ธรรมชาติ

ธรรมชาติ ในความหมายอย่างกว้างสุด เทียบเท่ากับโลกธรรมชาติ โลกกายภาพ หรือโลกวัตถุ "ธรรมชาติ" หมายถึง ปรากฏการณ์ของโลกกายภาพ และยังหมายถึงชีวิตโดยรวม มีขนาดตั้งแต่เล็กกว่าอะตอมไปจนถึงจักรวาล

คำว่า nature มาจากคำภาษาละติน natura หรือ "คุณสมบัติสำคัญ, พื้นนิสัยสืบทอด" และในสมัยโบราณ ตามตัวอักษรหมายถึง "กำเนิด" natura เป็นคำแปลภาษาละตินของคำภาษากรีก physis (φύσις) ซึ่งเดิมเกี่ยวข้องกับลักษณะภายในซึ่งพืช สัตว์และลักษณะเฉพาะ (feature) อื่นของโลกพัฒนาแนว (accord) ของตน มโนทัศน์ธรรมชาติโดยรวม จักรวาลทางกายภาพ เป็นหนึ่งในหลายการต่อขยายของความคิดดั้งเดิม เริ่มต้นด้วยการประยุกต์ใช้แก่นบางอย่างของคำว่า φύσις โดยนักปรัชญายุคก่อนโสเครติส และได้รับความแพร่หลายอย่างต่อเนืองนับแต่นั้น การใช้นี้ได้รับการยืนยันระหว่างการมาถึงของระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ในหลายศตวรรษหลัง

ปัจจุบัน "ธรรมชาติ" มักหมายถึง ธรณีวิทยาและสัตว์ป่า ธรรมชาติอาจหมายถึงอาณาจักรของพืชและสัตว์หลายชนิดทั่วไป และในบางกรณีหมายถึง ขบวนการซึ่งเกี่ยวข้องกับวัตถุไร้ชีวิต คือ วิถีซึ่งสิ่งบางประเภทโดยเฉพาะดำรงและเปลี่ยนแปลงแนวของตน เช่น ลมฟ้าอากาศและธรณีวิทยาของโลก และสสารและพลังงานอันประกอบขึ้นเป็นทุกสิ่งเหล่านี้ นอกจากนี้ยังใช้หมายถึง "สิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ" สัตว์ป่า หิน ป่า ชายหาด และโดยทั่วไปสิ่งเหล่านี้ที่ไม่ถูกเปลี่ยนแปลงอย่างสำคัญโดยอันตรกิริยาของมนุษย์โดยทั่วไปไม่ถูกพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของธรรมชาติ ยกเว้นถูกจัดเป็น อย่างเช่น "ธรรมชาติมนุษย์" มโนทัศน์เก่ากว่าของสิ่งธรรมชาติซึ่งยังพบในปัจจุบันอยู่ชี้ข้อแตกต่างระหว่างธรรมชาติกับที่มนุษย์สร้างขึ้น (artificial) โดยสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นเข้าใจว่าเป็นสิ่งที่ถูกทำให้เกิดขึ้นจากความรู้สึกตัวหรือจิตของมนุษย์ ขึ้นอยู่กับบริบทเฉพาะ คำว่า "ธรรมชาติ" ยังอาจแตกต่างจากไม่เป็นธรรมชาติ เหนือธรรมชาติหรือสังเคราะห์

โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวในปัจจุบันที่ทราบว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่ และลักษณะทางธรรมชาติเป็นหัวข้อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หลายสาขา ในระบบสุริยะ เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เป็นอันดับสาม เป็นดาวเคราะห์คล้ายโลกใหญ่ที่สุด และเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่เป็นอันดับห้า ลักษณะภูมิอากาศที่โดดเด่นที่สุดคือ บริเวณสองขั้วขนาดใหญ่ สองเขตอบอุ่นค่อนข้างแคบ และบริเวณเส้นศูนย์สูตรกว้างเขตร้อนถึงบริเวณเขตกึ่งร้อน หยาดน้ำฟ้ามีแตกต่างกันหลากหลายตามตำแหน่ง ตั้งแต่หลายเมตรต่อปีจนถึงน้อยกว่ามิลลิเมตร พื้นผิวโลกร้อยละ 71 ปกคลุมด้วยมหาสมุทรน้ำเค็ม ที่เหลือเป็นทวีปและเกาะ ซึ่งบริเวณที่มีผู้อยู่อาศัยส่วนใหญ่อยู่ในซีกโลกเหนือ

โลกวิวัฒนาการผ่านขบวนการทางธรณีวิทยาและชีววิทยาซึ่งเหลือร่องรอยสภาพดั้งเดิมอยู่ พื้นผิวส่วนนอกแบ่งเป็นแผ่นเปลือกโลกหลายแผ่นที่ค่อย ๆ ย้ายที่ ชั้นในยังมีพลังอยู่ โดยชั้นเนื้อโลกพลาสติกหนาและแก่นเหล็กที่สร้างสนามแม่เหล็ก

สภาพบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไปจากสภาพดั้งเดิมอย่างสำคัญเพราะมีสิ่งมีชีวิต ซึ่งสร้างสมดุลทางระบบนิเวศซึ่งรักษาสมดุลของสภาพพื้นผิว แม้จะมีความแตกต่างของภูมิอากาศอย่างมากในแต่ละพื้นที่ตามละติจูดและปัจจัยทางภูมิศาสตร์อื่น ๆ แต่ภูมิอากาศโลกเฉลี่ยในระยะยาวค่อนข้างเสถียรระหว่างช่วงอบอุ่นระหว่างยุคน้ำแข็ง (interglacial period) และความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกหนึ่งหรือสององศามีผลกระทบใหญ่หลวงต่อสมดุลระบบนิเวศ และธรณีวิทยาตามที่เป็นจริงของโลก

ธรณีวิทยาของพื้นที่หนึ่งวิวัฒนาการตามกาลเมื่อหน่วยหินถูกทับถมและแทรก และขบวนการเปลี่ยนลักษณะเปลี่ยนรูปทรงและตำแหน่งไป

เริ่มต้นหน่วยหินถูกแทนที่ด้วยการทับถมสู่พื้นผิวหรือรุกล้ำเข้าไปในหินท้องที่ การทับถมสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อตะกอนจมลงสู่พื้นผิวโลก และต่อมาแข็งตัวเป็นหินตะกอน หรือเมื่อวัตถุภูเขาไฟ เช่น เถ้าภูเขาไฟหรือลาวาไหลปกคลุมพื้นผิว หินอัคนีแทรกซอน เช่น หินอัคนีมวลไพศาล หินอัคนีรูปเห็ด พนังและพนังแทรกชั้น ผลักขึ้นไปด้านบนสู่หินที่ทับอยู่ และตกผลึกขณะที่หินอัคนีแทรกซอนรุกล้ำเข้าไป

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

ประเมินว่าโลกก่อตัวขึ้นเมื่อราว 4,540 ล้านปีก่อนจากเนบิวลาสุริยะ ร่วมกับดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ดวงอื่น ดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นราว 20 ล้านปีให้หลัง ในตอนแรกโลกยังหลอมเหลวอยู่ แต่ชั้นนอกของดาวเคราะห์เย็นตัวลง เกิดเป็นเปลือกแข็ง การกำจัดแก๊สและกิจกรรมภูเขาไฟผลิตบรรยากาศยุคแรก ไอน้ำที่ควบคแน่น ซึ่งส่วนใหญ่หรือทั้งหมดมาจากน้ำแข็งจากดาวหาง ก่อให้เกิดมหาสมุทรและแหล่งน้ำอื่น เชื่อกันว่าเคมีซึ่งมีพลังสูงผลิตโมเลกุลที่สามารถทำสำเนาตัวเองได้เมื่อราว 4,000 ล้านปีมาแล้ว

ทวีปก่อตัวขึ้น แล้วแตกออกแล้วเปลี่ยนรูปเมื่อพื้นผิวโลกเปลี่ยนรูปในห้วงหนึ่งร้อยล้านปี บางครั้งรวมกันเกิดเป็นมหาทวีป (supercontinent) ราว 750 ล้านปีก่อน มหาทวีปแรกสุดที่ทราบ คือ มหาทวีปโรดิเนีย เริ่มแยกออกจากกัน ภายหลังทวีปกลับมารวมกันเกิดเป็นแพนโนเทียซึ่งแตกออกเมื่อราว 540 ล้านปีก่อน และท้ายสุด พันเจีย ซึ่งแยกออกจากกันเมื่อราว 180 ล้านปีก่อน

มีหลักฐานสำคัญว่ากิริยาธารน้ำแข็งรุนแรงระหว่างยุคนีโอโพรเทอโรโซอิกปกคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของโลกใต้แผ่นน้ำแข็ง สมมุติฐานนี้เรียกว่า "โลกก้อนหิมะ" (Snowball Earth) และได้รับความสนใจเป็นพิเศษเพราะเกิดขึ้นก่อนการระเบิดยุคแคมเบรียน (Cambrian explosion) ซึ่งสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เริ่มเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็วราว 530–540 ล้านปีก่อน

นับแต่การระเบิดยุคแคมเบรีนย มีการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สามารถระบุได้แยกกันห้าครั้ง การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อราว 65 ล้านปีก่อน เมื่อการชนของอุกกาบาตอาจเป็นสาเหตุให้เกิดการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ที่มิใช่สัตว์ปีกและสัตว์เลื้อยคลานขนาดใหญ่อื่น ๆ แต่เหลือสัตว์เล็ก เช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ซึ่งในขณะนั้นรูปร่างคล้ายหนูผี ในห้วง 65 ล้านปีหลัง สิ่งมีชีวิตสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมมีความหลากหลายมากขึ้น