Příroda | |
---|---|
Studoval v | přírodní vědy , přírodní vědy a přírodopis |
Naproti | nadpřirozený |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Příroda - hmotný svět Vesmíru , v podstatě hlavní předmět studia přírodních věd .
V každodenním životě se slovo "příroda" často používá ve významu přirozeného prostředí (všeho, co není vytvořeno člověkem).
Říše přírody v přírodních vědách .
Země je jedinou planetou , o které je v současnosti známo, že má život . Jeho přirozené vlastnosti jsou předmětem mnoha vědeckých studií. Toto je třetí planeta od Slunce ve sluneční soustavě a největší v průměru, hmotnosti a hustotě mezi pozemskými planetami . Hlavními klimatickými rysy Země jsou přítomnost dvou velkých polárních oblastí, dvou relativně úzkých mírných pásem a jedné široké rovníkově-tropické oblasti [3] . Dešťové srážky na planetě se značně liší podle místa, v rozmezí od milimetru do několika metrů srážek za rok. Asi 71 % zemského povrchu tvoří oceán . Zbytek tvoří kontinenty a ostrovy , přičemž většinu země obývají lidé na severní polokouli .
Vývoj Země proběhl prostřednictvím geologických a biologických procesů, které zanechaly stopy původních podmínek. Povrch planety je rozdělen na několik nepřetržitě se pohybujících litosférických desek , což vede k periodickému slučování a oddělování kontinentů. Vnitřek Země se skládá ze silné vrstvy roztaveného pláště a železného jádra , které vytváří magnetické pole .
Složení současné atmosféry se oproti původní výrazně změnilo působením různých forem života [4] , které vytvářejí ekologickou rovnováhu stabilizující podmínky na povrchu. Navzdory značným rozdílům v klimatu v závislosti na zeměpisné šířce a dalších geografických faktorech je průměrné globální klima během meziledových období poměrně stabilní [5] a změna průměrné globální teploty o 1–2 °C má historicky vážný dopad na rovnováha a geografie Země [6] [7] .
Geologie je komplex věd o složení, stavbě zemské kůry a minerálech v ní nacházejících se . Komplex věd v rámci geologie se zabývá studiem složení, struktury , fyzikálních vlastností, dynamiky a historie pozemských materiálů, stejně jako procesů, kterými se tvoří, pohybují a mění. Geologie je jedním z hlavních akademických oborů , který je mimo jiné důležitý pro těžbu nerostů a uhlovodíků , predikci a zmírňování přírodních katastrof , výpočty v geotechnických oborech a studium klimatu a životního prostředí v minulosti.
Sluneční soustava vznikla z mezihvězdného oblaku plynu a prachu, ve kterém vlivem gravitační komprese vznikla centrální hvězda Slunce a protoplanetární disk , který ji obklopuje . V tomto disku před 4,54 miliardami let vznikla Země spolu s dalšími planetami [8] . Nejpozději o několik desítek milionů let později se planeta o velikosti Marsu srazila se Zemí a z emisí z tohoto dopadu vznikl Měsíc . Roztavená vnější vrstva Země se časem ochladila a vytvořila pevnou skořápku - kůru . Emise plynů a vulkanická činnost vedly ke vzniku primární atmosféry . Kondenzace vodní páry (z nichž většina vznikla z ledu komet ) vedla ke vzniku oceánů a dalších vodních ploch [9] . Poté, asi před 4 miliardami let, vedly vysokoenergetické chemické procesy ke vzniku samoreprodukující se molekuly [10] .
Povrch Země se během stovek milionů let měnil, občas se vytvořil superkontinent , který se pak znovu rozpadá na samostatné kontinenty . Asi před 750 miliony let se nejstarší známý superkontinent Rodinia začal oddělovat . O nějaký čas později se kontinenty znovu spojily a vytvořily Pannotii , která od sebe oddělovala asi 540 mya. Poté vznikl poslední superkontinent - Pangea , která se rozpadla asi před 180 miliony let [11] .
Předpokládá se, že během neoproterozoické éry došlo na Zemi k rozsáhlému zalednění , během kterého se led dostal až k rovníku . Tato hypotéza byla nazvána " Sněhová koule Země " a je zvláště zajímavá, protože tato doba předcházela kambrické explozi , ke které došlo asi před 530-540 miliony let, během níž se začaly šířit mnohobuněčné formy života [12] .
Od kambrijské exploze došlo k pěti zřetelným masovým vymírání [13] . K poslednímu masovému vymírání došlo asi před 65 miliony let, kdy srážka Země s nebeským tělesem pravděpodobně způsobila vyhynutí dinosaurů a dalších velkých plazů. Dalších 65 milionů let vedlo ke vzniku velkého množství savců [14] .
Před několika miliony let získali lidoopi v Africe schopnost chodit vzpřímeně [15] . Následný výskyt člověka , jeho rozvoj zemědělství a civilizace ovlivnil Zemi více než činnost jakéhokoli jiného druhu, a dokonce ovlivnil globální klima na planetě.
V moderní době dochází k hromadnému vymírání druhů nazývaných holocénní vymírání . Jedná se o nejrychlejší ze všech vymírání [16] [17] . Někteří vědci, jako Edward Wilson z Harvardské univerzity , se domnívají, že zničení biosféry člověkem by mohlo v příštích 100 letech vést k vyhynutí poloviny všech druhů [18] . Rozsah současného vymírání biologové stále studují, diskutují a počítají [19] .
Zemská atmosféra je klíčovým faktorem pro zachování planetárního ekosystému . Tenká vrstva plynů obklopující Zemi je držena pohromadě gravitací planety . Suchý vzduch v atmosféře se skládá ze 78 % dusíku , 21 % kyslíku , 1 % argonu , oxidu uhličitého a dalších sloučenin v malých množstvích. Vzduch také obsahuje proměnlivé množství vodní páry [20] [21] . Atmosférický tlak klesá postupně s rostoucí nadmořskou výškou a ve výšce asi 19-20 km klesá natolik, že se v lidském těle začne vařit voda a intersticiální tekutina. Proto z hlediska lidské fyziologie začíná „vesmír“ již ve výšce 15-19 km. Zemská atmosféra ve výšce 11 až 50 km (v tropických šířkách - 25-30 km, v mírných zeměpisných šířkách - 20-25, v polárních - 15-20) má takzvanou ozonovou vrstvu , skládající se z molekul O 3 - hraje důležitou roli při absorpci nebezpečného ultrafialového záření , čímž chrání veškerý život na povrchu před škodlivým zářením. Atmosféra také zadržuje teplo v noci, čímž snižuje výkyvy teplot.
Planetární klima je měřítkem dlouhodobých trendů počasí. Klima planety je ovlivněno různými faktory, včetně oceánských proudů , povrchového albeda , skleníkových plynů , měnící se sluneční svítivosti a změn na oběžné dráze planety . Podle závěrů vědců procházela Země v minulosti dramatickými změnami klimatu, včetně dob ledových .
Klima regionu závisí na řadě faktorů a především na zeměpisné šířce . Rozsah zeměpisných šířek s podobnými klimatickými rysy tvoří klimatickou oblast. Existuje několik takových oblastí, od rovníkového klimatu po polární klima jižního a severního pólu . Klima je také ovlivněno ročními obdobími , ke kterým dochází v důsledku sklonu zemské osy vzhledem k rovině oběžné dráhy. Kvůli náklonu v létě nebo v zimě dostává jedna část planety více sluneční energie než druhá. Tato situace se mění, jak se Země pohybuje po své oběžné dráze. V každém daném čase mají severní a jižní polokoule opačné roční období.
Terestrické povětrnostní jevy se vyskytují téměř výhradně v nižších vrstvách atmosféry ( troposféře ) a slouží jako systém konvektivního přerozdělování tepla. Oceánské proudy jsou jedním z nejdůležitějších determinantů klimatu, zejména velké podvodní termohalinní cirkulace , které distribuují tepelnou energii z rovníkových zón do polárních oblastí. Tyto toky pomáhají zmírňovat teplotní rozdíly mezi zimou a létem v mírných pásmech . Bez redistribuce tepelné energie mořskými proudy a atmosférou by navíc bylo v tropech mnohem tepleji a v polárních oblastech mnohem chladněji.
