ธรรมชาติ

ธรรมชาติ () ในความหมายอย่างกว้างสุด เทียบเท่ากับโลกธรรมชาติ, โลกกายภาพ, โลกวัตถุ หรือจักรวาล "ธรรมชาติ" หมายถึง ปรากฏการณ์ของโลกกายภาพ และยังหมายถึงชีวิตโดยรวม มีขนาดตั้งแต่เล็กกว่าอะตอมไปจนถึงจักรวาล การศึกษาธรรมชาติเป็นส่วนประกอบใหญ่ส่วนหนึ่ง (และอาจเป็นหนึ่งเดียว) ของวิทยาศาสตร์ แม้ว่ามนุษย์จะเป็นส่วนหนึ่งของธรรมชาติ แต่วัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นและกิจกรรมที่มนุษย์กระทำมักถูกจัดประเภทไว้ต่างหากจากปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นใน "ธรรมชาติ"

คำว่า nature มาจากคำภาษาละติน natura หรือ "คุณสมบัติสำคัญ, พื้นนิสัยสืบทอด" และในสมัยโบราณ หากแปลตามตรงจะหมายถึง "การกำเนิด" natura มักถูกใช้เป็นคำแปลภาษาละตินจากคำภาษากรีก physis (φύσις) ซึ่งเดิมเกี่ยวข้องกับลักษณะภายใน ซึ่งพืช สัตว์และลักษณะเฉพาะ (feature) อื่นของโลกได้พัฒนาแนว (accord) ของตนขึ้นมา มโนทัศน์ของธรรมชาติโดยรวม (จักรวาลทางกายภาพ) เป็นหนึ่งในวิถีทางของการต่อขยายความคิดดั้งเดิม ซึ่งเริ่มต้นด้วยการประยุกต์ใช้แก่นบางอย่างของคำว่า φύσις โดยนักปรัชญายุคก่อนโสเครติส (แม้ว่าคำนี้จะมีขอบเขตการใช้งานที่มีพลวัตก็ตาม โดยเฉพาะสำหรับเฮราคลิตุส) และได้รับความแพร่หลายอย่างต่อเนืองนับแต่นั้น การใช้นี้ได้รับการยืนยันระหว่างการมาถึงของระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ในหลายศตวรรษหลัง นับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม ธรรมชาติถูกมองว่าเป็นส่วนหนึ่งของความเป็นจริงที่ปราศจากการแทรกแซง ด้วยเหตุนี้ บางคตินิยมจึงถือว่าธรรมชาติเป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การเคารพ (รูโซ, คตินิยมเหนือเหตุผลแบบอเมริกัน) เป็นสิ่งสวยงามอันบริสุทธิ์ที่พระเจ้าสร้างขึ้นมา หรือเป็นส่วนหนึ่งของประวัติศาสตร์มนุษย์ (เฮเกิล, มากซ์) อย่างไรก็ตาม มุมมองที่ว่าธรรมชาติมีพลังงานชีวิตอยู่ ซึ่งเป็นมุมมองที่ใกล้เคียงกับในยุคก่อนโสเครตีส ได้กลับมาอีกครั้งในเวลาไล่เลี่ยกัน (โดยเฉพาะยุคหลังดาร์วิน)

จากที่มีการใช้ในปัจจุบัน คำว่า "ธรรมชาติ" มักแสดงถึง ธรณีวิทยาและสัตว์ป่า ธรรมชาติอาจหมายถึงอาณาจักรของพืชและสัตว์หลายชนิดทั่วไป และในบางกรณีหมายถึง ขบวนการซึ่งเกี่ยวข้องกับวัตถุไร้ชีวิต —วิถีซึ่งบางสิ่งดำรงอยู่และเปลี่ยนแปลงขนบของตน เช่น ลมฟ้าอากาศและธรณีวิทยาของโลก และสสารและพลังงานอันประกอบขึ้นเป็นทุกสิ่งเหล่านี้ นอกจากนี้ยังใช้หมายถึง "สิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ" สัตว์ป่า หิน ป่า ชายหาด และโดยทั่วไปสิ่งเหล่านี้ที่ไม่ถูกเปลี่ยนแปลงอย่างสำคัญโดยอันตรกิริยาของมนุษย์โดยทั่วไปไม่ถูกพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของธรรมชาติ ยกเว้นถูกจัดให้เป็น อย่างเช่น "ธรรมชาติมนุษย์" มโนทัศน์เก่ากว่าของสิ่งที่เป็นธรรมชาติซึ่งยังพบในปัจจุบันอยู่ ชี้ข้อแตกต่างระหว่างธรรมชาติกับที่มนุษย์สร้างขึ้น (artificial) โดยสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นเข้าใจว่าเป็นสิ่งที่ถูกทำให้เกิดขึ้นจากความรู้สึกตัวหรือจิตของมนุษย์ ขึ้นอยู่กับบริบทเฉพาะ คำว่า "ธรรมชาติ" ยังอาจแตกต่างจากไม่เป็นธรรมชาติ, เหนือธรรมชาติ, หรือสังเคราะห์

โลก 

โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวในปัจจุบันที่ทราบว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่ และลักษณะทางธรรมชาติของโลกเป็นหัวข้อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หลายสาขา ในระบบสุริยะ โลกเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เป็นอันดับที่สาม, ดาวเคราะห์ชั้นในที่ใหญ่ที่สุด, และใหญ่เป็นอันดับห้า ลักษณะภูมิอากาศที่โดดเด่นที่สุดคือ บริเวณขั้วโลกขนาดใหญ่สองขั้ว แถบเขตอบอุ่นสองแถบ และบริเวณเส้นศูนย์สูตร มีเขตร้อนที่กว้างจนถึงบริเวณกึ่งเขตร้อน หยาดน้ำฟ้ามีปริมาณแตกต่างกันตามพื้นที่ ตั้งแต่หลายเมตรต่อปีจนถึงน้อยกว่ามิลลิเมตร พื้นผิวโลกร้อยละ 71 ปกคลุมด้วยมหาสมุทรน้ำเค็ม ที่เหลือเป็นทวีปและเกาะต่าง ๆ ซึ่งสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ตั้งถิ่นฐานอยู่ทางซีกโลกเหนือ

โลกวิวัฒน์ผ่านกระบวนการทางธรณีวิทยาและชีววิทยาซึ่งยังคงเหลือร่องรอยของสภาพดั้งเดิมอยู่ พื้นผิวส่วนนอกแบ่งเป็นแผ่นเปลือกโลกหลายแผ่นที่ค่อย ๆ เลื่อนที่ ชั้นในที่ยังมีพลังอยู่ อันประกอบด้วยชั้นเนื้อโลกที่มีสมบัติพลาสติกและแก่นเหล็กที่สร้างสนามแม่เหล็ก แก่นโลกนี้แบ่งเป็นสองชั้น ประกอบด้วยแก่นชั้นนอกที่อยู่ในเฟสของเหลวและชั้นในที่อยู่ในเฟสของแข็ง การพาความร้อนที่แก่นกลางของโลกสร้างกระแสไฟฟ้าผ่านกระบวนการไดนาโมและเกิดสนามแม่เหล็กโลกตามมา

สภาพบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไปจากสภาพดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญเพราะการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งสร้างสมดุลทางระบบนิเวศที่ธำรงเสถียรภาพของสภาพพื้นผิวดาว แม้จะมีความแตกต่างของภูมิอากาศอย่างมากในแต่ละพื้นที่ อันเป็นไปตามละติจูดและปัจจัยทางภูมิศาสตร์อื่น ๆ แต่ภูมิอากาศโลกโดยรวมในระยะยาวค่อนข้างเสถียรระหว่างช่วงอบอุ่นระหว่างยุคน้ำแข็ง (interglacial period) ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยโลกหนึ่งหรือสององศาเซลเซียสมีผลกระทบใหญ่หลวงต่อสมดุลระบบนิเวศและธรณีวิทยาตามที่เป็นจริงของโลก ดังเคยปรากฏมาแล้วในอดีตยุคดึกดำบรรพ์

