Natur - Nature

Eine Winterlandschaft in Lappland , Finnland
Blitz schlägt während der Eruption des Galunggung Vulkan , West Java , im Jahr 1982
Leben in den abgrundtiefen Ozeanen
South Penghu Marine National Park von Taiwan , ein Wunder der Natur

Natur im weitesten Sinne ist die natürliche, physische, materielle Welt oder das Universum . "Natur" kann sich auf die Phänomene der physischen Welt und auch auf das Leben im Allgemeinen beziehen . Das Studium der Natur ist ein großer, wenn nicht der einzige Teil der Wissenschaft . Obwohl der Mensch ein Teil der Natur ist, wird die menschliche Aktivität oft als separate Kategorie von anderen Naturphänomenen verstanden.

Das Wort Natur aus der geliehenen Alten Französisch Natur und aus dem abgeleiteten lateinischen Wort natura , oder „wesentliche Eigenschaften, angeborene Disposition“, und in der alten Zeiten, wörtlich gemeint „ Geburt “. In der antiken Philosophie wird natura meist als lateinische Übersetzung des griechischen Wortes physis (φύσις) verwendet, das sich ursprünglich auf die intrinsischen Eigenschaften bezog, die Pflanzen, Tiere und andere Merkmale der Welt von selbst entwickeln. Der Begriff der Natur als Ganzes, des physikalischen Universums , ist eine von mehreren Erweiterungen des ursprünglichen Begriffs; es begann mit bestimmten Kernanwendungen des Wortes φύσις durch vorsokratische Philosophen (obwohl dieses Wort damals eine dynamische Dimension hatte, insbesondere für Heraklit ) und hat seitdem stetig an Bedeutung gewonnen. Während des Aufkommens moderner wissenschaftlicher Methoden in den letzten Jahrhunderten wurde die Natur zur passiven Realität, die von göttlichen Gesetzen organisiert und bewegt wurde. Mit der industriellen Revolution wurde die Natur zunehmend als Teil der Realität gesehen, der absichtlichen Eingriffen entzogen wurde: Sie wurde daher von einigen Traditionen als heilig ( Rousseau , amerikanischer Transzendentalismus ) oder als bloßer Anstand für die göttliche Vorsehung oder die Menschheitsgeschichte ( Hegel , Marx ) angesehen. Gleichzeitig wurde jedoch eine vitalistische Sicht der Natur, die der vorsokratischen näher kam, wiedergeboren, insbesondere nach Charles Darwin .

In den verschiedenen Verwendungen des Wortes bezieht sich "Natur" heute oft auf Geologie und Tierwelt . Die Natur kann sich auf den allgemeinen Bereich lebender Pflanzen und Tiere und in einigen Fällen auf die Prozesse beziehen, die mit unbelebten Objekten verbunden sind – die Art und Weise, wie bestimmte Arten von Dingen existieren und sich von selbst ändern, wie das Wetter und die Geologie der Erde . Es wird oft als „ natürliche Umgebung “ oder Wildnis verstanden – wilde Tiere, Felsen, Wälder und im Allgemeinen die Dinge, die durch menschliche Eingriffe nicht wesentlich verändert wurden oder trotz menschlicher Eingriffe bestehen bleiben. Beispielsweise werden hergestellte Gegenstände und menschliche Interaktionen im Allgemeinen nicht als Teil der Natur betrachtet, es sei denn, sie werden beispielsweise als "menschliche Natur" oder "die gesamte Natur" bezeichnet. Dieses traditionellere Konzept der natürlichen Dinge, das heute noch zu finden ist, impliziert eine Unterscheidung zwischen dem Natürlichen und dem Künstlichen, wobei das künstliche Wesen als das verstanden wird, was durch ein menschliches Bewusstsein oder einen menschlichen Verstand ins Leben gerufen wurde . Je nach Kontext kann der Begriff „natürlich“ auch vom Unnatürlichen oder Übernatürlichen unterschieden werden .

Erde

Die Blue Marble , eine berühmte Ansicht der Erde , aufgenommen 1972 von der Besatzung von Apollo 17

Die Erde ist der einzige Planet, von dem bekannt ist, dass er Leben unterstützt, und seine natürlichen Eigenschaften sind Gegenstand vieler wissenschaftlicher Forschungen. Innerhalb des Sonnensystems ist es der Sonne am drittnächsten; es ist der größte terrestrische Planet und der fünftgrößte insgesamt. Seine wichtigsten klimatischen Merkmale sind seine zwei großen Polarregionen, zwei relativ schmale gemäßigte Zonen und eine breite äquatoriale tropische bis subtropische Region. Die Niederschlagsmenge variiert stark je nach Standort, von mehreren Metern Wasser pro Jahr bis zu weniger als einem Millimeter. 71 Prozent der Erdoberfläche sind von Salzwasser-Ozeanen bedeckt. Der Rest besteht aus Kontinenten und Inseln, wobei der größte Teil des bewohnten Landes auf der Nordhalbkugel liegt .

Die Erde hat sich durch geologische und biologische Prozesse entwickelt, die Spuren der ursprünglichen Bedingungen hinterlassen haben. Die äußere Oberfläche ist in mehrere allmählich wandernde tektonische Platten unterteilt . Der Innenraum bleibt aktiv, mit einer dicken Schicht aus Kunststoffmantel und einen Eisengefüllten Kern, der einen erzeugt Magnetfeld . Dieser Eisenkern besteht aus einer festen inneren Phase und einer flüssigen äußeren Phase. Konvektive Bewegung im Kern erzeugt durch Dynamowirkung elektrische Ströme, die wiederum das Erdmagnetfeld erzeugen.

Die atmosphärischen Bedingungen wurden durch das Vorhandensein von Lebensformen gegenüber den ursprünglichen Bedingungen erheblich verändert, wodurch ein ökologisches Gleichgewicht geschaffen wird, das die Oberflächenbedingungen stabilisiert. Trotz der großen regionalen Klimaunterschiede nach Breitengraden und anderen geografischen Faktoren ist das langfristige durchschnittliche globale Klima während der Zwischeneiszeiten ziemlich stabil, und Schwankungen der durchschnittlichen globalen Temperatur um ein oder zwei Grad hatten in der Vergangenheit große Auswirkungen auf das ökologische Gleichgewicht, und über die tatsächliche Geographie der Erde.

Geologie

Geologie ist die Wissenschaft und das Studium der festen und flüssigen Stoffe, aus denen die Erde besteht. Das Gebiet der Geologie umfasst das Studium der Zusammensetzung, Struktur , physikalischen Eigenschaften , Dynamik und Geschichte von Erdmaterialien und der Prozesse, durch die sie gebildet, bewegt und verändert werden. Das Gebiet ist eine wichtige akademische Disziplin und ist auch wichtig für die Gewinnung von Mineralien und Kohlenwasserstoffen , das Wissen über und die Minderung von Naturgefahren , einige Gebiete der Geotechnik und das Verständnis früherer Klimata und Umgebungen.

Geologische Entwicklung

Drei Arten von geologischen plattentektonischen Grenzen

Die Geologie eines Gebiets entwickelt sich im Laufe der Zeit, wenn Gesteinseinheiten abgelagert und eingefügt werden und Verformungsprozesse ihre Form und Position ändern.

Gesteinseinheiten werden zunächst entweder durch Ablagerung an der Oberfläche oder in das darüber liegende Gestein eingelagert . Ablagerungen können auftreten, wenn sich Sedimente auf der Erdoberfläche absetzen und später zu Sedimentgestein versteinern oder wenn vulkanisches Material wie Vulkanasche oder Lavaströme die Oberfläche bedecken. Eruptive Intrusionen wie Batholithen , Laccolithen , Deiche und Schwellen drängen nach oben in das darüberliegende Gestein und kristallisieren beim Eindringen.

Nachdem die erste Gesteinsfolge abgelagert wurde, können die Gesteinseinheiten verformt und/oder metamorphosiert werden . Deformationen treten typischerweise als Folge einer horizontalen Verkürzung, einer horizontalen Ausdehnung oder einer seitlichen Bewegung ( Strike-Slip ) auf. Diese strukturellen Regime beziehen sich im Großen und Ganzen auf konvergente Grenzen , divergente Grenzen bzw. Transformationsgrenzen zwischen tektonischen Platten .

Historische Perspektive

Eine Animation, die die Bewegung der Kontinente von der Trennung von Pangäa bis heute zeigt

Es wird geschätzt, dass sich die Erde zusammen mit der Sonne und anderen Planeten vor 4,54 Milliarden Jahren aus dem Sonnennebel gebildet hat . Der Mond entstand etwa 20 Millionen Jahre später. Zunächst geschmolzen, kühlte die äußere Erdschicht ab, wodurch die feste Kruste entstand. Ausgasung und vulkanische Aktivität erzeugten die Uratmosphäre. Kondensierender Wasserdampf , der größtenteils oder vollständig aus Eis stammte, das von Kometen geliefert wurde , erzeugte die Ozeane und andere Wasserquellen. Es wird angenommen, dass die hochenergetische Chemie vor etwa 4 Milliarden Jahren ein sich selbst replizierendes Molekül hervorgebracht hat.

Plankton bewohnt Ozeane, Meere und Seen und existiert in verschiedenen Formen seit mindestens 2 Milliarden Jahren

Kontinente bildeten sich, lösten sich dann auf und bildeten sich neu, während sich die Oberfläche der Erde über Hunderte von Millionen Jahren neu formte und sich gelegentlich zu einem Superkontinent zusammenfügte . Vor etwa 750 Millionen Jahren begann der früheste bekannte Superkontinent Rodinia auseinanderzubrechen. Die Kontinente vereinigten sich später zu Pannotia, die vor etwa 540 Millionen Jahren auseinanderbrach, und schließlich zu Pangaea , die vor etwa 180 Millionen Jahren auseinanderbrach.

Während des Neoproterozoikums bedeckten Gefriertemperaturen einen Großteil der Erde in Gletschern und Eisschilden. Diese Hypothese wurde als „ Schneeballerde “ bezeichnet und ist von besonderem Interesse, da sie der kambrischen Explosion vorausgeht, bei der sich vor etwa 530–540 Millionen Jahren mehrzellige Lebensformen zu vermehren begannen.

Seit der kambrischen Explosion gab es fünf eindeutig identifizierbare Massensterben . Das letzte Massenaussterben ereignete sich vor etwa 66 Millionen Jahren, als eine Meteoritenkollision wahrscheinlich das Aussterben der nicht-Vogel- Dinosaurier und anderer großer Reptilien auslöste , aber kleine Tiere wie Säugetiere verschonte . In den letzten 66 Millionen Jahren hat sich das Leben der Säugetiere diversifiziert.

Vor mehreren Millionen Jahren erlangte eine Art kleiner afrikanischer Menschenaffen die Fähigkeit, aufrecht zu stehen. Das anschließende Aufkommen des menschlichen Lebens und die Entwicklung der Landwirtschaft und der weiteren Zivilisation ermöglichten es dem Menschen, die Erde schneller als jede andere Lebensform zu beeinflussen, was sowohl die Art und Menge anderer Organismen als auch das globale Klima beeinflusste. Im Vergleich dazu benötigte das Große Oxygenierungsereignis , das durch die Vermehrung von Algen während der Siderian- Zeit erzeugt wurde, etwa 300 Millionen Jahre, um seinen Höhepunkt zu erreichen.

Die gegenwärtige Ära wird als Teil eines Massenaussterbeereignisses eingestuft , dem holozänen Aussterbeereignis , dem schnellsten, das jemals aufgetreten ist. Einige, wie EO Wilson von der Harvard University , sagen voraus, dass die Zerstörung der Biosphäre durch den Menschen in den nächsten 100 Jahren zum Aussterben der Hälfte aller Arten führen könnte. Das Ausmaß des aktuellen Aussterbeereignisses wird noch von Biologen erforscht, diskutiert und berechnet.

Atmosphäre, Klima und Wetter

Blaues Licht wird von den Gasen in der Atmosphäre stärker gestreut als andere Wellenlängen , was der Erde aus dem Weltraum einen blauen Heiligenschein verleiht

Die Erdatmosphäre ist ein Schlüsselfaktor für die Erhaltung des Ökosystems . Die dünne Gasschicht, die die Erde umhüllt, wird durch die Schwerkraft an Ort und Stelle gehalten. Luft besteht hauptsächlich aus Stickstoff , Sauerstoff , Wasserdampf , mit viel kleineren Mengen Kohlendioxid, Argon usw. Der Luftdruck nimmt mit der Höhe stetig ab. Die Ozonschicht spielt eine wichtige Rolle bei der Verringerung der Menge an ultravioletter (UV) Strahlung, die die Oberfläche erreicht. Da die DNA durch UV-Licht leicht geschädigt wird, dient dies dem Schutz des Lebens an der Oberfläche. Die Atmosphäre speichert auch nachts die Wärme, wodurch die täglichen Temperaturextreme reduziert werden.

Terrestrisches Wetter tritt fast ausschließlich im unteren Teil der Atmosphäre auf und dient als Konvektionssystem zur Umverteilung von Wärme. Meeresströmungen sind ein weiterer wichtiger Faktor bei der Bestimmung des Klimas, insbesondere die große thermohaline Unterwasserzirkulation , die Wärmeenergie von den äquatorialen Ozeanen an die Polarregionen verteilt. Diese Strömungen tragen dazu bei, die Temperaturunterschiede zwischen Winter und Sommer in den gemäßigten Zonen abzumildern. Ohne die Umverteilung der Wärmeenergie durch die Meeresströmungen und die Atmosphäre wären die Tropen viel heißer und die Polarregionen viel kälter.

Das Wetter kann sowohl positive als auch schädliche Auswirkungen haben. Wetterextreme wie Tornados oder Hurrikane und Zyklone können auf ihren Wegen viel Energie verbrauchen und Verwüstung anrichten. Die Oberflächenvegetation hat eine Abhängigkeit von den jahreszeitlichen Schwankungen des Wetters entwickelt, und plötzliche Veränderungen, die nur wenige Jahre andauern, können dramatische Auswirkungen sowohl auf die Vegetation als auch auf die Tiere haben, die für ihre Nahrung auf ihr Wachstum angewiesen sind.

Das Klima ist ein Maß für die langfristigen Wettertrends. Verschiedene Faktoren sind dafür bekannt, das Klima zu beeinflussen , einschließlich den Meeresströmungen, Oberfläche Albedo , Treibhausgase , Schwankungen in der Sonnenleuchtkraft und Änderungen der Erdbahn. Basierend auf historischen Aufzeichnungen ist bekannt, dass die Erde in der Vergangenheit drastische Klimaänderungen einschließlich Eiszeiten durchgemacht hat .

Ein Tornado im Zentrum von Oklahoma

Das Klima einer Region hängt von einer Reihe von Faktoren ab, insbesondere vom Breitengrad . Ein Breitenband der Oberfläche mit ähnlichen klimatischen Eigenschaften bildet eine Klimaregion. Es gibt eine Reihe solcher Regionen, die vom tropischen Klima am Äquator bis zum Polarklima im Norden und Süden reichen . Das Wetter wird auch von den Jahreszeiten beeinflusst, die sich aus der Erde ‚s Achse ist gekippt relativ zu seiner Bahnebene . So zu einem bestimmten Zeitpunkt im Sommer oder Winter, ein Teil der Erde mehr direkt mit den Strahlen der exponierten Sonne . Diese Belichtung wechselt ab, während sich die Erde in ihrer Umlaufbahn dreht. Zu jeder Zeit, unabhängig von der Jahreszeit, erleben die nördliche und südliche Hemisphäre entgegengesetzte Jahreszeiten.

Das Wetter ist ein chaotisches System , das durch kleine Veränderungen der Umgebung leicht verändert werden kann , sodass genaue Wettervorhersagen auf nur wenige Tage beschränkt sind. Insgesamt passieren weltweit zwei Dinge: (1) Die Temperatur steigt im Durchschnitt; und (2) das regionale Klima hat merkliche Veränderungen erfahren.

Wasser auf der Erde

Die Iguazu-Wasserfälle an der Grenze zwischen Brasilien und Argentinien

Wasser ist eine chemische Substanz , die aus Wasserstoff und Sauerstoff (H2O) besteht und für alle bekannten Lebensformen lebensnotwendig ist. In der typischen Verwendung bezieht sich Wasser nur auf seine flüssige Form oder seinen flüssigen Zustand , aber die Substanz hat auch einen festen Zustand, Eis , und einen gasförmigen Zustand, Wasserdampf oder Dampf . Wasser bedeckt 71% der Erde ‚Oberfläche. Auf der Erde kommt es hauptsächlich in Ozeanen und anderen großen Gewässern vor, wobei 1,6 % des Wassers unter der Erde in Grundwasserleitern und 0,001 % in der Luft als Dampf , Wolken und Niederschlag vorhanden sind . Ozeane halten 97% des Oberflächenwassers, Gletscher und polare Eiskappen 2,4% und anderes Landoberflächenwasser wie Flüsse, Seen und Teiche 0,6%. Darüber hinaus ist eine winzige Menge des Wassers der Erde in biologischen Körpern und hergestellten Produkten enthalten.

Ozeane

Ein Blick auf den Atlantischen Ozean von Leblon , Rio de Janeiro

Ein Ozean ist ein wichtiger Salzwasserkörper und ein Hauptbestandteil der Hydrosphäre. Ungefähr 71 % der Erdoberfläche (eine Fläche von etwa 361 Millionen Quadratkilometern) sind von Ozeanen bedeckt, einem zusammenhängenden Wasserkörper, der üblicherweise in mehrere Hauptozeane und kleinere Meere unterteilt ist. Mehr als die Hälfte dieses Gebietes ist über 3.000 Meter (9.800 Fuß) tief. Der durchschnittliche Salzgehalt des Ozeans liegt bei etwa 35 ppm (ppt) (3,5%), und fast das gesamte Meerwasser hat einen Salzgehalt im Bereich von 30 bis 38 ppt. Obwohl im Allgemeinen als mehrere ‚separate‘ Ozeane anerkannt, umfassen diese Gewässer eine globale, vernetzte Körper von Salzwasser oft bezeichnet als die World Ocean oder globalen Ozean. Dieses Konzept eines globalen Ozeans als kontinuierliches Gewässer mit relativ freiem Austausch zwischen seinen Teilen ist von grundlegender Bedeutung für die Ozeanographie .

Die wichtigsten ozeanischen Divisionen werden teilweise durch die Kontinente , verschiedene Archipele und andere Kriterien definiert: Diese Divisionen sind (in absteigender Größe) der Pazifische Ozean , der Atlantische Ozean , der Indische Ozean , der Südliche Ozean und der Arktische Ozean . Kleinere Regionen der Ozeane werden Meere, Golfe, Buchten und andere Namen genannt. Es gibt auch Salzseen , bei denen es sich um kleinere Binnensalzwasserkörper handelt , die nicht mit dem Weltozean verbunden sind. Zwei bemerkenswerte Beispiele für Salzseen sind der Aralsee und der Große Salzsee .

Seen

Lake Mapourika , Neuseeland

Ein See (aus dem lateinischen Wort lacus ) ist ein Geländemerkmal (oder ein physikalisches Merkmal ), ein Flüssigkeitskörper auf der Oberfläche einer Welt, der am Boden des Beckens lokalisiert ist (eine andere Art von Landform oder Geländemerkmal; das heißt, es ist nicht global) und bewegt sich langsam, wenn es sich überhaupt bewegt. Auf der Erde gilt ein Gewässer als See, wenn es im Landesinneren liegt, nicht Teil des Ozeans, größer und tiefer als ein Teich ist und von einem Fluss gespeist wird. Die einzige Welt außer der Erde, von der bekannt ist, dass sie Seen beherbergt, ist Titan , Saturns größter Mond, der Seen aus Ethan hat , die höchstwahrscheinlich mit Methan vermischt sind . Es ist nicht bekannt, ob die Seen von Titan von Flüssen gespeist werden, obwohl die Oberfläche von Titan von zahlreichen Flussbetten geprägt ist. Natürliche Seen auf der Erde finden sich im Allgemeinen in Berggebieten, Riftzonen und Gebieten mit anhaltender oder neuer Vereisung . Andere Seen befinden sich in endorheischen Becken oder entlang von Flüssen. In einigen Teilen der Welt gibt es viele Seen aufgrund von chaotischen Entwässerungsmustern, die von der letzten Eiszeit übrig geblieben sind . Alle Seen sind über geologische Zeitskalen temporär, da sie sich langsam mit Sedimenten füllen oder aus dem sie enthaltenden Becken austreten.

Teiche

Das Westborough Reservoir (Mill Pond) in Westborough, Massachusetts

Ein Teich ist ein Körper des stehenden Wassers , entweder natürlich oder künstlich, in der Regel kleiner als ein See ist. Eine Vielzahl von künstlichen Gewässern werden als Teiche klassifiziert, darunter Wassergärten für ästhetische Ornamente, Fischteiche für die kommerzielle Fischzucht und Solarteiche zur Speicherung von Wärmeenergie. Teiche und Seen werden über die Strömungsgeschwindigkeit von Bächen unterschieden . Während Strömungen in Bächen leicht beobachtet werden können, besitzen Teiche und Seen thermisch getriebene Mikroströmungen und mäßige windgetriebene Strömungen. Diese Merkmale unterscheiden einen Teich von vielen anderen aquatischen Geländemerkmalen, wie z. B. Bachbecken und Gezeitenbecken .

Flüsse

Der Nil in Kairo , der Hauptstadt Ägyptens

Ein Fluss ist ein natürlicher Wasserlauf , normalerweise Süßwasser , der in Richtung eines Ozeans, eines Sees, eines Meeres oder eines anderen Flusses fließt. In einigen Fällen mündet ein Fluss einfach in den Boden oder trocknet vollständig aus, bevor er ein anderes Gewässer erreicht. Kleine Flüsse können auch mit mehreren anderen Namen bezeichnet werden, darunter Bach, Bach, Bach, Rinnsal und Rinnsal; Es gibt keine allgemeine Regel, die definiert, was als Fluss bezeichnet werden kann. Viele Namen für kleine Flüsse sind spezifisch für die geografische Lage; Ein Beispiel ist Burn in Schottland und Nordostengland. Manchmal wird ein Fluss als größer als ein Bach bezeichnet, aber dies ist aufgrund der Unklarheit in der Sprache nicht immer der Fall. Ein Fluss ist Teil des Wasserkreislaufs . Wasser in einem Fluss wird im Allgemeinen aus Niederschlägen durch Oberflächenabfluss , Grundwasserneubildung , Quellen und die Freisetzung von gespeichertem Wasser in natürlichem Eis und Schneedecken (dh aus Gletschern ) gesammelt .

Streams

Ein felsiger Bach auf Hawaii

Ein Bach ist ein fließendes Gewässer mit einer Strömung , das in einem Bett und Bachufern eingeschlossen ist . In den Vereinigten Staaten wird ein Bach als Wasserlauf mit einer Breite von weniger als 18 Metern klassifiziert. Bäche sind wichtig als Leitungen im Wasserkreislauf , Instrumente bei der Grundwasserneubildung und dienen als Korridore für die Wanderung von Fischen und Wildtieren . Der biologische Lebensraum in unmittelbarer Nähe eines Baches wird als Uferzone bezeichnet . Angesichts des Status des anhaltenden holozänen Aussterbens spielen Bäche eine wichtige Korridorrolle bei der Verbindung fragmentierter Lebensräume und damit beim Erhalt der Biodiversität . Das Studium von Bächen und Wasserstraßen im Allgemeinen umfasst viele Zweige der interdisziplinären Natur- und Ingenieurwissenschaften, darunter Hydrologie , fluviale Geomorphologie , aquatische Ökologie , Fischbiologie , Uferökologie und andere.

Ökosysteme

Loch Lomond in Schottland bildet ein relativ isoliertes Ökosystem. Die Fischgemeinschaft dieses Sees ist über einen sehr langen Zeitraum unverändert geblieben.
Üppige grüne Aravalli-Bergkette im Wüstenland – Rajasthan , Indien. Ein Wunder, wie so viel Grün im heißen Rajasthan existieren kann, einem Ort, der für seine Thar-Wüste bekannt ist
Eine Luftaufnahme eines menschlichen Ökosystems . Abgebildet ist die Stadt Chicago

Ökosysteme bestehen aus einer Vielzahl biotischer und abiotischer Komponenten , die in Wechselwirkung stehen. Die Struktur und Zusammensetzung wird durch verschiedene Umweltfaktoren bestimmt, die miteinander in Wechselwirkung stehen. Variationen dieser Faktoren werden dynamische Veränderungen des Ökosystems auslösen. Einige der wichtigeren Komponenten sind Boden , Atmosphäre , Sonnenstrahlung , Wasser und lebende Organismen.

Peñas Blancas, Teil des Biosphärenreservats Bosawás . Das Hotel liegt nordöstlich der Stadt Jinotega im Nordosten von Nicaragua

Im Mittelpunkt des Ökosystemkonzepts steht die Idee, dass lebende Organismen mit jedem anderen Element in ihrer lokalen Umgebung interagieren . Eugene Odum, ein Begründer der Ökologie, sagte: „Jede Einheit, die alle Organismen (dh: die „Gemeinschaft“) in einem bestimmten Gebiet umfasst, die mit der physischen Umgebung so interagieren, dass ein Energiefluss zu einer klar definierten trophischen Struktur führt, biotisch Vielfalt und Stoffkreisläufe (dh: Austausch von Materialien zwischen lebenden und nicht lebenden Teilen) innerhalb des Systems ist ein Ökosystem." Innerhalb des Ökosystems sind Arten in der Nahrungskette miteinander verbunden und voneinander abhängig und tauschen Energie und Materie untereinander sowie mit ihrer Umwelt aus. Das Konzept des menschlichen Ökosystems basiert auf der Dichotomie Mensch/Natur und der Idee, dass alle Arten ökologisch voneinander sowie von den abiotischen Bestandteilen ihres Biotops abhängig sind .

Eine kleinere Größeneinheit wird als Mikroökosystem bezeichnet . Ein Mikrosystem kann zum Beispiel ein Stein und das ganze Leben darunter sein. Ein Makroökosystem kann eine ganze Ökoregion mit ihrem Einzugsgebiet umfassen .

Wildnis

Wildnis wird im Allgemeinen als Gebiete definiert, die durch menschliche Aktivitäten nicht wesentlich verändert wurden. Wildnisgebiete können in Schutzgebieten, Anwesen, Farmen, Schutzgebieten, Ranches, Nationalforsten , Nationalparks und sogar in städtischen Gebieten entlang von Flüssen, Schluchten oder anderweitig unbebauten Gebieten gefunden werden. Wildnisgebiete und geschützte Parks gelten als wichtig für das Überleben bestimmter Arten , ökologische Studien, Erhaltung und Einsamkeit. Einige Naturwissenschaftler glauben, dass Wildnisgebiete für den menschlichen Geist und die Kreativität von entscheidender Bedeutung sind, und einige Ökologen betrachten Wildnisgebiete als integralen Bestandteil des sich selbst erhaltenden natürlichen Ökosystems der Erde (der Biosphäre ). Sie können auch historische genetische Merkmale bewahren und Lebensraum für wildlebende Flora und Fauna bieten , die in Zoos , Arboreten oder Labors möglicherweise nur schwer oder gar nicht nachgebildet werden können .

Leben

Stockentenweibchen und Entenküken – Fortpflanzung ist lebensnotwendig

Obwohl es keine allgemeine Übereinstimmung über die Definition von Leben gibt, akzeptieren Wissenschaftler im Allgemeinen, dass die biologische Manifestation des Lebens durch Organisation , Stoffwechsel , Wachstum , Anpassung , Reaktion auf Reize und Fortpflanzung gekennzeichnet ist . Das Leben kann auch einfach als der charakteristische Zustand von Organismen bezeichnet werden .

Gemeinsame Eigenschaften terrestrischer Organismen (Pflanzen, Tiere, Pilze , Protisten , Archaeen und Bakterien) sind, dass sie zellular sind, auf Kohlenstoff und Wasser basieren und eine komplexe Organisation aufweisen, einen Stoffwechsel haben, die Fähigkeit haben zu wachsen, auf Reize zu reagieren und reproduzieren. Ein Wesen mit diesen Eigenschaften wird im Allgemeinen als Leben betrachtet. Allerdings hält nicht jede Definition von Leben all diese Eigenschaften für wesentlich. Auch von Menschen geschaffene Analogien des Lebens können als Leben betrachtet werden.

Die Biosphäre ist der Teil der äußeren Hülle der Erde – einschließlich Land, Oberflächengestein, Wasser, Luft und Atmosphäre –, in dem Leben stattfindet und den biotische Prozesse wiederum verändern oder umwandeln. Aus geophysiologischer Sicht ist die Biosphäre das globale Ökosystem, das alle Lebewesen und ihre Beziehungen, einschließlich ihrer Interaktion mit den Elementen der Lithosphäre (Gestein), Hydrosphäre (Wasser) und Atmosphäre (Luft), integriert. Die gesamte Erde enthält über 75 Milliarden Tonnen (150 Billionen Pfund oder etwa 6,8 × 10 13  Kilogramm) Biomasse (Leben), die in verschiedenen Umgebungen innerhalb der Biosphäre lebt.

Über neun Zehntel der gesamten Biomasse auf der Erde sind Pflanzen, von denen das Tierleben sehr stark abhängig ist. Bis heute wurden mehr als 2 Millionen Pflanzen- und Tierarten identifiziert, und Schätzungen über die tatsächliche Zahl der existierenden Arten reichen von mehreren Millionen bis weit über 50 Millionen. Die Zahl der einzelnen Lebensarten ist ständig im Wandel, wobei ständig neue Arten auftauchen und andere aufhören zu existieren. Die Gesamtzahl der Arten nimmt rapide ab.

Evolution

Ein Gebiet des Amazonas-Regenwaldes, das zwischen Kolumbien und Brasilien geteilt wird . Die tropischen Regenwälder Südamerikas beherbergen die größte Artenvielfalt der Erde

Der Ursprung des Lebens auf der Erde ist nicht gut verstanden, aber es ist bekannt, dass er vor mindestens 3,5 Milliarden Jahren während der Hadean- oder Archäischen Äonen auf einer urzeitlichen Erde aufgetreten ist , die eine wesentlich andere Umgebung hatte als heute. Diese Lebensformen besaßen die grundlegenden Merkmale der Selbstreplikation und vererbbare Merkmale. Sobald Leben entstanden war, führte der Prozess der Evolution durch natürliche Selektion zur Entwicklung immer vielfältigerer Lebensformen.

Arten, die sich nicht an die sich ändernde Umwelt und die Konkurrenz anderer Lebensformen anpassen konnten, starben aus. Der Fossilienbestand enthält jedoch Hinweise auf viele dieser älteren Arten. Aktuelle Fossilien- und DNA- Beweise zeigen, dass alle existierenden Arten eine kontinuierliche Vorfahren bis zu den ersten primitiven Lebensformen zurückverfolgen können.

Als grundlegende Formen des Pflanzenlebens den Prozess der Photosynthese entwickelten, konnte die Energie der Sonne geerntet werden, um Bedingungen zu schaffen, die komplexere Lebensformen ermöglichten. Der dabei entstehende Sauerstoff reicherte sich in der Atmosphäre an und führte zur Ozonschicht . Der Einbau kleinerer Zellen in größere führte zur Entwicklung noch komplexerer Zellen, die als Eukaryoten bezeichnet werden . Zellen innerhalb von Kolonien wurden zunehmend spezialisiert, was zu echten vielzelligen Organismen führte. Da die Ozonschicht schädliche ultraviolette Strahlung absorbierte , besiedelte das Leben die Erdoberfläche.

Mikroben

Eine mikroskopisch kleine Milbe Lorryia formosa

Die erste Lebensform, die sich auf der Erde entwickelte, waren Mikroben, und sie blieben die einzige Lebensform, bis vor etwa einer Milliarde Jahren mehrzellige Organismen auftauchten. Mikroorganismen sind einzellige Organismen, die im Allgemeinen mikroskopisch klein und kleiner sind, als das menschliche Auge sehen kann. Dazu gehören Bakterien , Pilze , Archaea und Protista .

Diese Lebensformen kommen an fast jedem Ort der Erde vor, an dem es flüssiges Wasser gibt, auch im Erdinneren. Ihre Reproduktion ist sowohl schnell als auch reichlich. Die Kombination aus einer hohen Mutationsrate und einer horizontalen Gentransferfähigkeit macht sie sehr anpassungsfähig und in der Lage, in neuen Umgebungen, einschließlich des Weltraums, zu überleben . Sie bilden einen wesentlichen Bestandteil des planetarischen Ökosystems. Einige Mikroorganismen sind jedoch pathogen und können ein Gesundheitsrisiko für andere Organismen darstellen.

Pflanzen und Tiere

Eine Auswahl verschiedener Pflanzenarten
Eine Auswahl verschiedener Tierarten

Ursprünglich teilte Aristoteles alle Lebewesen in Pflanzen, die sich im Allgemeinen nicht schnell genug bewegen, um vom Menschen bemerkt zu werden, und Tieren auf. Im System von Linné wurden dies die Königreiche Vegetabilia (später Plantae ) und Animalia . Seitdem wurde klar, dass die Plantae, wie sie ursprünglich definiert wurden, mehrere nicht verwandte Gruppen umfassten und die Pilze und mehrere Algengruppen in neue Königreiche verbannt wurden. Diese werden jedoch in vielen Zusammenhängen immer noch oft als Pflanzen betrachtet. Bakterielles Leben wird manchmal in Flora eingeschlossen, und einige Klassifikationen verwenden den Begriff Bakterienflora getrennt von Pflanzenflora .

Zu den vielen Möglichkeiten, Pflanzen zu klassifizieren, gehören regionale Floren , die je nach Untersuchungszweck auch fossile Flora umfassen können , Überbleibsel
der Pflanzenwelt aus einer früheren Epoche. Die Menschen in vielen Regionen und Ländern sind sehr stolz auf ihre individuelle Vielfalt an charakteristischer Flora, die aufgrund von Klima- und Geländeunterschieden weltweit stark variieren kann .

Regionale Floren werden im Allgemeinen in Kategorien wie heimische Flora und landwirtschaftliche und Gartenflora unterteilt , von denen die letztgenannten absichtlich angebaut und kultiviert werden. Einige Arten von "einheimischer Flora" wurden tatsächlich vor Jahrhunderten von Menschen eingeführt, die von einer Region oder einem Kontinent zu einem anderen wanderten, und wurden zu einem integralen Bestandteil der einheimischen oder natürlichen Flora des Ortes, an dem sie eingeführt wurden. Dies ist ein Beispiel dafür, wie die menschliche Interaktion mit der Natur die Grenze dessen, was als Natur betrachtet wird, verwischen kann.

Eine andere Pflanzenkategorie wurde in der Vergangenheit für Unkräuter herausgearbeitet . Obwohl der Begriff bei Botanikern als formale Methode zur Kategorisierung "nutzloser" Pflanzen in Ungnade gefallen ist, veranschaulicht die informelle Verwendung des Wortes "Unkraut" zur Beschreibung jener Pflanzen, die als ausrottungswürdig erachtet werden, die allgemeine Tendenz von Menschen und Gesellschaften, versuchen, den Lauf der Natur zu verändern oder zu gestalten. In ähnlicher Weise werden Tiere oft nach ihrer Beziehung zum menschlichen Leben in Kategorien wie Haustiere , Nutztiere , Wildtiere , Schädlinge usw. eingeteilt.

Tiere als Kategorie haben mehrere Eigenschaften, die sie im Allgemeinen von anderen Lebewesen unterscheiden. Tiere sind eukaryontisch und in der Regel vielzellig (siehe jedoch Myxozoa ), was sie von Bakterien, Archaeen und den meisten Protisten unterscheidet . Sie sind heterotroph und verdauen die Nahrung im Allgemeinen in einer inneren Kammer, die sie von Pflanzen und Algen trennt . Sie unterscheiden sich auch von Pflanzen, Algen und Pilzen durch fehlende Zellwände .

Mit wenigen Ausnahmen-vor allem die zwei Stämme aus Schwämmen und placozoans -Tiere haben Körper, die in differenzierten Geweben . Dazu gehören Muskeln , die in der Lage sind, sich zusammenzuziehen und die Fortbewegung zu kontrollieren, und ein Nervensystem , das Signale sendet und verarbeitet. Es gibt auch typischerweise eine innere Verdauungskammer . Die eukaryontischen Zellen aller Tiere sind von einer charakteristischen extrazellulären Matrix aus Kollagen und elastischen Glykoproteinen umgeben . Dies kann verkalkt werden, um Strukturen wie Schalen , Knochen und Spicula zu bilden , ein Gerüst, auf dem sich Zellen während der Entwicklung und Reifung bewegen und reorganisieren können und das die für die Mobilität erforderliche komplexe Anatomie unterstützt.

Menschliche Beziehung

Trotz ihrer natürlichen Schönheit werden die abgelegenen Täler entlang der Na Pali Coast auf Hawaii stark durch eingeführte invasive Arten wie She-Eiche . verändert

Menschlicher Einfluss

Obwohl der Mensch nur einen winzigen Teil der gesamten lebenden Biomasse auf der Erde ausmacht, ist der menschliche Einfluss auf die Natur überproportional groß. Aufgrund des Ausmaßes des menschlichen Einflusses sind die Grenzen zwischen dem, was Menschen als Natur betrachten, und "gemachten Umgebungen" nicht klar, außer an den Extremen. Selbst im Extremfall nimmt die Menge der natürlichen Umwelt, die frei von erkennbaren menschlichen Einflüssen ist, immer schneller ab. Eine in Nature veröffentlichte Studie aus dem Jahr 2020 ergab, dass die anthropogene Masse (vom Menschen hergestellte Materialien) die gesamte lebende Biomasse auf der Erde überwiegt, wobei allein Plastik die Masse aller Land- und Meerestiere zusammen übertrifft. Und laut einer Studie aus dem Jahr 2021, die in Frontiers in Forests and Global Change veröffentlicht wurde , sind nur etwa 3% der terrestrischen Oberfläche des Planeten ökologisch und fauna intakt, mit einem geringen menschlichen Fußabdruck und gesunden Populationen einheimischer Tierarten.

Die Entwicklung der Technologie durch die Menschheit hat eine stärkere Ausbeutung der natürlichen Ressourcen ermöglicht und dazu beigetragen, die Risiken durch Naturgefahren teilweise zu verringern . Trotz dieser Fortschritte bleibt das Schicksal der menschlichen Zivilisation jedoch eng mit Veränderungen in der Umwelt verbunden. Zwischen dem Einsatz fortschrittlicher Technik und den erst langsam verstandenen Umweltveränderungen besteht eine hochkomplexe Rückkopplungsschleife . Zu den vom Menschen verursachten Bedrohungen der natürlichen Umwelt der Erde gehören Umweltverschmutzung , Entwaldung und Katastrophen wie Ölverschmutzungen. Der Mensch hat zum Aussterben vieler Pflanzen und Tiere beigetragen, wobei innerhalb von Jahrzehnten etwa 1 Million Arten vom Aussterben bedroht sind. Der Verlust von Biodiversität und Ökosystemfunktionen im letzten halben Jahrhundert hat das Ausmaß beeinflusst, in dem die Natur zur menschlichen Lebensqualität beitragen kann, und ein anhaltender Rückgang könnte eine große Bedrohung für den Fortbestand der menschlichen Zivilisation darstellen, wenn keine schnelle Kurskorrektur vorgenommen wird. Der Wert der natürlichen Ressourcen für die menschliche Gesellschaft spiegelt sich nicht in den Marktpreisen wider , da die natürlichen Ressourcen meist kostenlos zur Verfügung stehen. Dies verzerrt die Marktpreisbildung für natürliche Ressourcen und führt gleichzeitig zu einer Unterinvestition in unsere natürlichen Ressourcen. Die jährlichen Gesamtkosten öffentlicher Subventionen, die die Natur schädigen, werden konservativ auf 4 bis 6 Billionen US-Dollar (Millionen Millionen) geschätzt. Der institutionelle Schutz dieser Naturgüter wie Ozeane und Regenwälder fehlt. Die Regierungen haben diese wirtschaftlichen Externalitäten nicht verhindert .

Der Mensch nutzt die Natur sowohl für Freizeit als auch für wirtschaftliche Aktivitäten. Der Erwerb natürlicher Ressourcen für die industrielle Nutzung bleibt ein wesentlicher Bestandteil des Weltwirtschaftssystems . Einige Aktivitäten wie Jagen und Angeln werden sowohl für den Lebensunterhalt als auch für die Freizeit genutzt, oft von verschiedenen Personen. Die Landwirtschaft wurde erstmals um das 9. Jahrtausend v . Chr . eingeführt. Von der Nahrungsmittelproduktion bis zur Energie beeinflusst die Natur den wirtschaftlichen Wohlstand.

Obwohl die frühen Menschen unkultiviertes Pflanzenmaterial für die Nahrung sammelten und die medizinischen Eigenschaften der Vegetation zur Heilung nutzten, erfolgt die moderne menschliche Nutzung von Pflanzen durch die Landwirtschaft . Die Rodung großer Landstriche für den Pflanzenanbau hat zu einer deutlichen Verringerung der verfügbaren Aufforstungs- und Feuchtgebiete geführt , was zum Verlust von Lebensräumen für viele Pflanzen- und Tierarten sowie zu verstärkter Erosion geführt hat .

Ästhetik und Schönheit

Ästhetisch ansprechende Blumen

Schönheit in der Natur ist seit jeher ein vorherrschendes Thema in Kunst und Büchern und füllt große Teile von Bibliotheken und Buchhandlungen. Dass die Natur von so viel Kunst, Fotografie, Poesie und anderer Literatur dargestellt und gefeiert wurde, zeigt die Stärke, mit der viele Menschen Natur und Schönheit verbinden. Die Gründe, warum diese Assoziation existiert und woraus die Assoziation besteht, werden von dem Zweig der Philosophie namens Ästhetik untersucht . Abgesehen von bestimmten grundlegenden Eigenschaften, über die sich viele Philosophen einig sind, um zu erklären, was als schön angesehen wird, sind die Meinungen praktisch endlos. Natur und Wildnis waren wichtige Themen in verschiedenen Epochen der Weltgeschichte. Eine frühe Tradition der Landschaftskunst begann in China während der Tang-Dynastie (618–907). Die Tradition, die Natur so darzustellen, wie sie ist, wurde zu einem der Ziele der chinesischen Malerei und prägte die asiatische Kunst maßgeblich.

Obwohl Naturwunder in der gefeiert werden Psalmen und das Buch Hiob , Wildnis Schilderungen in der Kunst wurden in den 1800er Jahren häufiger, vor allem in den Werken der Romantik . Die britischen Künstler John Constable und JMW Turner richteten ihre Aufmerksamkeit darauf, die Schönheit der Natur in ihren Bildern einzufangen. Zuvor waren Gemälde hauptsächlich von religiösen Szenen oder von Menschen dargestellt. Die Poesie von William Wordsworth beschrieb das Wunder der Natur, die früher als bedrohlicher Ort galt. Die Wertschätzung der Natur wurde zunehmend zu einem Aspekt der westlichen Kultur. Diese künstlerische Bewegung fiel auch mit der transzendentalistischen Bewegung in der westlichen Welt zusammen. Eine gängige klassische Vorstellung von schöner Kunst beinhaltet das Wort Mimesis , die Nachahmung der Natur. Auch im Bereich der Vorstellungen von Schönheit in der Natur ist, dass das Perfekte durch perfekte mathematische Formen und allgemeiner durch Muster in der Natur impliziert wird . Wie David Rothenburg schreibt: "Das Schöne ist die Wurzel der Wissenschaft und das Ziel der Kunst, die höchste Möglichkeit, die die Menschheit jemals zu sehen hoffen kann".

Materie und Energie

Die ersten wenigen Wasserstoffatom- Elektronenorbitale, dargestellt als Querschnitte mit farbcodierter Wahrscheinlichkeitsdichte

Einige Wissenschaftsgebiete sehen die Natur als Materie in Bewegung, die bestimmten Naturgesetzen gehorcht, die die Wissenschaft zu verstehen versucht. Als grundlegendste Wissenschaft wird daher allgemein die „ Physik “ verstanden, deren Name noch immer als „ Naturstudium “ erkennbar ist .

Materie wird allgemein als die Substanz definiert, aus der physikalische Objekte bestehen. Es bildet das beobachtbare Universum . Es wird angenommen, dass die sichtbaren Komponenten des Universums nur noch 4,9 Prozent der Gesamtmasse ausmachen. Der Rest soll aus 26,8 Prozent kalter Dunkler Materie und 68,3 Prozent Dunkler Energie bestehen . Die genaue Anordnung dieser Komponenten ist noch unbekannt und wird von Physikern intensiv untersucht.

Das Verhalten von Materie und Energie im beobachtbaren Universum scheint wohldefinierten physikalischen Gesetzen zu folgen . Diese Gesetze wurden verwendet, um kosmologische Modelle zu erstellen , die die Struktur und die Entwicklung des Universums, die wir beobachten können, erfolgreich erklären. Die mathematischen Ausdrücke der physikalischen Gesetze verwenden einen Satz von zwanzig physikalischen Konstanten , die im beobachtbaren Universum statisch zu sein scheinen. Die Werte dieser Konstanten wurden sorgfältig gemessen, aber der Grund für ihre spezifischen Werte bleibt ein Rätsel.

Jenseits der Erde

Planeten des Sonnensystems (Größen maßstabsgetreu, Entfernungen und Beleuchtung nicht maßstabsgetreu)
NGC 4414 ist eine Spiralgalaxie im Sternbild Coma Berenices mit einemDurchmesser vonetwa 56.000 Lichtjahren und etwa 60 Millionen Lichtjahren von der Erde entfernt

Der Weltraum, auch einfach Raum genannt , bezieht sich auf die relativ leeren Regionen des Universums außerhalb der Atmosphären von Himmelskörpern. Der Weltraum wird verwendet, um ihn vom Luftraum (und terrestrischen Orten) zu unterscheiden. Es gibt keine diskrete Grenze zwischen der Erdatmosphäre und dem Weltraum, da sich die Atmosphäre mit zunehmender Höhe allmählich abschwächt. Der Weltraum im Sonnensystem wird als interplanetarischen Raum , der in übergeht interstellaren Raum , was als bekannt ist Heliopause .

Der Weltraum ist spärlich gefüllt mit mehreren Dutzend Arten organischer Moleküle , die bisher durch Mikrowellenspektroskopie entdeckt wurden , Schwarzkörperstrahlung, die vom Urknall und der Entstehung des Universums übrig geblieben ist , und kosmischer Strahlung , zu der ionisierte Atomkerne und verschiedene subatomare Teilchen gehören . Es gibt auch etwas Gas, Plasma und Staub sowie kleine Meteore . Darüber hinaus gibt es heute Anzeichen für menschliches Leben im Weltraum, wie zum Beispiel Material, das von früheren bemannten und unbemannten Starts übrig geblieben ist und eine potenzielle Gefahr für Raumfahrzeuge darstellt. Ein Teil dieser Trümmer gelangt regelmäßig wieder in die Atmosphäre.

Obwohl die Erde der einzige Körper im Sonnensystem ist, von dem bekannt ist, dass er Leben unterstützt, deuten Beweise darauf hin, dass der Planet Mars in der fernen Vergangenheit Körper mit flüssigem Wasser auf der Oberfläche besaß. Für einen kurzen Zeitraum in der Geschichte des Mars könnte er auch in der Lage gewesen sein, Leben zu formen. Derzeit ist jedoch das meiste auf dem Mars verbleibende Wasser gefroren. Wenn überhaupt Leben auf dem Mars existiert, befindet es sich höchstwahrscheinlich unter der Erde, wo noch flüssiges Wasser existieren kann.

Die Bedingungen auf den anderen terrestrischen Planeten Merkur und Venus scheinen zu hart zu sein, um Leben, wie wir es kennen, zu unterstützen. Es wurde jedoch vermutet, dass Europa , der viertgrößte Mond des Jupiter , einen unterirdischen Ozean aus flüssigem Wasser besitzen und möglicherweise Leben beherbergen könnte.

Astronomen haben begonnen, extrasolare Erdanaloga zu entdecken – Planeten, die in der bewohnbaren Zone des Weltraums um einen Stern liegen und daher möglicherweise Leben, wie wir es kennen, beherbergen könnten.

Siehe auch

Medien:

Organisationen:

Philosophie:

  • Mutter Natur
  • Natur (Philosophie)
  • Naturalismus , eine von mehreren philosophischen Positionen, typischerweise diejenigen, die vom Materialismus und Pragmatismus abstammen , die das Übernatürliche nicht von der Natur unterscheiden; dazu gehört der methodologische Naturalismus der Naturwissenschaft, der die methodologische Annahme macht, dass beobachtbare Ereignisse in der Natur nur durch natürliche Ursachen erklärt werden, ohne die Existenz oder Nichtexistenz des Übernatürlichen anzunehmen
  • Gleichgewicht der Natur (biologischer Fehlschluss), ein diskreditiertes Konzept des natürlichen Gleichgewichts in der Räuber-Beute-Dynamik

Hinweise und Referenzen

Weiterlesen

Externe Links