Počasí může mít pozitivní i negativní vlivy. Extrémní povětrnostní podmínky, jako jsou tornáda , hurikány a cyklóny , mohou cestou uvolnit velké množství energie a způsobit velké škody. Povrchová vegetace si vyvinula závislost na sezónních změnách počasí a prudké změny trvající jen několik let mohou mít významný dopad jak na vegetaci, tak na živočichy , kteří vegetaci konzumují za potravou.
Počasí je chaotický systém , který se snadno mění v důsledku malých změn v prostředí , takže přesné předpovědi počasí jsou v současné době omezeny pouze na několik dní. V současné době probíhají po celém světě dva procesy: průměrná teplota se zvyšuje a regionální klima prochází znatelnými změnami [22] .
Voda je chemická sloučenina skládající se z vodíku a kyslíku a nezbytná pro životně důležitou činnost všech známých forem života [23] . Voda se obvykle nazývá pouze kapalné skupenství této látky, ale existuje i skupenství pevné ( led ) a plynné skupenství - vodní pára . Voda pokrývá 71 % zemského povrchu a je soustředěna především v oceánech a dalších velkých vodních plochách [24] . Kromě toho je přibližně 1,6 % vody pod zemí ve zvodnělých vrstvách a asi 0,001 % je ve vzduchu ve formě páry a mraků (vzniklých z pevných a kapalných částic vody), jakož i srážek [25] . Oceány obsahují 97 % povrchové vody , ledovce a polární čepičky – asi 2,4 %, řeky , jezera a rybníky – zbývajících 0,6 %. Kromě toho se malé množství vody na Zemi nachází v biologických organismech a lidských produktech.
Oceán zadržuje většinu vody na Zemi a je hlavní složkou hydrosféry . I když je na naší planetě několik oceánů, propojují se navzájem do jediného útvaru slané vody, často nazývaného Světový oceán [26] [27] . Pokrývá asi 71 % zemského povrchu (361 milionů km²). Hloubka ve většině světových oceánů přesahuje 3000 metrů a průměrná slanost je asi 35 částic na tisíc (ppt), tedy 3,5 %.
Hlavní hranice oceánů jsou definovány kontinenty , různými souostrovími a dalšími kritérii. Na Zemi se rozlišují tyto oceány (v sestupném pořadí podle velikosti): Tichý oceán , Atlantský oceán , Indický oceán , Jižní oceán a Severní ledový oceán . Části světového oceánu, obklopené pevninou nebo vyvýšeninami podmořského reliéfu, se nazývají moře , zálivy , zálivy . Na Zemi jsou také slané nádrže, které jsou menší a nejsou propojené s oceány. Dva charakteristické příklady jsou Aralské jezero a Velké solné jezero .
Jezero je součástí hydrosféry , což je přirozená nebo uměle vytvořená vodní plocha naplněná v jezerní míse (jezerním dně) vodou a nemající přímé spojení s mořem (oceánem) [28] . Na Zemi je vodní plocha považována za jezero v případě, že není součástí Světového oceánu , je větší a hlubší než rybník a také se živí vodami řek . Jediným známým místem, kromě Země, kde jsou jezera dobíjena z vnějších zdrojů, je Titan , největší satelit Saturnu . Na povrchu Titanu vědci objevili jezera etanu , pravděpodobně smíšená s metanem . Nyní nejsou zdroje napájení jezer Titanu přesně známy, ale jeho povrch je rozříznut četnými koryty řek . Přírodní jezera na Zemi se obvykle nacházejí v horských oblastech, trhlinových zónách a oblastech s probíhajícím nebo nedávným zaledněním . Ostatní jezera se nacházejí v uzavřených oblastech nebo po směru toku velkých řek. V některých částech světa jsou jezera přítomna ve velkém množství kvůli chaotickému vzoru odvodnění, který zbyl z poslední doby ledové . Všechna jezera jsou dočasnými formacemi na geologických časových měřítcích, protože se budou pomalu plnit sedimentem nebo přetékat z povodí, které obsahují.
Rybník je nádrž stojaté vody přírodního nebo umělého původu, menší než jezero. Rybníky jsou různé umělé nádrže: vodní zahrady určené pro estetický požitek, rybníky určené pro komerční chov ryb a solární jezírka pro ukládání tepelné energie. Rybníky a jezera se od potoků liší rychlostí proudění vody.
Řeka je přirozený vodní tok ( vodní tok ) [29] , tekoucí v jím vyvinuté prohlubni - stálým přirozeným korytem - a napájený povrchovým a podzemním odtokem z jejich povodí. Řeka se obvykle vlévá do oceánu , moře , jezera nebo jiné řeky, ale v některých případech se může ztratit v píscích nebo bažinách a také zcela vyschnout, než dosáhne jiné vodní plochy. Potok , kanál , pramen , pramen, klíč jsou považovány za malé řeky. Řeka je součástí hydrologického cyklu. Voda v řekách se obecně shromažďuje ze srážek přes povrchový odtok, tání přírodního ledu a sněhových pokrývek a z podzemních vod a pramenů.
Potok je malý potok , obvykle od několika desítek centimetrů do několika metrů široký. Potoky jsou důležité jako kanály ve vodním cyklu, nástroje pro hluboké odvodnění a koridory pro migraci ryb a volně žijících živočichů. Biologický biotop v bezprostřední blízkosti toků se nazývá příbřežní pásmo. Vzhledem ke stavu probíhajícího holocénního vymírání hrají toky důležitou roli při propojování fragmentovaných biotopů a tím i v ochraně biologické rozmanitosti . Studium vodních toků a vodních cest obecně zahrnuje mnoho oborů mezioborové přírodní vědy a inženýrství, včetně hydrologie , fluviální geomorfologie , vodní ekologie (ekologie vodních organismů) , biologie ryb , ekologie pobřežních vod a další.
Ekosystém je biologický systém tvořený společenstvem živých organismů ( biocenóza ), jejich biotopem ( biotop ) a také systémem vazeb a výměny hmoty a energie mezi nimi. Ekosystémy se skládají z různých abiotických a biotických složek, které jsou vzájemně propojeny [31] . Strukturu a složení ekosystémů určují různé faktory prostředí , mezi nimiž existuje systém vztahů a změny těchto faktorů vedou k dynamickým změnám v ekosystému. Půda , atmosféra , sluneční záření , voda a živé organismy patří mezi nejdůležitější složky ekosystému.
Ústředním konceptem v konceptu ekosystému je myšlenka, že živé organismy interagují s každým dalším prvkem v jejich místním prostředí. Eugene Odum , zakladatel ekologie, řekl: „Jakákoli entita, která zahrnuje všechny organismy (tedy „společenství“) v dané oblasti a interaguje s fyzickým prostředím takovým způsobem, že tok energie vede k dobrému definovaná trofická struktura , druhová diverzita a koloběh látek (tedy výměna látek mezi biotickou a abiotickou částí) v rámci systému, je ekosystém“ [32] . V rámci ekosystému jsou druhy propojeny v potravním řetězci a jsou na sobě závislé a také si vyměňují energii a hmotu mezi sebou a s prostředím [33] .
Menší jednota se nazývá mikroekosystém . Příkladem mikrosystému by mohla být skála a rozmanitý život pod ní. Makroekosystém může zahrnovat celý ekoregion s jeho pánví [34] .
Divočina (divoké místo) je zpravidla území, které nebylo výrazně změněno lidskou činností. Nadace WILD to definuje podrobněji: „Nejvíce neporušené divoké přírodní oblasti, které na naší planetě zbyly, jsou poslední skutečně divoká místa, která nejsou pod kontrolou lidí a nemají silnice , potrubí a další průmyslovou infrastrukturu“ [35] . Divočina může být v přírodních rezervacích , statcích, rančích , rezervacích, přírodních rezervacích , národních parcích a dokonce i městských oblastech podél řek , roklí a dalších míst nedotčených člověkem. Oblasti divoké přírody a chráněné parky jsou velmi důležité pro přežití některých živočišných a rostlinných druhů, ekologický výzkum, ochranu stanovišť a lidskou rekreaci . Někteří autoři věří, že divočina je životně důležitá pro lidskou duši a kreativitu [36] , a někteří ekologové vidí divočinu jako nedílnou součást planetárního samoudržitelného přírodního ekosystému, biosféry . Oblasti divočiny mohou také zachovat historické genetické vlastnosti a poskytnout stanoviště pro divokou flóru a faunu , které je obtížné obnovit v zoologických zahradách , arboretech nebo laboratořích.
V současné době neexistuje konsenzus ohledně konceptu života, nicméně vědci obecně uznávají, že biologický projev života je charakterizován organizací , metabolismem , růstem , adaptací , reakcí na podněty a reprodukcí [37] . Dá se také říci, že život je charakteristikou stavu organismu.
Vlastnosti charakteristické pro suchozemské organismy ( rostliny , zvířata , houby , prvoci , archaea a bakterie ) jsou následující: skládají se z buněk na bázi uhlíku a vody se složitou organizací, mají metabolismus, schopnost růstu, reakce na podněty a reprodukovat. Entita, která má tyto vlastnosti, je obecně považována za život. Ne každá definice života však tvrdí, že všechny tyto vlastnosti jsou nezbytné.
Skořápka Země obývaná živými organismy se nazývá biosféra. Biosféra zahrnuje zemi, povrchové horniny, vodu , vzduch a atmosféru – vše, v čem existuje život a co naopak mění nebo transformuje biotické procesy . Z širokého geofyziologického hlediska je biosféra globálním ekologickým systémem, který spojuje všechny živé bytosti a jejich vazby, včetně interakce s prvky litosféry (horniny), hydrosféry (voda) a atmosféry (vzduch). V současnosti celá Země obsahuje více než 75 miliard tun biomasy (života), která žije v různých prostředích biosféry [38] .
Přes 90 % celkové biomasy na Zemi tvoří rostliny , na kterých do značné míry závisí život živočichů [39] . K dnešnímu dni bylo identifikováno více než 2 miliony rostlinných a živočišných druhů [40] a odhady skutečného počtu existujících druhů se pohybují od několika milionů do více než 50 milionů [41] [42] [43] . Počet druhů se neustále mění s výskytem nových druhů a mizením jiných [44] [45] . Celkový počet druhů nyní rychle klesá [46] [47] [48] .
V tuto chvíli je s jistotou známa pouze existence života na Zemi (viz článek „ Astrobiologie “). Vznik života je stále nedostatečně pochopený proces, ale vědci se domnívají, že k němu došlo asi před 3,9–3,5 miliardami let během katarského nebo archejského období , kdy se podmínky prostředí výrazně lišily od těch současných [51] . Původní formy života měly základní mechanismy sebereplikace a zděděné rysy. Jakmile život začal, proces evoluce prostřednictvím přírodního výběru vedl k vývoji stále více rozmanitých forem života. Druhy, které se nedokázaly přizpůsobit změnám prostředí a konkurenci jiných forem života , vyhynuly , nicméně informace o mnoha starověkých organismech lze získat z fosilií .
Vznik fotosyntézy v nejjednodušších formách rostlinného života po celém světě vytvořil na planetě podmínky pro rozvoj složitějšího života. Kyslík vzniklý jako výsledek fotosyntézní reakce se hromadil v atmosféře, což dalo vzniknout ozónové vrstvě . Agregace menších buněk do větších struktur vedla k vývoji ještě složitějších buněk zvaných eukaryota [52] . Buňky v koloniích se staly specializovanějšími, což vedlo ke skutečným mnohobuněčným organismům . S příchodem ozónové vrstvy, která pohlcuje škodlivé ultrafialové záření , se život rozšířil po celé Zemi.
Mikroorganismy byly první formou života, která se na Zemi vyvinula, a zůstaly jedinou formou života na planetě až do doby zhruba před miliardou let, kdy se začaly objevovat mnohobuněčné organismy [53] . Mikroorganismy jsou organismy mikroskopické velikosti (obvykle jednobuněčné ), včetně bakterií , archaea , většiny protistů a mnoha hub .
Tyto formy života lze nalézt téměř kdekoli na Zemi, kde je voda , včetně uvnitř hornin [54] . Rychle se množí. Kombinace vysoké rychlosti mutací a schopnosti horizontálně přenášet geny je činí vysoce adaptabilními a schopnými přežít v nových prostředích, včetně kosmického prostoru [55] [56] . Tvoří nezbytnou součást planetárního ekosystému, ačkoli některé mikroorganismy jsou patogenní a představují hrozbu pro zdraví jiných organismů.
Již v dávných dobách lidé rozdělovali všechny živé organismy na zvířata a rostliny. Aristoteles zařadil zvířata do své Historie zvířat a jeho student Theophrastus napsal paralelní práci o rostlinách , Dějiny rostlin . Později, v 18. století , Carl Linné rozdělil přírodní svět na tři „ říše “: minerální, rostlinné ( latinsky Regnum Vegetabile ) a zvířecí ( Regnum Animale ), pomocí čtyř úrovní („řady“): třídy , řády , rody a druhy . . V roce 1969 navrhl Robert Harding klasifikační systém pěti království, který je dodnes populární. Vychází z rozdílů ve výživě: zástupci rostlinné říše jsou mnohobuněční autotrofové , živočichové jsou mnohobuněční heterotrofní , houby jsou mnohobuněční saprotrofové . Říše protistů a bakterií zahrnují jednobuněčné a prvokové organismy. Všech pět království je rozděleno do superkrálovství eukaryot a prokaryot v závislosti na tom, zda buňky těchto organismů mají jádro.
organismy |
| ||||||||||||||||||
Čas je formou fyzických a duševních procesů, podmínkou možnosti změny [58] .
Ve filozofii se jedná o nevratný tok (tekoucí pouze jedním směrem - z minulosti , přes přítomnost do budoucnosti ) [59] , ve kterém probíhají všechny procesy, které existují v bytí , které jsou fakty . Nicméně, tam jsou teorie se symetrickým časem, takový jako Wheeler-Feynman teorie .
Téma přírody v umění je nejplněji odhaleno v době romantismu . V umění je příroda často obdařena lidskými vlastnostmi, aspiracemi a vůlí . Příroda působí jako nerozumný, instinktivní princip, který se staví proti lidskému duchu . Příroda je také interpretována jako zdroj, primitivní stav světa, proto se někdy věří, že panenství a čistota jsou pro ni charakteristické. Člověk unavený civilizací hledá útěchu v lůně přírody. Ve 20. století se objevuje téma přírody, která se mstí člověku v podobě přírodních katastrof. Moderní novopohanství je do značné míry kultem přírody. Rozmanitost a složitost přírodních jevů a struktur nám umožňuje mluvit o její moudrosti a schopnosti být učitelkou pro lidi.
Nekritické přenesení antropomorfizace přírody z oblasti umění do vědeckých a naučných textů do nich vnáší prvek mystiky, vysvětlování příčin jevů nahrazuje odkazy na vůli a mysl přírody.
Příroda, stejně jako každé jiné organické prostředí, je v neustálém vývoji a pohybu. Hlavním rysem přírody je její cykličnost, postupné střídání ročních období, kdy probouzecí procesy postupně nahrazují pomalé, od fáze růstu a vývoje až po fázi spánku a zpomalování procesů. Střídání ročních období přírody v průběhu roku se nazývá roční období - jaro , léto , podzim , zima . Roční období přírody jako fyzikální jevy střídání ročních období přitahují nejen vědce, ale inspirovaly i mnohé kulturní a umělecké osobnosti – básníky, prozaiky, výtvarníky a hudebníky. Právě ročním obdobím přírody je věnováno mnoho básní, próz, téma proměny nálady a vzhledu přírody bylo odhaleno jak v umění, tak v hudbě (např. ve „ Čtyř ročních obdobích “ Antonia Vivaldiho a dalších), obrazy člověka. vnímání síly a krásy přírody.
Přírodní vědy | |
---|---|
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
|
Vědecké směry | |
---|---|
Humanitní vědy Přírodní Veřejnost Aplikovaný Technický Přesný | |
Science of Science |
Země | ||
---|---|---|
Historie Země | ![]() | |
Fyzikální vlastnosti Země | ||
Skořápky Země | ||
Geografie a geologie | ||
životní prostředí | ||
viz také | ||
|