งเป็นไปตามแบบแผนเป็นรอบ ๆ เรียก วัฏจักรมิลานโควิตช์ การเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ทำให้พลังงานจากดวงอาทิตย์มาถึงโลกเพิ่มขึ้น ณ จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเทียบกับจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดประมาณร้อยละ 6.9[n 15] เพราะซีกโลกใต้มีการเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ในเวลาใกล้เคียงกันกับตำแหน่งที่โลกเดินทางเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ซีกโลกใต้จึงได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์มากกว่าที่ซีกโลกเหนือได้รับเล็กน้อยตลอดช่วงเวลาของปี ผลที่เป็นอยู่นี้มีนัยสำคัญน้อยกว่าการเปลี่ยนแปลงพลังงานอันเนื่องมาจากความเอียงของแกนอยู่มาก และส่วนใหญ่ของพลังงานส่วนเกินที่ได้รับมาจะถูกดูดซับไปโดยน้ำอันเป็นพื้นที่ส่วนใหญ่ของซีกโลกใต้[166]
ดาวเคราะห์ที่สามารถค้ำจุนต่อสิ่งมีชีวิตได้ เรียกว่า ดาวเคราะห์อยู่อาศัยได้ โดยไม่จำเป็นว่าสิ่งมีชีวิตจะต้องกำเนิดจากดาวเคราะห์นั้น โลกมีน้ำในรูปของเหลว ซึ่งเป็นสิ่งแวดล้อมที่โมเลกุลสารอินทรีย์ซับซ้อนสามารถรวมตัวกันหรือมีอันตรกิริยาต่อกันได้ และมีพลังงานเพียงพอค้ำจุนเมแทบอลิซึม[167] ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ตลอดจนความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจร อัตราการหมุนรอบตัวเอง ความเอียงของแกนดาว ประวัติศาสตร์ธรณีวิทยา การมีชั้นบรรยากาศคอยค้ำจุน และมีสนามแม่เหล็ก ทั้งหมดล้วนเกื้อหนุนให้เกิดสภาพภูมิอากาศที่พื้นผิวดังเช่นในปัจจุบัน[168]
บ้างมีการกล่าวถึงรูปแบบสิ่งชีวิตต่าง ๆ บนดาวเคราะห์ว่าประกอบขึ้นเป็น "ชีวมณฑล" เชื่อกันทั่วไปว่าชีวมณฑลของโลกเริ่มวิวัฒน์ขึ้นเมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน[52] จำแนกได้เป็นชีวนิเวศต่าง ๆ กัน ที่มีพืชและสัตว์ต่าง ๆ ที่คล้ายคลึงกันกว้าง ๆ อยู่อาศัย ชีวนิเวศบนดินแบ่งตามหลักใหญ่ได้ตามละติจูด ความสูงจากระดับน้ำทะเล และระดับความชื้นต่าง ๆ ส่วนชีวนิเวศบกที่อยู่ในบริเวณอาร์กติกหรือแอนตาร์กติกเซอร์เคิล, ที่ที่มีระดับความสูงมาก หรือในพื้นที่แล้งสุดขั้ว มีพืชและสัตว์เพียงเล็กน้อย ความหลากหลายของสปีชีส์จะสูงสุดในพื้นที่ลุ่มชื้นบริเวณละติจูดศูนย์สูตร[169]
โลกมีทรัพยากรหลากหลายซึ่งมนุษย์แสวงหาประโยชน์ ทรัพยากรที่เรียก ทรัพยากรไม่หมุนเวียน เช่น เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ จะมีทดแทนตามเวลาทางธรณีวิทยาเท่านั้น
เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ปริมาณมากที่ถูกกักเก็บสามารถขุดเจาะได้จากเปลือกโลก ประกอบด้วยถ่านหิน ปิโตรเลียม และก๊าซธรรมชาติ มนุษย์ใช้เชื้อเพลิงเหล่านี้ทั้งเพื่อการผลิดพลังงานและเป็นวัตถุดิบตั้งต้นในอุตสาหกรรมเคมี เนื้อสินแร่จำนวนมากยังก่อตัวขึ้นภายในเปลือกโลกผ่านกระบวนการกำเนิดแร่ อันเป็นผลจากการปะทุของหินหลอมเหลว การกัดเซาะ และการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาค[171] วัตถุเหล่านี้เป็นแหล่งเนื้อแร่ของโลหะหลายชนิดตลอดจนธาตุมีประโยชน์อื่น
ชีวภาคของโลกก่อกำเนิดผลิตภัณฑ์ชีวภาพหลายชนิดที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ ประกอบด้วยอาหาร ไม้ ยารักษาโรค ออกซิเจน และช่วยรีไซเคิลของเสียอินทรีย์จำนวนมาก ระบบนิเวศบนบกต้องอาศัยหน้าดินและน้ำจืด ในขณะที่ระบบนิเวศมหาสมุทรต้องอาศัยสารอาหารที่ละลายในน้ำซึ่งถูกชะมาจากแผ่นดิน[172] ในปี 1980 พื้นดินของโลก 5053ล้านเฮกตาร์ (50.53 ล้านตารางกิโลเมตร) เป็นพื้นที่ป่าและต้นไม้ 6788ล้านเฮกตาร์ (67.88 ล้านตารางกิโลเมตร) เป็นทุ่งหญ้าและทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์ และ 1501ล้านเฮกตาร์ (15.01 ล้านตารางกิโลเมตร) เป็นพื้นที่เกษตรกรรมเพาะปลูก[173] จำนวนพื้นที่ชลประทานโดยประมาณในปี 1993 อยู่ที่ 2481250ตารางกิโลเมตร (958020ตารางไมล์)[174] มนุษย์ยังดำรงชีวิตบนพื้นดินโดยใช้วัสดุก่อสร้างขนิดต่าง ๆ ก่อสร้างที่พักอยู่อาศัย
พื้นที่บริเวณกว้างบนพื้นผิวโลกเผชิญสภาพอากาศร้ายแรง เช่น พายุหมุนเขตร้อน เฮอริเคน หรือไต้ฝุ่นซึ่งครอบงำสิ่งมีชีวิตในพื้นที่เหล่านั้น ระหว่างปี 1980 ถึง 2000 ภัยธรรมชาติดังกล่าวเป็นสาเหตุทำให้มีผู้เสียชีวิตโดยเฉลี่ย 11,800 รายต่อปี[175] ในหลายที่ยังต้องประสบกับแผ่นดินไหว แผ่นดินถล่ม สึนามิ ภูเขาไฟระเบิด ทอร์นาโด หลุมยุบ พายุหิมะ น้ำท่วม ภัยแล้ง ไฟป่า และหายนะภัยหรือพิบัติภัยอื่น ๆ
พื้นที่ท้องถิ่นหลายแห่งยังได้รับผลกระทบจากมลพิษทั้งทางน้ำและอากาศอันมีสาเหตุจากมนุษย์ ฝนกรดและสารพิษนานาชนิด การเสียพื้นที่สีเขียว (การทำปศุสัตว์มากเกินไป การทำลายป่า การเกิดทะเลทราย) การสูญเสียสัตว์ป่า การสูญพันธุ์ของสปีชีส์ ดินเสื่อมคุณภาพ ดินถูกทำลายและการกัดเซาะ
มีความเห็นพ้องทางวิทยาศาสตร์ที่เชื่อมโยงกิจกรรมของมนุษย์กับปรากฏการณ์โลกร้อนอันเนื่องมาจากการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์จากภาคอุตสาหกรรม นำไปสู่การคาดคะเนความเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ เช่น การละลายของธารน้ำแข็งและพืดน้ำแข็ง พิสัยอุณหภูมิที่รุนแรงมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงอย่างสำคัญของลมฟ้าอากาศและการเพิ่มของระดับน้ำทะเลปานกลางทั่วโลก[176]
วิชาการเขียนแผนที่ซึ่งทำการศึกษาและสร้างแผนที่ในเชิงปฏิบัติ วิชาภูมิศาสตร์ซึ่งทำการศึกษาพื้นที่ ภูมิประเทศ ผู้อยู่อาศัย และปรากฏการณ์ต่าง ๆ บนโลก ล้วนมีประวัติศาสตร์อันแข็งขันที่อุทิศแก่การพรรณนาโลก วิศวกรรมสำรวจซึ่งทำการกำหนดที่ตั้งและระยะทาง ตลอดจนขอบเขตอีกบางส่วนจากการเดินเรืออันต้องกำหนดตำแหน่งและทิศทาง ก็ได้มีการพัฒนาขึ้นร่วมไปกับวิชาการเขียนแผนที่และภูมิศาสตร์ ทั้งหมดนั้นได้อำนวยและให้ปริมาณข้อสนเทศที่จำเป็นได้อย่างเหมาะสม
จำนวนประชากรมนุษย์บนโลกได้เพิ่มขึ้นถึงเจ็ดพันล้านคนโดยประมาณในวันที่ 31 ตุลาคม 2011[178] ผลการคาดคะเนชี้ว่าประชากรมนุษย์บนโลกจะเพิ่มขึ้นถึง 9.2 พันล้านคนในปี 2050[179] จำนวนที่เพิ่มขึ้นส่วนใหญ่นั้นคาดอยู่ในประเทศกำลังพัฒนา ความหนาแน่นของประชากรมนุษย์ผันแปรมากทั่วโลก โดยส่วนใหญ่อยู่อาศัยในทวีปเอเชีย เมื่อถึงปี 2020 คาดว่าราวร้อยละ 60 ของประชากรโลกจะอยู่อาศัยในเมืองมากกว่าในพื้นที่แถบชนบท[180]
ประมาณกันว่าพื้นที่หนึ่งในแปดของผิวโลกเหมาะสมต่อการอยู่อาศัยของมนุษย์ โดยที่พื้นที่ราวสามในสี่ของผิวโลกถปกคลุมด้วยมหาสมุทร มีเพียงหนึ่งในสี่เท่านั้นที่เป็นแผ่นดินกว่าครึ่งของแผ่นดินเป็นพื้นที่แห้งแล้ง (ร้อยละ 14)[181] ภูเขาสูง (ร้อยละ 27)[182] หรือพื้นที่ที่ไม่เหมาะสมอื่น ๆ นิคมถาวรเหนือสุดของโลก คือ เมืองอเลิร์ท บนเกาะเอลสเมียร์ ในนูนาวุต ประเทศแคนาดา[183] (82°28′เหนือ) ส่วนตำแหน่งใต้สุดคือ สถานีขั้วโลกใต้อมุนด์เซน–สก็อตในทวีปแอนตาร์กติกา โดยมีที่ตั้งเกือบตำแหน่งเดียวกันกับขั้วโลกใต้ (90°ใต้)
รัฐเอกราชอ้างสิทธิ์เหนือพื้นผิวดินทั้งหมดของโลกยกเว้นเพียงบางส่วนของทวีปแอนตาร์กติกา แปลงที่ดินเล็ก ๆ ตามฝั่งตะวันตกของแม่น้ำดานูบ และพื้นที่ไม่มีการอ้างสิทธิ์บริเวณบีทาวิลซึ่งอยู่ระหว่างประเทศอียิปต์และซูดาน ในปี 2015 โลกมีรัฐสมาชิกสหประชาชาติ 193 รัฐ บวกรัฐผู้สังเกตการณ์ 2 รัฐ และดินแดนในภาวะพึ่งพิงและรัฐที่ได้รับการรับรองจำกัด 72 ดินแดนและรัฐ[174] ในประวัติศาสตร์โลกยังไม่เคยมีรัฐบาลเอกราชใดมีอำนาจเหนือโลกทั้งใบ บางรัฐชาติจำนวนหนึ่งที่เคยพยายามครองโลกแต่ล้มเหลว[184]
สหประชาชาติเป็นองค์การระหว่างรัฐบาลทั่วโลก ก่อตั้งขึ้นโดยมีเป้าหมายเพื่อเข้าแทรกแซงกรณีพิพาทระหว่างชาติรัฐต่าง ๆ จึงหลีกเลี่ยงการขัดกันด้วยอาวุธ[185] สหประชาชาติใช้เป็นที่สำหรับการทูตระหว่างประเทศตลอดจนกฎหมายระหว่างประเทศเป็นหลัก ต่อเมื่อมีฉันทามติจากชาติสมาชิกอนุญาตแล้วจึงมีกลไกเข้าแทรกแซงด้วยกำลังได้[186]
มนุษย์คนแรกที่ได้โคจรรอบโลกคือ ยูริ กาการิน เมื่อวันที่ 12 เมษายน 1961)ref name=kuhn2006/> หากนับรวมทั้งหมดจนถึง 30 กรกฎาคม 2010 มีมนุษย์ทั้งสิ้นราว 487 คนเคยเยือนอวกาศและในจำนวนนี้ สิบสองคนเคยเดินบนดวงจันทร์[187][188][189] ปกติมนุษย์ในอวกาศมีเฉพาะที่อยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติเท่านั้น ลูกเรือของสถานีมีจำนวนทั้งสิ้นหกคนซึ่งจะมีการผลัดเปลี่ยนการปฏิบัติภารกิจทุกหกเดือน[190] ระยะทางที่ไกลที่สุดที่มนุษย์เคยเดินทางออกไปจากโลกคือ 400171กิโลเมตร โดยเกิดขึ้นในระหว่างภารกิจ อะพอลโล 13 ในปี 1970[191]
ดวงจันทร์เป็นดาวบริวารขนาดค่อนข้างใหญ่ มีพื้นผิวแข็ง คล้ายดาวเคราะห์โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณหนึ่งในสี่ของโลก เป็นดาวบริวารขนาดใหญ่สุดในระบบสุริยะเมื่อเทียบสัดส่วนกับดาวเคราะห์ แม้ว่าแครอนมีขนาดใหญ่กว่าเมื่อเทียบสัดส่วนกับดาวเคราะห์แคระพลูโต ดาวบริวารที่โคจรรอบดาวเคราะห์อื่น ๆ ก็เรียก "ดวงจันทร์" ตามดวงจันทร์ของโลก
การดึงเชิงโน้มถ่วงระหว่างโลกและดวงจันทร์ก่อให้เกิดปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงบนโลก ผลเช่นเดียวกันที่เกิดกับดวงจันทร์นำไปสู่ภาวะการตรึงด้วยแรงไทด์ (tidal locking) ทำให้ระยะเวลาในการหมุนรอบตัวเองของดวงจันทร์เท่ากันกับเวลาที่ใช้โคจรรอบโลก ผลคือดวงจันทร์จะหันด้านเดียวเข้าหาโลกเสมอ ในขณะที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกแต่ละรอบ พื้นผิวส่วนต่าง ๆ ของหน้าที่หันสู่โลกจะได้รับแสงจากดวงอาทิตย์ นำไปสู่ปรากฏการณ์ข้างขึ้นข้างแรม ส่วนหน้ามืดแยกออกจากส่วนสว่างโดยเขตสนธยาสุริยะ (solar terminator)
จากอันตรกิริยาน้ำขึ้นน้ำลง ดวงจันทร์จึงถอยห่างออกไปจากโลกในอัตราประมาณ 38 มิลลิเมตรต่อปี อีกหลายล้านปีข้างหน้าการเคลื่อนเล็ก ๆ น้อย ๆ นี้ รวมถึงวันของโลกที่ยาวขึ้นประมาณ 23 ไมโครวินาทีทุกปี จะทวีขึ้นจนกลายเป็นการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญ[192] ตัวอย่างเช่น ในระหว่างยุคดีโวเนียนเมื่อประมาณ 410ล้านปีก่อน หนึ่งปีโลกมี 400 วัน โดยวันหนึ่งมีเวลา 21.8 ชั่วโมง[193]
ดวงจันทร์อาจมีผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อพัฒนาการของสิ่งมีชีวิตโดยการช่วยบรรเทาภูมิอากาศของโลกไม่ให้รุนแรงเกินไป หลักฐานบรรพชีวินวิทยาและแบบจำลองคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าความเอียงของแกนโลกมีเสถียรภาพอยู่ได้โดยอันตรกิริยาขึ้นลงกับดวงจันทร์[5] นักทฤษฎีบางส่วนเชื่อว่าหากปราศจากเสถียรภาพนี้เมื่อต้องเผชิญกับแรงบิดที่ส่งมาจากจากดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์อื่น ๆ ที่กระทำต่อส่วนโป่งบริเวณศูนย์สูตรของโลกแล้ว แกนหมุนของโลกอาจไร้เสถียรภาพถึงขั้นโกลาหล โดยจะแสดงการเปลี่ยนแปลงอย่างสับสนอลหม่านในทุก ๆ หลายล้านปีดังในกรณีของดาวอังคาร[194]
เมื่อมองจากโลก ดวงจันทร์อยู่ห่างออกไปพอให้ขนาดปรากฏของดวงจันทร์เกือบเท่ากับขนาดปรากฏของดวงอาทิตย์ ขนาดเชิงมุม (หรือมุมตัน) ของวัตถุทั้งสองเสมอกันเพราะเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์แม้จะมากกว่าของดวงจันทร์ร่วม 400 เท่า แต่ระยะทางมาถึงโลกก็ไกลกว่า 400 เท่าด้วยเช่นกัน[159] สภาพดังกล่าวเป็นสาเหตุให้สุริยุปราคาทั้งแบบเต็มดวงและแบบวงแหวนปรากฏบนโลกได้
ทฤษฎีการกำเนิดดวงจันทร์ที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดคือสมมติฐานการชนใหญ่ โดยกล่าวว่าดวงจันทร์เกิดขึ้นจากที่ดาวเคราะห์ยุคแรกขนาดเท่าดาวอังคารชื่อ เธีย พุ่งชนโลกระยะแรก สมมติฐานนี้อธิบายเกี่ยวกับปริมาณเหล็กและธาตุระเหยง่ายที่ไม่ค่อยพบบนดวงจันทร์ ตลอดจนข้อเท็จจริงที่องค์ประกอบของดวงจันทร์แทบเหมือนกับองค์ประกอบของเปลือกโลก[195]
โลกมีดาวเคราะห์น้อยร่วมวงโคจรอย่างน้อยห้าดวงด้วยกัน อาทิเช่น 3753 ครูอิทเนและ 2002 AA29[196][197] ดาวเคราะห์น้อยโทรจันร่วมทางได้แก่ 2010 TK7 ซึ่งเคลื่อนไปตามเส้นทางล้ำหน้าโลก ณ ตำแหน่งจุดสามเหลี่ยมลากร็องจ์ (Lagrange triangular point) หรือแอล4 ในวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์[198][199]
ดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกขนาดเล็ก 2006 RH120 เข้าเฉียดระบบโลก–ดวงจันทร์ประมาณทุก 20 ปี ระหว่างการเฉียดแต่ละครั้ง สามารถโคจรรอบโลกได้ช่วงสั้น ๆ[200]
จนถึงเดือนมิถุนายน 2016 มีดาวเทียมในระหว่างปฏิบัติการ 1,419 ดวงโคจรรอบโลก[201] ยังมีดาวเทียมที่ยุติการใช้งานแล้วและขยะอวกาศที่มีการติดตามอีก 17,729 ชิ้น[202] ดาวเทียมใหญ่สุดของโลกคือสถานีอวกาศนานาชาติ
สัญลักษณ์ทางดาราศาสตร์มาตรฐานของโลกประกอบด้วยกากบาทที่มีวงกลมล้อมรอบอยู่ [203] เป็นตัวแทนของสี่มุมโลก