ธรณีวิทยา 
ธรณีวิทยาเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ ศึกษาเกี่ยวกับสสารทั้งสถานะของแข็งและของเหลวที่ประกอบกันเป็นโลก ขอบเขตของธรณีวิทยาครอบคลุมการศึกษาองค์ประกอบ, โครงสร้าง, คุณสมบัติทางกายภาพ, พลวัติและประวัติศาสตร์ของมวลสารของโลก รวมถึงกระบวนการที่มันเกิดขึ้น เคลื่อนย้ายและเปลี่ยนแปลง เป็นสาขาวิชาที่สำคัญสาขาหนึ่งและมีความสำคัญต่อการสกัดแร่และสารประกอบไฮโดรคาร์บอน, ความรู้และการบรรเทาภัยธรรมชาติ, สาขาวิศวกรรมธรณีเทคนิคบางสาขาและภูมิอากาศวิทยาบรรพกาล

วิวัฒนาการทางธรณีวิทยา 

ธรณีวิทยาของพื้นที่หนึ่งวิวัฒน์ไปตามกาลเวลาเมื่อหน่วยหินถูกทับถมและถูกแทรก กระบวนการเปลี่ยนลักษณะเปลี่ยนรูปทรงและตำแหน่งของมันไป

เริ่มต้นหน่วยหินถูกแทนที่ด้วยการทับถมบนพื้นผิวหรือรุกล้ำเข้าไปในหินท้องที่ (overlying rock, country rock) การทับถมสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อตะกอนจมลงสู่ใต้พื้นผิวโลก และต่อมาแข็งตัวเป็นหินตะกอน หรือเมื่อวัตถุภูเขาไฟ เช่น เถ้าภูเขาไฟหรือลาวาไหลปกคลุมพื้นผิว หินอัคนีแทรกซอน เช่น หินอัคนีมวลไพศาล หินอัคนีรูปเห็ด พนังและพนังแทรกชั้น ผลักขึ้นไปด้านบนสู่หินที่ทับอยู่ และตกผลึกขณะที่หินอัคนีแทรกซอนรุกล้ำเข้าไป

หลังลำดับหินขั้นแรกถูกทับถมแล้ว หน่วยหินสามารถเปลี่ยนลักษณะ และ/หรือ เปลี่ยนสัณฐานได้ การเปลี่ยนลักษณะโดยทั่วไปเกิดขึ้นเป็นผลของการย่อสั้นลงในแนวนอน การขยายขนาดในแนวนอน หรือการเคลื่อนที่ตามแนวระดับ กฎเกณฑ์โครงสร้างเหล่านี้เกี่ยวข้องอย่างกว้าง ๆ กับแนวแผ่นเปลือกโลกลู่เข้าหากัน แนวแผ่นเปลือกโลกลู่ออกจากกัน และแนวแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่สวนกันตามลำดับ

มุมมองทางประวัติศาสตร์ 

ประเมินว่าโลกก่อตัวขึ้นเมื่อราว 4,540 ล้านปีก่อนจากเนบิวลาสุริยะ พร้อมกับดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ดวงอื่น ดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นราว 20 ล้านปีให้หลัง ในตอนแรกโลกยังหลอมเหลวอยู่ แต่ชั้นนอกของดาวเคราะห์เย็นตัวลง เกิดเป็นเปลือกแข็ง การกำจัดแก๊สและกิจกรรมของภูเขาไฟผลิตบรรยากาศยุคแรก ไอน้ำที่ควบแน่น ซึ่งส่วนใหญ่หรือทั้งหมดมาจากน้ำแข็งจากดาวหาง ก่อให้เกิดมหาสมุทรและแหล่งน้ำอื่น เชื่อกันว่ากระบวนการทางเคมีซึ่งมีพลังสูงผลิตโมเลกุลที่สามารถทำสำเนาตัวเองได้เมื่อราว 4,000 ล้านปีมาแล้ว

ทวีปก่อตัวขึ้น แตกออกและจัดตัวใหม่เมื่อพื้นผิวโลกเปลี่ยนรูปในห้วงหนึ่งร้อยล้านปี บางครั้งรวมกันเกิดเป็นมหาทวีป (supercontinent) ราว 750 ล้านปีก่อน มหาทวีปแรกสุดที่ทราบ คือ มหาทวีปโรดิเนีย ได้เริ่มแยกออกจากกัน ภายหลังกลับมารวมกันเกิดเป็นมหาทวีปแพนโนเทียซึ่งแตกออกเมื่อราว 540 ล้านปีก่อน และท้ายสุด มหาทวีปพันเจีย ซึ่งแยกออกจากกันเมื่อราว 180  ล้านปีก่อน

มีหลักฐานสำคัญว่ากิริยาธารน้ำแข็งรุนแรงระหว่างยุคนีโอโพรเทอโรโซอิกปกคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของโลกไว้ใต้แผ่นน้ำแข็ง สมมุติฐานนี้เรียกว่า "โลกบอลหิมะ" (Snowball Earth) และได้รับความสนใจเป็นพิเศษเพราะเกิดขึ้นก่อนการทวีชนิดพันธุ์สัตว์ยุคแคมเบรียน (Cambrian explosion) ซึ่งสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เริ่มเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็ว เมื่อราว 530–540 ล้านปีก่อน

นับแต่การทวีชนิดพันธุ์สัตว์ยุคแคมเบรียน มีการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สามารถระบุได้แยกกันห้าครั้ง การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อราว 66 ล้านปีก่อน เมื่อการชนของอุกกาบาตอาจเป็นสาเหตุของการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ที่มิใช่สัตว์ปีกและสัตว์เลื้อยคลานขนาดใหญ่อื่น ๆ แต่เหลือสัตว์เล็ก เช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ซึ่งในขณะนั้นรูปร่างคล้ายหนูผี ในห้วง 65 ล้านปีหลัง สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมมีความหลากหลายมากขึ้น

ไม่กี่ล้านปีก่อน เอปชนิดหนึ่งในแอฟริกาได้พัฒนาความสามารถที่จะยืนตัวตรง ซึ่งเป็นจุดกำเนิดของมนุษย์ในเวลาต่อมา การพัฒนาเกษตรกรรมและอารยธรรมอย่างก้าวหน้า ทำให้มนุษย์ส่งผลกระทบต่อโลกอย่างรวดเร็วกว่ารูปแบบสิ่งมีชีวิตใด ๆ ที่เคยมีมา ซึ่งส่งผลต่อทั้งธรรมชาติและจำนวนของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ตลอดจนสภาพภูมิอากาศ จากการเปรียบเทียบ การเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในบรรยากาศโลกครั้งใหญ่เกิดจากการแพร่กระจายของสาหร่ายในยุคไซดีเรียน ซึ่งต้องใช้เวลาประมาณ 300 ล้านปี กว่าจะถึงระดับสูงสุด

ยุคปัจจุบันถูกจัดให้เป็นส่วนหนึ่งของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ คือเหตุการณ์สูญพันธุ์ยุคโฮโลซีน ซึ่งเร็วที่สุดที่เคยเกิดขึ้น อี. โอ. วิลสัน แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ทำนายว่าการทำลายชีวมณฑลของมนุษย์อาจทำให้ครึ่งหนึ่งของสิ่งมีชีวิตสูญพันธุ์ในอีก 100 ปีข้างหน้า ขอบเขตของเหตุการณ์การสูญพันธุ์ในยุคปัจจุบันยังคงถูกวิจัย, เป็นที่ถกเถียง และถูกคำนวณโดยนักชีววิทยา

บรรยากาศ ภูมิอากาศและสภาพอากาศ 

ชั้นบรรยากาศของโลกเป็นปัจจัยหลักในการรักษาความยั่งยืนของระบบนิเวศ ชั้นบาง ๆ ของแก๊สที่ห่อหุ้มโลกถูกตรึงไว้ด้วยแรงโน้มถ่วง อากาศส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจน, ออกซิเจน, ไอน้ำ, โดยมีคาร์บอนไดออกไซด์ อาร์กอน ฯลฯ ในปริมาณที่น้อยกว่ามาก ความดันบรรยากาศลดลงเรื่อย ๆ ตามระดับความสูง ชั้นโอโซนมีส่วนสำคัญในการลดปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลต (ultraviolet, UV) ที่มาถึงพื้นผิว เนื่องจากดีเอ็นเอถูกทำลายโดยแสงยูวีได้ง่าย ชั้นโอโซนจึงมีส่วนสำคัญในการปกป้องสิ่งมีชีวิตที่พื้นผิวโลก บรรยากาศยังช่วยกักเก็บความอบอุ่นสำหรับช่วงกลางคืน ซึ่งเป็นการลดความแตกต่างอย่างสุดขั้วของอุณหภูมิระหว่างตอนกลางวันและกลางคืน

สภาพอากาศของโลกเกือบทั้งหมดเกิดขึ้นที่ส่วนล่างของชั้นบรรยากาศ และทำหน้าที่เป็นระบบหมุนเวียนสำหรับการกระจายความร้อน กระแสน้ำในมหาสมุทรเป็นอีกปัจจัยสำคัญในการกำหนดสภาพภูมิอากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งการไหลเวียนเทอร์โมฮาไลน์ใต้น้ำ ซึ่งกระจายพลังงานความร้อนจากมหาสมุทรบริเวณเส้นศูนย์สูตรไปยังบริเวณขั้วโลก กระแสน้ำดังกล่าวช่วยปรับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างฤดูหนาวและฤดูร้อนในเขตอบอุ่น นอกจากนี้หากไม่มีการกระจายพลังงานความร้อนโดยกระแสน้ำและชั้นบรรยากาศในมหาสมุทร เขตร้อนจะร้อนกว่าที่เป็นอยู่และบริเวณขั้วโลกจะหนาวกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบันมาก

สภาพอากาศสามารถให้ได้ทั้งคุณและโทษ สภาพอากาศที่รุนแรงเช่น พายุทอร์นาโด เฮอริเคน และไซโคลน สามารถปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากและสร้างหายนะไปตามเส้นทางที่มันเคลื่อนที่ผ่าน พืชพรรณบนพื้นผิวโลกมีวิวัฒนาการที่ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของสภาพอากาศ การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันซึ่งคงอยู่แม้เวลาเพียงไม่กี่ปีอาจส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อทั้งพืชและสัตว์ที่พึ่งพาซึ่งกันและกัน

สภาพภูมิอากาศเป็นตัวชี้วัดแนวโน้มระยะยาวของสภาพอากาศ เป็นที่ทราบกันดีว่ามีปัจจัยหลายอย่างที่มีอิทธิพลต่อสภาพภูมิอากาศ ได้แก่ กระแสน้ำในมหาสมุทร อัตราส่วนสะท้อน แก๊สเรือนกระจก ความแปรปรวนของความส่องสว่างของแสงอาทิตย์และการเปลี่ยนแปลงวงโคจรของโลก จากบันทึกทางประวัติศาสตร์ โลกมีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรงในอดีต ซึ่งรวมถึงยุคน้ำแข็ง

สภาพภูมิอากาศในภูมิภาคขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการโดยเฉพาะตำแหน่งละติจูด แถบละติจูดของพื้นผิวที่มีลักษณะภูมิอากาศคล้ายกัน ก่อให้เกิดพื้นที่ภูมิอากาศ ซึ่งมีหลายพื้นที่ตั้งแต่ ภูมิอากาศร้อนชื้นที่เส้นศูนย์สูตรไปจนถึงภูมิอากาศแบบขั้วโลกทางตอนเหนือและตอนใต้สุด สภาพอากาศยังได้รับอิทธิพลจากฤดูกาลซึ่งเป็นผลมาจากการที่แกนของโลกเอียงเมื่อเทียบกับระนาบการโคจร ดังนั้นในช่วงเวลาใดก็ตามในช่วงฤดูร้อนหรือฤดูหนาว ส่วนหนึ่งของโลกจะได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์โดยตรงมากกว่าส่วนอื่น การรับแสงนี้จะสลับกันไปเมื่อโลกหมุนในวงโคจร ที่ช่วงเวลาใดก็ตามหากไม่คำนึงถึงฤดูกาล ซีกโลกเหนือและใต้จะมีฤดูกาลตรงข้ามกัน

สภาพอากาศเป็นระบบที่ไร้ระเบียบ การเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อยสามารถเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นการพยากรณ์อากาศอย่างแม่นยำจึงจำกัดไว้เพียงไม่กี่วันเท่านั้น โดยรวมแล้วมีสองสิ่งที่เกิดขึ้นทั่วโลก: (1) อุณหภูมิโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้น และ (2) สภาพอากาศในระดับภูมิภาคเปลี่ยนไปอย่างเห็นได้ชัด

น้ำ 

น้ำ เป็นสารเคมีที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและออกซิเจน (H2O) และมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบ ในการใช้งานโดยทั่วไป น้ำ จะหมายถึงรูปแบบหรือสถานะที่เป็นของเหลวเท่านั้น แม้ว่าจะพบน้ำในสถานะของแข็งและสถานะแก๊ส (น้ำแข็งและไอน้ำ) ด้วยก็ตาม น้ำปกคลุม 71% ของพื้นผิวโลก ส่วนใหญ่พบในมหาสมุทรและแหล่งน้ำขนาดใหญ่อื่น ๆ โดยมีน้ำใต้พื้นดินในชั้นหินอุ้มน้ำ 1.6% และ 0.001% ในอากาศในรูปไอ เมฆ และหยาดน้ำฟ้า มหาสมุทรถือครองพื้นที่ 97% ของผิวน้ำ ธารน้ำแข็งและน้ำแข็งขั้วโลก 2.4% และน้ำผิวดินอื่น ๆ เช่นแม่น้ำ ทะเลสาบ และบึงน้ำ 0.6% นอกจากนี้ปริมาณน้ำของโลกส่วนหนึ่งถูกบรรจุอยู่ภายในสิ่งมีชีวิตและสสารที่สิ่งมีชีวิตผลิตขึ้น

มหาสมุทร 

มหาสมุทรเป็นแหล่งน้ำเค็มที่สำคัญและเป็นส่วนประกอบหลักของอุทกภาค ประมาณ 71% ของพื้นผิวโลก (คิดเป็นพื้นที่ประมาณ 361 ล้านตารางกิโลเมตร) ถูกปกคลุมด้วยมหาสมุทร ซึ่งเป็นแหล่งน้ำที่ต่อเนื่องถึงกัน ซึ่งแบ่งออกเป็นมหาสมุทรหลักและทะเลขนาดเล็กหลายแห่ง มากกว่าครึ่งหนึ่งของพื้นที่ในมหาสมุทรมีความลึกกว่า 3000 เมตร ค่าความเค็มของโดยเฉลี่ยมหาสมุทรอยู่ที่ประมาณ 35 ส่วนในพันส่วน (3.5%) และน้ำทะเลเกือบทั้งหมดมีความเค็มอยู่ในช่วง 30 ถึง 38 ppt แม้ว่าโดยทั่วไปมหาสมุทรจะถูก "แบ่งออกจากกัน" แต่น่านน้ำเหล่านี้เป็นแหล่งน้ำเค็มขนาดใหญ่ที่เชื่อมถึงกัน มักถูกเรียกว่า "มหาสมุทรโลก" แนวความคิดเกี่ยวกับมหาสมุทรโลกในฐานะแหล่งน้ำที่ต่อเนื่องกันโดยมีการแลกเปลี่ยนที่ค่อนข้างอิสระระหว่างส่วนต่าง ๆ ของมัน เป็นพื้นฐานที่สำคัญในทางสมุทรศาสตร์

การแบ่งมหาสมุทรออกเป็นส่วนใหญ่ ๆ ที่สำคัญ ถูกกำหนดโดย ทวีป หมู่เกาะต่าง ๆ และเกณฑ์อื่น ๆ: มหาสมุทรถูกแบ่งออกเป็นส่วนดังนี้ (ตามขนาดจากมากไปน้อย) มหาสมุทรแปซิฟิก มหาสมุทรแอตแลนติก มหาสมุทรอินเดีย มหาสมุทรใต้ และมหาสมุทรอาร์กติก บริเวณที่เล็ก ๆ ของมหาสมุทรเรียกว่าทะเล อ่าว และชื่ออื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีทะเลสาบเกลือ ซึ่งเป็นแหล่งน้ำเค็มขนาดเล็กที่ไม่มีทางออกสู่มหาสมุทรโลก ทะเลสาบเกลือที่เป็นที่รู้จัก เช่น ทะเลอารัล และทะเลสาบเกรตซอลต์

ทะเลสาบ 

ทะเลสาบ (lake, จากภาษาละติน lacus) เป็นภูมิประเทศ (หรือลักษณะทางกายภาพ) อย่างหนึ่ง เป็นของเหลวบนพื้นผิวโลกที่รวมตัวกันอยู่ในพื้นที่ที่มีลักษณะเป็นแอ่ง (และอาจพบการเคลื่อนตัวอย่างช้า ๆ) หากตั้งอยู่บนแผ่นดิน, ไม่เป็นส่วนหนึ่งของมหาสมุทร, ใหญ่และลึกกว่าหนองน้ำและมีน้ำจากแม่น้ำไหลมาเติม แหล่งน้ำนั้นจะถือว่าเป็นทะเลสาบ ทะเลสาบนอกโลกแห่งเดียวที่ทราบกันตั้งอยู่บนดาวไททัน ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ เป็นทะเลสาบอีเทนที่มีมีเทนผสมอยู่ด้วย แม้ว่าพื้นผิวของไททันจะเต็มไปด้วยลวดลายของก้นแม่น้ำ แต่ก็ยังไม่ทราบว่าทะเลสาบของไททันมีแม่น้ำคอยหล่อเลี้ยงหรือไม่ โดยทั่วไป ทะเลสาบตามธรรมชาติบนโลกมักพบในพื้นที่ภูเขา รอยแยก และบริเวณที่มีการก่อตัวของธารน้ำแข็งทั้งที่กำลังดำเนินอยู่หรือผ่านไปแล้ว ทะเลสาบอื่น ๆ พบได้ใน แอ่งเอ็นโดรีอิก (endorheic basin) หรือตามแนวแม่น้ำอยู่ตัว (mature river) บางบริเวณของโลกพบทะเลสาบจำนวนมาก เนื่องจากรูปแบบการระบายน้ำอย่างไม่เป็นระเบียบที่หลงเหลือจากยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย ทะเลสาบทั้งหมดดำรงอยู่เพียงชั่วคราวเมื่อเทียบกับมาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยา เนื่องจากจะถูกตะกอนค่อย ๆ ทับถมจนเต็ม หรือไหลออกจากแอ่งที่บรรจุอยู่

บึงน้ำ 

บึงน้ำ หนองน้ำ สระน้ำ เป็นแหล่งน้ำนิ่งไม่ว่าทั้งในธรรมชาติหรือมนุษย์สร้างขึ้น มักมีขนาดเล็กกว่าทะเลสาบ แหล่งน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้นหลายแหล่งจัดเป็นสระน้ำ รวมถึงสวนน้ำที่ออกแบบมาเพื่อความสวยงาม, บ่อปลาที่ออกแบบมาสำหรับการเพาะพันธุ์ปลาเชิงพาณิชย์ และบ่อพลังงานแสงอาทิตย์ที่ออกแบบมาเพื่อกักเก็บพลังงานความร้อน บึงน้ำและทะเลสาบแตกต่างจากลำธารที่ความเร็วของกระแสน้ำ ในลำธารสามารถสังเกตเห็นกระแสของน้ำได้ง่าย แต่ในบึงน้ำและทะเลสาบ กระแสน้ำมีขนาดเล็กกว่าและถูกขับเคลื่อนด้วยพลังงานความร้อนและกระแสลม คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้บ่อน้ำแตกต่างจากลักษณะภูมิประเทศทางน้ำอื่น ๆ เช่น บึงน้ำจากลำธาร หรือแอ่งน้ำที่จากคลื่นซัด

แม่น้ำ 

แม่น้ำเป็นทางน้ำไหลตามธรรมชาติ โดยปกติเป็นน้ำจืด ไหลไปสู่มหาสมุทร ทะเลสาบ ทะเล หรือแม่น้ำอื่น ในบางกรณี แม่น้ำไหลลงสู่ใต้ดินหรือระเหยไปจนหมดก่อนที่จะถึงแหล่งน้ำอื่น สำหรับแม่น้ำสายเล็ก ๆ สามารถมีเรียกได้หลายแบบ เช่น ลำธาร ลำห้วย  ละหารและร่องน้ำริน ไม่มีกฎเกณฑ์ทั่วไปสำหรับกำหนดสิ่งที่เรียกได้ว่าแม่น้ำ ชื่อแม่น้ำเล็ก ๆ หลายชื่อมีความจำเพาะเจาะจงตามที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ ตัวอย่างเช่นคำว่า Burn ที่ใช้กันในในสกอตแลนด์และทางตะวันออกเฉียงเหนือของอังกฤษ บางครั้งแม่น้ำก็มีขนาดใหญ่กว่าลำห้วยได้ เนื่องจากความไม่ชัดเจนทางภาษา แม่น้ำเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรน้ำ โดยทั่วไปแล้วน้ำในแม่น้ำสะสมตัวจากการควบแน่นของหยาดน้ำฟ้าผ่านการไหลของน้ำผิวดิน, การเติมน้ำใต้ดิน, น้ำพุและการปล่อยน้ำที่กักเก็บไว้ในน้ำแข็งธรรมชาติและทุ่งหิมะละลายช้า (เช่นจากธารน้ำแข็ง)

ลำธาร 

ลำธารเป็นแหล่งน้ำที่ไหลอย่างเป็นกระแส มีขอบเขตเป็นก้นธารและริมฝั่ง ลำธารมีความสำคัญเปรียบดั่งท่อส่งในวัฏจักรน้ำและการเติมน้ำใต้ดิน และใช้เป็นเส้นทางสำหรับการอพยพของปลาและสัตว์ป่า แหล่งที่อยู่ทางชีวภาพในบริเวณใกล้ลำธารเรียกว่า เขตริมน้ำ (riparian zone) ลำธารมีบทบาทสำคัญในการเชื่อมต่อแหล่งที่อยู่อาศัยที่กระจัดกระจายเข้าไว้ด้วยกัน และรักษาความหลากหลายทางชีวภาพท่ามกลางเหตุการณ์สูญพันธุ์ยุคโฮโลซีนที่กำลังดำเนินอยู่ในขณะนี้ การศึกษาลำธารและทางน้ำโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับสาขาทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์หลายสาขาที่เป็นสหวิทยาการ เช่น อุทกวิทยา ธรณีสัณฐานวิทยา นิเวศวิทยาทางน้ำ ชีววิทยาของปลา นิเวศวิทยาริมน้ำ และอื่น ๆ

ระบบนิเวศ 

ระบบนิเวศประกอบขึ้นจากส่วนที่เป็นชีวนภาค (biotic component) และอชีวนภาค (abiotic component) ที่ทำงานอย่างประสานกัน โครงสร้างและองค์ประกอบต่าง ๆ ในระบบนิเวศล้วนถูกกำหนดโดยสองสิ่งนี้ ความผันแปรของทั้งสองสิ่งจะก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีพลวัตในระบบนิเวศ ส่วนประกอบที่สำคัญยิ่ง ได้แก่ ดิน บรรยากาศ รังสีจากดวงอาทิตย์ น้ำและสิ่งมีชีวิต

แก่นกลางของแนวคิดเรื่องระบบนิเวศคือแนวคิดที่ว่า สิ่งมีชีวิตมีปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบอื่น ๆ ของสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น Eugene Odum บิดาแห่งนิเวศวิทยา ได้ให้นิยามว่า "หน่วยใด ๆ ที่รวมเอาสิ่งมีชีวิตทั้งหมด (กล่าวคือ "กลุ่มสังคม") ในพื้นที่หนึ่งที่มีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมเชิงกายภาพในพื้นที่นั้น เพื่อให้การถ่ายเทของพลังงานนำไปสู่ลำดับขั้นทางโภชนาการที่ชัดเจน, ความหลากหลายทางชีวภาพ และวัฏจักรของสาร (เช่นการแลกเปลี่ยนสารระหว่างส่วนที่มีและไม่มีชีวิต) ภายในระบบ ก็คือระบบนิเวศ " ภายในระบบนิเวศสิ่งมีชีวิตต่างเชื่อมโยงและพึ่งพาซึ่งกันและกันในห่วงโซ่อาหาร แลกเปลี่ยนพลังงานและสสารระหว่างตัวมันกับสิ่งแวดล้อม แนวคิดเรื่องระบบนิเวศของมนุษย์ตั้งอยู่บนพื้นฐานของระบบทวิวิภาคระหว่าง มนุษย์/ธรรมชาติ และบนพื้นมโนคติที่ว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดล้วนพึ่งพิงกันผ่านระบบนิเวศ เช่นเดียวกับที่พึ่งพิงองค์ประกอบอชีวภาคภายในถิ่นอาศัยของมัน

ระบบที่มีขนาดเล็กกว่าเรียกว่าระบบนิเวศจุลภาค ตัวอย่างเช่นหินและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อยู่ภายใต้มัน ระบบนิเวศมหภาคเกี่ยวข้องกับภูมิภาคนิเวศ (ecoregion) ทั้งหมดพร้อมทั้งลุ่มน้ำของมัน

ป่าชัฎ 

โดยทั่วไปแล้ว ป่าชัฏ (wilderness) ถูกนิยามว่าเป็นพื้นที่ที่ไม่ได้ถูกปรับแต่งอย่างมีนัยสำคัญจากกิจกรรมของมนุษย์ ป่าชัฎสามารถพบได้ตามธรรมชาติ, ที่ดิน, ไร่นา, เขตอนุรักษ์, ทุ่งเลี้ยงสัตว์, ป่าสงวนแห่งชาติ, อุทยานแห่งชาติและแม้แต่ในเขตเมืองตามแม่น้ำลำคลองหรือพื้นที่ยังไม่พัฒนา พื้นที่รกร้างว่างเปล่าและสวนสาธารณะที่ได้รับการคุ้มครอง ป่าชัฎเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตบางชนิด การศึกษาระบบนิเวศ การอนุรักษ์และเพื่อความสันโดษ นักเขียนเชิงธรรมชาติบางคนเชื่อว่า ป่าชัฎมีความสำคัญต่อจิตวิญญาณและความคิดสร้างสรรค์ของมนุษย์ นักนิเวศวิทยาบางส่วนถือว่า ป่าชัฎเป็นส่วนสำคัญของระบบนิเวศตามธรรมชาติที่ดำรงอยู่ได้ด้วยตัวเองของโลก (ชีวมณฑล) นอกจากนี้ ป่าชัฎยังอาจรักษาลักษณะทางพันธุกรรมในอดีต และเป็นแหล่งที่อยู่ของพืชและสัตว์ป่าที่เพิ่มจำนวนไม่ได้เลยหรือเป็นไปได้ยากในสวนสัตว์ สวนรุกขชาติหรือห้องปฏิบัติการ

ชีวิต 

แม้ว่าจะไม่มีข้อตกลงที่เป็นมาตรฐานสำหรับนิยามของการเป็นสิ่งมีชีวิต นักวิทยาศาสตร์อนุโลมว่าสิ่งมีชีวิตต้องสำแดงลักษณะดังต่อไปนี้: มีการจัดแบ่งอย่างเป็นระบบ มีกระบวนการเมแทบอลิซึม มีการเจริญเติบโต มีการปรับตัว มีการตอบสนองต่อสิ่งเร้า และมีการสืบพันธุ์

คุณสมบัติทั่วไปของสิ่งมีชีวิตบนโลก (พืช, สัตว์, เห็ดรา, โพรทิสต์, อาร์เคีย และแบคทีเรีย) คือการที่มีลักษณะเป็นเซลล์ ดำรงชีวิตบนพื้นฐานของคาร์บอน-น้ำ สามารถเจริญเติบโตได้ มีแมแทบอลิซึม มีการตอบสนองต่อสิ่งเร้าและการสืบพันธุ์ โดยทั่วไป ตัวตนที่มีคุณสมบัติเหล่านี้ถือเป็นสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทุกคำจำกัดความของชีวิตที่ถือว่าคุณสมบัติเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญ สิ่งเทียมชีวิตที่มนุษย์สร้างขึ้นอาจถือได้ว่าเป็นชีวิตได้เช่นกัน

ชีวมณฑล เป็นส่วนหนึ่งของเปลือกนอกของโลกซึ่งรวมถึงแผ่นดิน หินผิวดิน น้ำ อากาศและบรรยากาศ ที่สิ่งมีชีวิตอุบัติขึ้น และที่ซึ่งกระบวนการชีวนภาพมีการผันแปรและเปลี่ยนรูป จากมุมมองอย่างกว้างสุดทางธรณีกายวิภาคศาสตร์ ชีวมณฑลเป็นระบบขนาดใหญ่ที่รวมเอาสิ่งมีชีวิตและปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันของพวกมัน รวมถึงปฏิสัมพันธ์ที่พวกมันมีต่อ ธรณีภาค (หิน) อุทกภาค (น้ำ) และ อากาศภาค ประมาณว่าทั้งโลกมีชีวมวลมากกว่า 75 พันล้านตัน (150 ล้านล้านปอนด์หรือประมาณ 6.8 × 10 13 กิโลกรัม) อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมต่างๆภายในชีวมณฑล

กว่าเก้าในสิบของมวลชีวภาพทั้งหมดบนโลกคือพืช ซึ่งชีวิตสัตว์ขึ้นอยู่กับการดำรงอยู่ของมันเป็นอย่างมาก จนถึงปัจจุบันมีการระบุสปีชีส์พืชและสัตว์มากกว่า 2 ล้านชนิด และมีการประมาณว่าจำนวนที่แท้จริงของสปีชีส์บนโลกอยู่ตั้งแต่ไม่กี่ล้านไปจนถึงห้าสิบล้านสปีชีส์ จำนวนของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในระดับหนึ่ง โดยมีสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ปรากฏขึ้นในขณะที่ชนิดอื่นทยอยหายไป จำนวนสปีชีส์ทั้งหมดลดจำนวนลงอย่างรวดเร็ว

วิวัฒนาการ 

ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก แต่ทราบว่าอุบัติขึ้นเมื่ออย่างน้อย 3.5 พันล้านปีก่อน ในช่วงบรมยุคเฮเดียนหรือยุคอาร์เคียนซึ่งโลกมีสภาพแวดล้อมแตกต่างไปจากในปัจจุบันอย่างมาก รูปแบบแรกเริ่มของชีวิตมีคุณลักษณะพื้นฐานคือสามารถจำลองตัวเองและส่งต่อลักษณะทางพันธุกรรม เมื่อสิ่งมีชีวิตปรากฏขึ้น กระบวนการวิวัฒนาการด้วยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ทำให้เกิดการพัฒนาสิ่งมีชีวิตที่มีรูปแบบหลากหลายมากขึ้นเรื่อย ๆ

สิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่ไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงและการแข่งขันจากสิ่งมีชีวิตอื่น ได้สูญพันธุ์ไป อย่างไรก็ตามบันทึกซากดึกดำบรรพ์ยังคงมีหลักฐานของสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่เหล่านี้หลายชนิด หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์และดีเอ็นเอแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่หรือเคยดำรงอยู่ทั้งหมด สามารถติดตามบรรพบุรุษสืบเนื่องย้อนกลับไปยังรูปแบบชีวิตแรกเริ่มได้

เมื่อพืชที่มีรูปแบบพื้นฐานที่สุดพัฒนากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง พลังงานของดวงอาทิตย์จึงสามารถถูกเก็บเกี่ยวเพื่อสร้างสภาวะที่เอื้ออำนวยให้มีรูปแบบชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้น ผลจากกระบวนการดังกล่าวคือออกซิเจนสะสมในบรรยากาศและก่อให้เกิดชั้นโอโซน การรวมตัวของเซลล์ขนาดเล็กภายในเซลล์ขนาดใหญ่ส่งผลให้เกิดการพัฒนาเซลล์ที่ซับซ้อนขึ้น เรียกว่า ยูแคริโอต เซลล์ภายในโคโลนีมีการพัฒนาที่จำเพาะต่อหน้าที่มากขึ้น ส่งผลให้เกิดสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่แท้จริง ชั้นโอโซนดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายไว้ สิ่งมีชีวิตจึงตั้งรกรากอยู่บนพื้นผิวโลกได้

จุลชีพ 

สิ่งมีชีวิตรูปแบบแรกที่อุบัติขึ้นบนโลกคือจุลินทรีย์ และยังเป็นรูปแบบเดียวของสิ่งมีชีวิตจนกระทั่งประมาณหนึ่งพันล้านปีก่อน ซึ่งเป็นเวลาที่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เริ่มปรากฏขึ้น จุลชีพเป็นสิ่งมีชีวิตที่โดยทั่วไปมีขนาดเล็กเกินกว่าที่ตามนุษย์สามารถมองเห็นได้ ตัวอย่างจุลชีพเช่น แบคทีเรีย ฟังไจ อาร์เคีย โพรทิสตา และสัตว์เล็กหลายชนิด

รูปแบบของชีวิตเหล่านี้พบได้ในเกือบทุกสถานที่บนโลกที่มีน้ำในรูปของเหลว รวมถึงภายในของโลกด้วย การสืบพันธุ์ของจุลชีพเป็นไปอย่างรวดเร็วและบ่อยครั้ง ผลของอัตราการกลายพันธุ์ที่สูงและความสามารถในการถ่ายโอนยีนในแนวราบ ทำให้จุลชีพสามารถปรับตัวได้ดีและสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมใหม่ ๆ รวมถึงอวกาศ จุลชีพเป็นส่วนสำคัญของระบบนิเวศของดาวเคราะห์ อย่างไรก็ตามจุลินทรีย์บางชนิดก่อให้เกิดโรคในสิ่งมีชีวิตอื่น

พืชและสัตว์ 

แต่เดิม แอริสตอเติลแบ่งสิ่งมีชีวิตทั้งหมดออกเป็นสัตว์และพืช (ซึ่งเคลื่อนที่ช้ากว่าที่มนุษย์จะสังเกตเห็นได้) ในระบบของลินเนียส การจัดแบ่งนี้กลายเป็น อาณาจักร Vegetabilia (ภายหลังเปลี่ยนเป็นอาณาจักร Plantae หรืออาณาจักรพืช ) และอาณาจักร Animalia (หรืออาณาจักรสัตว์) ตั้งแต่นั้นมาเป็นที่ชัดเจนว่า อาณาจักรพืชตามที่กำหนดไว้แต่เดิมมีกลุ่มที่ไม่เกี่ยวข้องหลายกลุ่ม และเห็ดรากับสาหร่ายหลายกลุ่มก็ถูกย้ายไปยังอาณาจักรใหม่ อย่างไรก็ตามพวกมันมักถูกพิจารณาว่าเป็นพืชในหลายบริบท บางครั้งแบคทีเรียก็ถูกจัดอยู่ในกลุ่มพฤกษชาติ การจำแนกประเภทบางหลักใช้คำว่า bacterial flora เพื่อแยกพวกมันออกจาก flora

พฤกษชาติตามภูมิภาคยังถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ เช่น พืชพื้นเมือง และ พืชเกษตรและพืชสวน ซึ่งอย่างหลังสุดถูกปลูกและเก็บเกี่ยวโดยเจตนา "พฤกษชาติพื้นถิ่น" บางประเภทถูกนำเข้ามาเมื่อหลายศตวรรษก่อน เมื่อผู้คนอพยพจากภูมิภาคหรือทวีปหนึ่งไปยังอีกทวีปหนึ่ง พืชเหล่านี้กลายเป็นส่วนสำคัญของพฤกษชาติในท้องถิ่นที่มีอยู่แต่เดิมในพื้นที่ที่พวกมันถูกนำเข้ามา นับเป็นตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นว่าปฏิสัมพันธ์ที่มนุษย์มีต่อธรรมชาติสามารถทำให้ขอบเขตของสิ่งที่เรียกว่าธรรมชาติไม่ชัดเจนได้เพียงใด

พืชอีกประเภทหนึ่งที่มีการจัดมาอย่างยาวนานคือ "วัชพืช" แม้ว่าคำดังกล่าวจะไม่เป็นที่ชื่นชอบในหมู่นักพฤกษศาสตร์ ในฐานะวิธีการอย่างเป็นทางการสำหรับจัดหมวดหมู่แก่พืชที่ "ไร้ประโยชน์" การใช้คำว่า "วัชพืช" อย่างไม่เป็นทางการเพื่ออธิบายว่าพืชเหล่านั้นควรถูกกำจัด เป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มทั่วไปของผู้คนและสังคมในการพยายามที่จะเปลี่ยนแปลงหรือกำหนดรูปแบบของธรรมชาติ ในทำนองเดียวกัน สัตว์มักถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ เช่นสัตว์เลี้ยง, ปศุสัตว์, สัตว์ป่า, สัตว์รังควาน, ฯลฯ ตามความสัมพันธ์ต่อชีวิตมนุษย์

สัตว์มีคุณลักษณะบางประการที่ทำให้ถูกแยกประเภทต่างหากจากสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ สัตว์เป็นสิ่งมีชีวิตยูแคริโอตและโดยปกติประกอบด้วยหลายเซลล์ (ยกเว้น Myxozoa) คุณลักษณะเหล่านี้แยกสัตว์ออกจากแบคทีเรีย อาร์เคีย และโพรทิสต์ส่วนใหญ่ สัตว์เป็นเฮเทอโรทรอพ ซึ่งย่อยอาหารภายในช่องว่างในลำตัว ต่างจากพืชที่เป็นออโททรอพ นอกจากนี้ยังสามารถแยกออกจากฟังไจ พืช สาหร่าย ด้วยการที่ไม่มีผนังเซลล์

สัตว์มีร่างกายที่มีการแบ่งประเภทการทำงานออกเป็นระบบอันประกอบด้วยเนื้อเยื่อ (ยกเว้นสัตว์ในไฟลัมพอริเฟอราและพลาโคซัวที่ไม่เป็นเนื้อเยื่อแท้จริง) ซึ่งรวมถึงกล้ามเนื้อที่ทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหว ระบบประสาทที่ส่งและประมวลผลสัญญาณประสาท ทุกเซลล์ยูแคริโอตในร่างกายของสัตว์ถูกล้อมรอบด้วยสารเคลือบเซลล์ที่ประกอบด้วยคอลลาเจนและไกลโคโปรตีนที่มีความยืดหยุ่น อาจพบโครงสร้างที่มีการเสริมความแข็งแรงด้วยแคลเซียม เช่น กระดอง เปลือก ขวาก และกระดูก โครงสร้างเหล่านี้ทำหน้าที่คล้ายนั่งร้านที่เซลล์สามารถย้ายเข้าไปและถูกจัดเรียงระหว่างการพัฒนาและการเจริญเป็นตัวเต็มวัย และยังช่วย้คำจุนโครงสร้างทางกายวิภาคศาสตร์ที่ใช้สำหรับการเคลื่อนที่

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับธรรมชาติ 

แม้ว่ามนุษย์จะมีสัดส่วนของมวลชีวภาพเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก แต่ผลกระทบของมนุษย์ที่มีต่อธรรมชาตินั้นมีมากกว่าสิ่งมีชีวิตอื่นเพราะขอบเขตอิทธิพลของมนุษย์ ขอบเขตระหว่างสิ่งที่มนุษย์ถือว่าเป็นธรรมชาติและ "สภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้น" ไม่ชัดเจน เว้นเสียแต่ว่าจะทำการพิจารณาอย่างสุดโต่ง แม้ว่าจะรวมการพิจารณาในแบบดังกล่าวแล้ว ปริมาณของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่ปราศจากอิทธิพลของมนุษย์ที่สามารถสังเกตได้ก็ลดน้อยลงในอัตราที่รวดเร็วมากขึ้นเรื่อย ๆ

การพัฒนาเทคโนโลยีโดยมนุษย์ทำให้เกิดการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรธรรมชาติมากขึ้นและช่วยบรรเทาความเสี่ยงจากภัยธรรมชาติได้ อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความก้าวหน้า แต่ชะตากรรมของอารยธรรมมนุษย์ยังคงมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม มีวงจรป้อนกลับที่มีความซับซ้อนสูงระหว่างแก๊สเรือนกระจกกับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม ภัยคุกคามที่มนุษย์สร้างขึ้นต่อสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติของโลก ได้แก่ มลภาวะ การทำลายป่า และภัยพิบัติเช่นการรั่วไหลของน้ำมัน มนุษย์มีส่วนทำให้พืชและสัตว์หลายชนิดสูญพันธุ์

มนุษย์ใช้ประโยชน์จากธรรมชาติเพื่อกิจกรรมยามว่างและกิจกรรมทางเศรษฐกิจ การได้มาซึ่งทรัพยากรธรรมชาติเพื่อใช้ในภาคอุตสาหกรรมยังคงเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบเศรษฐกิจโลก กิจกรรมบางอย่างเช่นการล่าสัตว์และการตกปลาเป็นไปเพื่อการยังชีพและการพักผ่อนหย่อนใจ มนุษย์รู้จักทำเกษตรกรรมเมื่อราวสหัสวรรษที่ 9 ก่อนคริสต์ศักราช ตั้งแต่การผลิตอาหารไปจนถึงพลังงาน ธรรมชาติมีอิทธิพลต่อความมั่งคั่งทางเศรษฐกิจ

มนุษย์ในยุคแรกเก็บเกี่ยวพืชในธรรมชาติเพื่อเป็นอาหารและใช้พืชที่มีคุณสมบัติเป็นยาเพื่อการรักษาโรคภัยไข้เจ็บ มนุษย์ในปัจจุบันใช้พืชในทางเกษตรกรรมเป็นส่วนใหญ่ การแปรสภาพพื้นที่เพื่อการเพาะปลูกทำให้ปริมาณป่าไม้และพื้นที่ชุ่มน้ำลดลงอย่างมาก ส่งผลให้พืชและสัตว์หลายชนิดต้องสูญเสียที่อยู่อาศัย รวมทั้งการกัดเซาะดินที่เพิ่มขึ้น

สุนทรียภาพและความงาม 

ธรรมชาตินั้นได้รับการพรรณนาและเฉลิมฉลองด้วยงานศิลปะ ภาพถ่าย บทกวีและวรรณกรรมอื่น ๆ มากมายแสดงให้เห็นถึงจุดแข็งที่ผู้คนเชื่อมโยงกับธรรมชาติและความงาม  สุนทรียศาสตร์เป็นสาขาหนึ่งของวิชาปรัชญาที่อธิบายถึงการดำรงอยู่ของการเชื่อมโยงดังกล่าวและองค์ประกอบของมัน นอกเหนือไปจากคุณลักษณะพื้นฐานบางประการที่นักปรัชญาหลายคนเห็นพ้องต้องกันสำหรับอธิบายสิ่งที่เห็นว่ามีความสวยงาม ความเห็นที่มีต่อความสวยงามนั้นแทบไม่มีที่สิ้นสุด ธรรมชาติและความสัณโดษเป็นหัวข้อสำคัญในหลาย ๆ ยุคของประวัติศาสตร์โลก แบบแผนการวาดศิลปะภูมิทัศน์ยุคแรกเริ่มขึ้นในประเทศจีนในช่วงราชวงศ์ถัง (ค.ศ. 618–907) แบบแผนในการแสดงถึงธรรมชาติในรูปแบบ "อย่างที่เป็นอยู่" กลายเป็นจุดมุ่งหมายอย่างหนึ่งของงานจิตรกรรมจีนและส่งอิทธิพลต่อศิลปะในทวีปเอเชีย

แม้ว่าจะมีการเฉลิมฉลองความมหัศจรรย์ทางธรรมชาติในเพลงสดุดีและพระธรรมโยบ แต่การพรรณนาถึงความงามของโลกธรรมชาติในงานศิลปะกลับเป็นที่แพร่หลายในช่วงปี 1800 โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลงานแนวจินตนิยม ศิลปินชาวอังกฤษ จอห์น คอนสตาเบิลและวิลเลียม เทอร์เนอร์ หันมาสนใจการจับภาพความงามของโลกธรรมชาติลงในภาพวาดของพวกเขา ก่อนหน้านั้นภาพวาดส่วนใหญ่เป็นภาพเกี่ยวกับศาสนาหรือมนุษย์ กวีนิพนธ์ของวิลเลียม เวิร์ดสเวิร์ธ บรรยายถึงความมหัศจรรย์ในของโลกธรรมชาติ ซึ่งก่อนหน้านี้เคยถูกมองว่าเป็นสถานที่ที่ให้ความรู้สึกคุกคาม วัฒนธรรมตะวันตกเริ่มมีลักษณะของการให้คุณค่าต่อธรรมชาติมากขึ้น การเคลื่อนไหวทางศิลปะนี้ยังเกิดขึ้นพร้อมกับขบวนการคตินิยมเหนือเหตุผล (Transcendentalist Movement) ในโลกตะวันตก มโนคติตามแบบแผนทั่วไปเกี่ยวกับศิลปะที่มีความสวยงามเกี่ยวข้องกับคำว่า mimesis (การเลียนธรรมชาติ) นอกจากนี้ขอบเขตของอุดมคติเกี่ยวกับความงามในธรรมชาตินั้น ถูกบ่งบอกผ่านรูปแบบทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์แบบ หรือโดยทั่วไปโดยรูปแบบต่าง ๆ ในธรรมชาติ ดังที่ David Rothenburg เขียนไว้ว่า "ความสวยงามคือรากเหง้าของวิทยาศาสตร์ คือเป้าหมายของศิลปะ คือความเป็นไปได้สูงสุดที่มนุษยชาติหวังว่าจะได้เห็น" ("The beautiful is the root of science and the goal of art, the highest possibility that humanity can ever hope to see")

สสารและพลังงาน 

วิทยาศาสตร์บางสาขามองธรรมชาติในฐานะสสารที่มีพลวัต โดยปฏิบัติตามกฎของธรรมชาติอันเป็นสิ่งที่วิทยาศาสตร์พยายามทำความเข้าใจมาตลอด ด้วยเหตุนี้ สาขาทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานที่สุดจึงถูกเข้าใจว่าเป็น "ฟิสิกส์" ซึ่งโดยความหมายแปลได้ว่า "การศึกษาธรรมชาติ"

สสารมักถูกกำหนดให้เป็นสสารที่ประกอบด้วยวัตถุทางกายภาพ มันประกอบไปด้วย เอกภพที่สังเกตได้ ขณะนี้เชื่อกันว่าส่วนประกอบที่มองเห็นได้ของเอกภพมีเพียง 4.9 เปอร์เซ็นต์ของมวลทั้งหมด ส่วนที่เหลือเชื่อว่าประกอบด้วยสสารมืดเย็น 26.8 เปอร์เซ็นต์และพลังงานมืด 68.3 เปอร์เซ็นต์ ขณะนี้ยังไม่ทราบส่วนผสมที่แน่นอนของส่วนประกอบเหล่านี้ และนักฟิสิกส์กำลังทำการค้นคว้าต่อไป

พฤติกรรมของสสารและพลังงานทั่วทั้งจักรวาลที่สังเกตได้ (observable universe) ดูเหมือนจะเป็นไปตามกฎเกณฑ์ทางฟิสิกส์ที่ถูกนิยามไว้ชัดเจนแล้ว กฎเหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแบบจำลองทางจักรวาลวิทยาสำหรับอธิบายโครงสร้างและวิวัฒนาการของจักรวาลที่สังเกตเห็นได้ นิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของกฎของฟิสิกส์ใช้ค่าคงตัวยี่สิบชุด ที่คาดว่ามีค่าคงตัวทั่วทั้งจักรวาลที่สังเกตได้ ค่าเหล่านี้ถูกตรวจวัดอย่างรอบคอบ แต่สาเหตุที่มีค่าดังปรากฏยังไม่เป็นที่ทราบกัน

ห้วงอวกาศ 

อวกาศ (space, outerspace) หมายถึงบริเวณที่เกือบว่างเปล่าของเอกภพ อยู่นอกชั้นบรรยากาศของเทหวัตถุใด ๆ (คำว่า outer space ใช้เพื่อแยกความแตกต่างของอวกาศจากน่านฟ้าและเขตแดนบนพื้นดิน) ไม่มีขอบเขตที่เด่นชัดระหว่างบรรยากาศของโลกและอวกาศ เนื่องจากบรรยากาศจะค่อย ๆ เบาบางตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น พ้นจากพื้นที่ของระบบสุริยะเรียกว่าพื้นที่ระหว่างดาวเคราะห์ (interplanetary space) ซึ่งสิ้นสุดที่แนวเฮลิโอพอส (heliopause) ถัดออกไปเป็นพื้นที่ห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว (interstellar space) 

ในอวกาศที่ไกลออกไปเต็มไปด้วยโมเลกุลอินทรีย์หลายสิบชนิดที่ถูกค้นพบมาจนถึงปัจจุบันด้วยกระบวนการไมโครเวฟสเปกโทรสโกปี, การตรวจจับรังสีที่วัตถุดำแผ่ออกมาหลังจากบิกแบง ณ จุดเริ่มต้นของจักรวาล และจากรังสีคอสมิกซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสของอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนและอนุภาคย่อยต่าง ๆ ของอะตอม นอกจากนี้ยังมีก๊าซ, พลาสม่า, ฝุ่นละอองและอุกกาบาตขนาดเล็ก ในปัจจุบันมีร่องรอยที่มนุษย์ทิ้งไว้ในอวกาศ ทั้งจากปฏิบัติการที่มีมนุษย์ ปฏิบัติการสำรวจอวกาศ การปล่อยจรวดและดาวเทียม เศษซากบางส่วนกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเป็นระยะ ๆ

แม้ว่าโลกจะเป็นเพียงดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบสุริยะที่รองรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต แต่มีการค้นพบหนึ่งแสดงให้เห็นว่าในอดีตอันไกลโพ้น ดาวอังคารมีแหล่งน้ำในสถานะของเหลวอยู่บนพื้นผิว ช่วงเวลาสั้น ๆ ในประวัติศาสตร์ของดาวอังคารอาจมีความสามารถในการสร้างชีวิต ปัจจุบันน้ำที่เหลืออยู่บนดาวอังคารอยู่ในสถานะของแข็ง หากจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาวอังคาร สิ่งมีชีวิตนั้นต้องอาศัยอยู่ลึกลงไปใต้ผิวดิน ที่ซึงอาจพบน้ำในสถานะของเหลว

สภาพของดาวเคราะห์หินดวงอื่น (terrestrial planet, เช่นดาวพุธและดาวศุกร์) รุนแรงเกินกว่าจะเอื้ออำนวยให้สิ่งมีชีวิตในรูปแบบของโลก แต่มีการคาดการณ์ว่ายูโรปา ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่เป็นอันดับที่ 4 ของดาวพฤหัสบดี อาจมีมหาสมุทรใต้ผิวดาวที่เป็นของเหลวและเป็นแหล่งก่อกำเนิดของสิ่งมีชีวิต

นักดาราศาสตร์เริ่มค้นพบดาวเคราะห์คล้ายโลก (Earth analog, ดาวเคราะห์ที่อยู่ในเขตเอื้อชีวิตโดยรอบดาวฤกษ์) นอกระบบสุริยะ จึงเป็นไปได้ว่าดาวเคราะห์ดังกล่าวอาจมีสิ่งมีชีวิตในรูปแบบที่ใกล้เคียงกับบนโลก

ดูเพิ่ม

 พลังธรรมชาติ
 ธรรมชาติของมนุษย์
 ประวัติศาสตร์ของธรรมชาติ
 ภูมิทัศน์ธรรมชาติ
 กฎของธรรมชาติ
 ทรัพยากรธรรมชาติ
 วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ
 เทววิทยาธรรมชาติ
 เขตสงวนธรรมชาติ
 การบูชาธรรมชาติ
 ลัทธิเปลือยกาย

สื่อ:
 Natural History, โดย ไพลนี
 Nature, โดย Ralph Waldo Emerson
 Nature, วารสารวิทยาศาสตร์
 National Wildlife, สิ่งพิมพ์โดยสมาพันธ์สัตว์ป่าแห่งชาติ (อเมริกา)
 Nature (ซีรีส์โทรทัศน์)
 Natural World (ซีรีส์โทรทัศน์)
Organizations:
 The Nature Conservancy
 Nature Detectives
ปรัชญา:
 พระแม่ธรรมชาติ
 ธรรมชาติ (ปรัชญา)
 ธรรมชาตินิยม
 สมดุลธรรมชาติ

หมายเหตุและแหล่งอ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น 
 
 Farber, Paul Lawrence (2000), Finding Order in Nature: The Naturalist Tradition from Linnaeus to E. O. Wilson. Johns Hopkins University Press: Baltimore.
 
 
 

ธรรมชาติ
วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม