Tự nhiên hay thiên nhiên theo nghĩa rộng nhất, là thế giới hay vũ trụ mang tính vật chất. "Tự nhiên" nói đến các hiện tượng xảy ra trong thế giới vật chất, và cũng nhắc đến sự sống nói chung. Phạm vi bao quát của nó từ cấp hạ nguyên tử cho tới những khoảng cách lớn trong vũ trụ. Nghiên cứu về tự nhiên là một mảnh ghép lớn trong thế giới khoa học. Dù cho con người hiển nhiên là một phần của tự nhiên, nhưng những hoạt động của con người thường được phân biệt rạch ròi khỏi những hiện tượng tự nhiên.

Với nhiều cách sử dụng và ý hiểu ngày nay, "tự nhiên" cũng nhắc đến địa chất và thế giới hoang dã. Tự nhiên cũng bao gồm nhiều loại động thực vật sống khác nhau, và trong một số trường hợp liên quan tới tiến trình của những vật vô tri vô giác – cách mà những kiểu riêng biệt của sự vật tồn tại và làm biến đổi môi trường quanh nó, tỉ như thời tiết và hoạt động địa chất của Trái Đất, cũng như vật chất và năng lượng của tất cả mọi thứ mà chúng cấu thành lên. Khi hiểu theo nghĩa là "môi trường tự nhiên" hoặc vùng hoang dã – động vật hoang dã, đá, rừng, bờ biển, và nói chung những thứ không bị tác động của con người thay đổi hoặc phản kháng trước những tác động của con người. Ví dụ, các sản phẩm được sản xuất hoặc có tác động bởi con người nói chung sẽ không được coi là thuộc về tự nhiên, trừ khi được định nghĩa thành những lớp lang phù hợp, ví dụ, "bản chất con người" (nhân tính) hay "toàn thể tự nhiên". Khái niệm truyền thống này về các vật tự nhiên mà đôi khi ngày nay vẫn sử dụng hàm ý sự phân biệt giữa thế giới tự nhiên và nhân tạo, với những thứ nhân tạo được ngầm hiểu từ tâm thức hoặc tư duy của con người. Phụ thuộc vào từng ngữ cảnh, thuật ngữ "tự nhiên" cũng có thể khác hẳn với từ "không tự nhiên" hay "siêu nhiên".

Từ nguyên[sửa | sửa mã nguồn]
Tiếng Anh[sửa | sửa mã nguồn]
Từ nature có nguồn gốc từ natura trong tiếng Latin, có nghĩa là "phẩm chất thuần khiết, thiên hướng bẩm sinh", và trong thời cổ đại nó có nghĩa đen là "sự sinh nở".[1] Natura trong tiếng Latin là dịch từ physis (φύσις) trong tiếng Hy Lạp, một từ có nguồn gốc liên quan đến đặc tính nội tại của thực vật, động vật và những đặc trưng khác trong thế giới do chính người cổ đại nghĩ ra hoặc ghi chép lại.1 2 Khái niệm tự nhiên theo nghĩa tổng thể, hay vũ trụ vật chất, là một trong vài khái niệm mở rộng của khái niệm ban đầu; nó bắt đầu bằng những cách thông hiểu trọng tâm của từ φύσις bởi các triết gia trước Sokrates, và đã thu được sự chú ý dần dần theo thời gian kể từ đó. Cách sử dụng này dần được chấp nhận trong giai đoạn phát triển của phương pháp khoa học hiện đại trong vài thế kỷ qua.3 4[2][3]

Trái Đất[sửa | sửa mã nguồn]
Bài chi tiết: Trái Đất và Khoa học Trái Đất
Trái Đất là hành tinh duy nhất hiện đã được biết là có hỗ trợ cho sự sống, và các đặc điểm tự nhiên của nó là đối tượng cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học. Trong hệ Mặt Trời, Trái Đất là hành tinh gần Mặt Trời thứ 3; là hành tinh đất đá lớn nhất và là hành tinh lớn thứ 5 trong 8 hành tinh. Đặc điểm khí hậu nổi bật nhất của nó là hai vùng cực rộng lớn, hai đới ôn hòa tương đối hẹp và một vùng trải rộng từ nhiệt đới xích đạo đến cận nhiệt đới.[4] Giáng thủy biến thiên rộng tùy theo vị trí, từ vài met mỗi năm đến ít hơn một milimet. 71% bề mặt Trái Đất là nước mặn, phần còn lại là các lục địa và đảo, với hầu hết con người định cư ở những vùng đất thuộc Bắc Bán cầu.

Trái Đất tiến hóa qua các quá trình sinh học và địa chất đã để lại các dấu vết của những môi trường nguyên thủy. Bề mặt Trái Đất được chia thành các mảng kiến tạo chuyển dịch chầm chậm. Phần bên trong hành tinh vẫn còn hoạt động với một lớp dày được gọi là manti và lõi sắt trong cùng tạo ra một từ trường. Lõi sắt này bao gồm một pha rắn ở trong và một pha lỏng ở ngoài. Sự chuyển động đối lưu trong lõi tạo nên những dòng điện tử thông qua những hoạt động xuất điện, và hình thành nên từ trường Trái Đất.

Các đặc tính khí quyển hiện tại đã thay đổi đáng kể so với môi trường sơ khai do sự hiện diện của các dạng sống,[5] chúng tạo nên sự cân bằng sinh thái, giúp ổn định môi trường bề mặt. Mặc cho những biến động khí hậu trên một khu vực rộng dọc theo vĩ độ và các yếu tố địa lý khác, khí hậu trung bình dài hạn toàn cầu là khá ổn định trong thời kỳ gian băng,[6] và những biến đổi về mức độ hoặc nhiệt độ toàn cầu trung bình trong lịch sử đã tạo ra những ảnh hưởng chính yếu đối với cân bằng sinh thái và địa lý hiện thời của Trái Đất.[7][8]

Địa chất

Bài chi tiết: Địa chất học
  
Ba kiểu ranh giới mảng kiến tạo.
Địa chất học là ngành khoa học nghiên cứu về vật chất rắn và lỏng cấu tạo nên Trái Đất. Lĩnh vực địa chất bao gồm việc nghiên cứu về thành phần, cấu tạo, thuộc tính vật lý, động lực và lịch sử của các vật liệu trên Trái Đất và các quá trình mà các vật liệu này được hình thành, di chuyển và biến đổi. Địa chất học là một trường học thuật chính, và cũng rất quan trọng trong khai thác mỏ, dầu khí, những kiến thức về các tai biến thiên nhiên và những giải pháp giảm thiểu các tai biến này, các lĩnh vực địa kỹ thuật, và hiểu về cổ khí hậu và cổ môi trường.

Tiến hóa địa chất[sửa | sửa mã nguồn]
Địa chất của một khu vực liên quan đến thời gian các đơn vị đá kết tụ và đệm chèn, và quá trình biến dạng làm thay đổi hình dạng và vị trí tồn tại ban đầu của chúng.

Các đơn vị đá đầu tiên được hình thành bằng cách tích tụ trên bề mặt hoặc xâm nhập vào các đá có trước. Sự tích tụ xảy ra khi trầm tích lắng đọng trên bề mặt Trái Đất và sau đó biến thành đá tạo thành đá trầm tích, hoặc khi vật liệu núi lửa phun lên ở dạng tro núi lửa hoặc dòng dung nham phủ trên bề mặt. Những loại đá macma xâm nhập như batholith (thể nền), laccolith (thể nấm), dike (thể mạch), và sill, làm đẩy các lớp đá bên trên lên và kết tinh khi chúng xâm nhập vào.

Sau khi lớp đá được hình thành hay tích tụ, các đơn vị đá có thể bị biến dạng hoặc biến chất. Sự biến dạng làm cho các lớp nằm ngang co lại, hoặc kéo giãn ra hoặc di chuyển dọc theo nhau giữa hai phần của đứt gãy. Những cơ chế cấu trúc này liên quan đến các ranh giới hội tụ, ranh giới tách giãn và ranh giới chuyển dạng giữa các mảng kiến tạo.

Quan điểm lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]
Bài chi tiết: Lịch sử Trái Đất và Tiến hóa
  
Ảnh động miêu tả sự dịch chuyển của các lục địa khi tách ra từ Pangaea cho đến nay.
Trái Đất ước tính được hình thành cách đây 4,54 tỉ năm từ tinh vân Mặt Trời, cùng với Mặt Trời và các hành tinh khác.[9] Mặt Trăng được hình thành khoảng 20 triệu năm sau đó. Ban đầu Trái Đất ở dạng nóng chảy, lớp ngoài cùng của hành tinh nguội dần rồi tạo thành vỏ rắn. Các khí thoát ra và hoạt động núi lửa tạo nên bầu khí quyển nguyên thủy. Phần lớn hoặc tất cả hơi nước ngưng tụ đến từ băng được sao chổi mang đến, tạo ra các đại dương và những nguồn nước khác.[10] Môi trường hóa học năng lượng cao được cho là đã tạo ra các phân tử tự sao chép khoảng 4 tỉ năm về trước.[11]

  
Phiêu sinh vật trong đại dương, biển và hồ tồn tại với nhiều hình dạng khác nhau từ ít nhất 2 triệu năm.[12]
Các lục địa được hình thành, rồi sau đó vỡ ra và tái sáp nhập thành bề mặt Trái Đất trải qua hàng trăm triệu năm, đôi khi kết hợp với nhau tạo thành các siêu lục địa. Khoảng 750 triệu năm trước, siêu lục địa đầu tiên có tên Rodinia bắt đầu vỡ ra. Các lục địa sau đó kết hợp lại tạo thành Pannotia, lục địa này sau đó tiếp tục vỡ ra vào khoảng 540 triệu năm trước, sau cùng thì sáp nhập tạo thành Pangaea, rồi lại vỡ ra vào khoảng 180 triệu năm trước.[13]

Có bằng chứng rõ ràng về hoạt động băng hà trong suốt Đại Tân Nguyên sinh (Neoproterozoic), băng đã bao phủ phần lớn hành tinh, trong những sông băng và tảng băng. Giả thiết này được gọi là "Quả cầu tuyết Trái Đất", và nó được đặc biệt quan tâm khi nó có trước sự kiện bùng nổ kỷ Cambri mà theo đó các dạng sống đa bào bắt đầu sinh sôi nảy nở khoảng 530–540 triệu năm trước.[14]

Kể từ vụ bùng nổ kỷ Cambri đã có 5 sự kiện tuyệt chủng lớn.[15] Vụ tuyệt chủng lớn gần đây nhất xảy ra vào khoảng 66 triệu năm trước, khi một thiên thạch có lẽ đã va chạm vào Trái Đất làm tuyệt chủng các loài khủng long phi chim và các loài bò sát lớn khác, ngoại trừ những loài động vật nhỏ như động vật có vú. Và hơn 66 triệu năm qua, lớp thú đã tiến hành đa dạng hóa chủng loài.[16]

Kỷ nguyên hiện tại được xem là một phần của sự kiện tuyệt chủng lớn có tên gọi là tuyệt chủng Holocen, đây là thời kỳ tuyệt chủng nhanh chưa từng thấy.[17][18] Một số tác giả như E. O. Wilson thuộc Đại học Harvard, dự đoán rằng sự phá hoại sinh quyển của con người có thể là nguyên nhân làm tuyệt chủng phân nửa các loài trên Trái Đất trong vòng 100 năm tới.[19] Phạm vi của sự tuyệt chủng hiện tại vẫn đang được nghiên cứu, vẫn còn tranh cãi và tính toán của các nhà sinh học.[20][21][22]

Khí quyển, khí hậu, và thời tiết[sửa | sửa mã nguồn]
  
Ánh sáng xanh tán xạ mạnh hơn so với các sóng dài khác trong không khí của khí quyển, làm cho Trái Đất có màu xanh da trời khi nhìn từ không gian.
Bài chi tiết: Khí quyển Trái Đất, Khí hậu, và Thời tiết
Khí quyển Trái Đất là yếu tố quan trọng nhằm duy trì hệ sinh thái của hành tinh. Lớp khí mỏng bao bọc Trái Đất được giữ bởi trọng lực của Trái Đất. Không khí khô bao gồm 78% nitơ, 21% oxy, 1% argon và các khí trơ khác, cacbon dioxit...; nhưng không khí cũng chứa một lượng đáng kể hơi nước. Áp suất khí quyển giảm từ từ theo cao độ, và tồn tại trong khoảng khoảng 8 km từ bề mặt Trái Đất: độ cao mà áp suất khí quyển giảm theo hằng số e (hằng số toán học tương đương 2,71...).[23][24] Tầng ozon của khí quyển Trái Đất có vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn tia cực tím đến bề mặt Trái Đất. Vì DNA d