วัฒนธรรมมนุษย์พัฒนามุมมองต่าง ๆ ของโลก บางทีโลกก็มีบุคลาธิษฐานเป็นเทพเจ้า ในหลายวัฒนธรรม เทพมารดา (mother goddess) เป็นเทพเจ้าความอุดมสมบูรณ์หลักด้วย[204] และเมื่อกลางคริสต์ศตวรรษที่ 20 หลักไกอาเปรียบเทียบสิ่งแวดล้อมของโลกกับสิ่งมีชีวิตเป็นสิ่งมีชีวิตกำกับตัวเองเดี่ยว ๆ ที่นำไปสู่การสร้างเสถียรภาพอย่างกว้างขวางซึ่งภาวะการอยู่อาศัยได้[205][206][207] ปรัมปราการสรรค์สร้างในหลายศาสนามีว่า เทพเจ้าเหนือธรรมชาติพระองค์เดียวหรือหลายพระองค์ทรงสร้างโลก[204]
การสอบสวนทางวิทยาศาสตร์ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรมในมุมมองของมนุษย์ต่อโลก ในโลกตะวันตก ความเชื่อเรื่องโลกแบน[208] ถูกแทนด้วยโลกทรงกลมอันเนื่องจากพีทาโกรัสในศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสตกาล[209] ต่อมาเชื่อว่าโลกเป็นศูนย์กลางของเอกภพจนคริสต์ศตวรรษที่ 16 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ตั้งทฤษฎีว่าโลกเป็นวัตถุเคลื่อที่โดยเทียบกับดาวเคราะห์อื่นในระบบสุริยะครั้งแรก เนื่องจากความพยายามของนักวิชาการคริสต์ศาสนิกชนผู้ทรงอิทธิพลและนักบวชอย่างเจมส์ อัชเชอร์ ผู้มุ่งหาอายุของโลกผ่านการวิเคราะห์พงศาวลีวิทยาในคัมภีร์ไบเบิล ชาวตะวันตกก่อนคริสต์ศตวรรษที่ 19 โดยทั่วไปจึงเชื่อว่าโลกมีอายุเก่าสุดไม่กี่พันปี[210] จนระหว่างคริสต์ศตวรรษที่ 19 ที่นักธรณีวิทยาทราบว่าโลกมีอายุหลายล้านปีแล้ว[211]
ลอร์ดเคลวินใช้อุณหพลศาสตร์คาดคะเนอายุของโลกไว้ระหว่าง 20 ถึง 400 ล้านปีในปี 1864 ทำให้เกิดการอภิปรายอย่างเข้มข้นในเรื่องนี้ จนเมื่อมีการค้นพบกัมมันตภาพรังสีและการวัดอายุจากกัมมันตรังสีในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 และต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 ที่มีกลไกน่าเชื่อถือสำหรับการหาอายุของโลก พิสูจน์ว่าโลกมีอายุในหลักพันล้านปี[212][213] มโนทัศน์ของโลกเปลี่ยนอีกครั้งในคริสต์ศตวรรษที่ 20 เมื่อมนุษย์มองโลกครั้งแรกจากวงโคจร และโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยภาพถ่ายของโลกที่โครงการอะพอลโลส่งกลับมา[214]
ทรงกลมฟ้า วิทยาศาสตร์โลก ปรากฏการณ์โลกร้อน
Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
– – NASA. – NCDC. – NASA. – USGS. – NASA. – NASA. . Earth– Videos– International Space Station: – Earth (time-lapse). – Earth and Auroras (time-lapse).
หมวดหมู่:ดาวเคราะห์เขตอาศัยได้ หมวดหมู่:ดาวเคราะห์คล้ายโลก