Naturaleza | |
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Estudió en | ciencias naturales , ciencias naturales e historia natural |
Opuesto | sobrenatural |
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La naturaleza -el mundo material del Universo , en esencia- el principal objeto de estudio de las ciencias naturales .
En la vida cotidiana , la palabra "naturaleza" se usa a menudo en el sentido del hábitat natural (todo lo que no es creado por el hombre).
Los reinos de la naturaleza en las ciencias naturales .
La Tierra es el único planeta conocido actualmente que tiene vida . Sus características naturales son objeto de numerosos estudios científicos. Este es el tercer planeta desde el Sol en el sistema solar y el más grande en diámetro, masa y densidad entre los planetas terrestres . Las principales características climáticas de la Tierra son la presencia de dos grandes regiones polares, dos zonas templadas relativamente estrechas y una amplia región ecuatorial-tropical [3] . Las precipitaciones en el planeta varían ampliamente según la ubicación, desde un milímetro hasta varios metros de precipitación por año. Alrededor del 71% de la superficie de la Tierra es océano . El resto consiste en continentes e islas , con la mayor parte de la tierra habitada por personas ubicadas en el hemisferio norte .
La evolución de la Tierra se ha producido a través de procesos geológicos y biológicos que han dejado huellas de las condiciones originales. La superficie del planeta está dividida en varias placas litosféricas en continuo movimiento , lo que conduce a la fusión y separación periódica de los continentes. El interior de la Tierra consiste en una gruesa capa de manto fundido y un núcleo de hierro que genera un campo magnético .
La composición de la atmósfera actual ha cambiado significativamente con respecto a la original a través de la actividad de varias formas de vida [4] , que crean un equilibrio ecológico que estabiliza las condiciones en la superficie. A pesar de las diferencias significativas en el clima según la latitud y otros factores geográficos, el clima global promedio es bastante estable durante los períodos interglaciares [5] , y un cambio de 1 a 2 °C en la temperatura global promedio históricamente ha tenido un impacto grave en el medio ambiente ecológico. equilibrio y geografía de la Tierra [6] [7] .
La geología es un complejo de ciencias sobre la composición, estructura de la corteza terrestre y los minerales que se encuentran en ella . El complejo de ciencias dentro de la geología se ocupa del estudio de la composición, estructura , propiedades físicas, dinámica e historia de los materiales terrestres, así como los procesos por los cuales se forman, mueven y cambian. La geología es una de las principales disciplinas académicas , la cual, entre otras cosas, es importante para la extracción de minerales e hidrocarburos , la predicción y mitigación de desastres naturales , cálculos en campos geotécnicos y el estudio del clima y el medio ambiente en el pasado.
El sistema solar se formó a partir de una nube interestelar de gas y polvo, en la que, debido a la compresión gravitacional , surgió una estrella central, el Sol , y el disco protoplanetario que lo rodea . En este disco , hace 4540 millones de años , se formó la Tierra junto con otros planetas [8] . No más tarde de unas pocas decenas de millones de años más tarde, un planeta del tamaño de Marte chocó con la Tierra, y la Luna se formó a partir de las emisiones de este impacto . La capa exterior fundida de la Tierra se enfrió con el tiempo, formando una capa sólida: la corteza . La emisión de gases y la actividad volcánica provocaron la aparición de la atmósfera primaria . La condensación del vapor de agua (la mayor parte del cual se formó a partir del hielo de los cometas ) condujo a la aparición de océanos y otras masas de agua [9] . Después de eso, hace unos 4 mil millones de años, los procesos químicos de alta energía condujeron a la aparición de una molécula autorreproductora [10] .
La superficie de la Tierra ha cambiado durante cientos de millones de años, formando ocasionalmente un supercontinente , que luego se divide nuevamente en continentes separados . Hace unos 750 millones de años, el supercontinente más antiguo conocido, Rodinia , comenzó a separarse . Algún tiempo después, los continentes se unieron nuevamente para formar Pannotia , que se separó hace unos 540 millones de años. Luego se formó el último supercontinente: Pangea , que se dividió hace unos 180 millones de años [11] .
Se supone que durante la era Neoproterozoica hubo una glaciación a gran escala de la Tierra, durante la cual el hielo llegó al ecuador . Esta hipótesis ha sido denominada " Tierra Bola de Nieve " y es de particular interés porque esta época precedió a la Explosión Cámbrica , ocurrida hace unos 530-540 millones de años, durante la cual comenzaron a propagarse formas de vida multicelulares [12] .
Ha habido cinco extinciones masivas distintas desde la Explosión Cámbrica [13] . La última extinción masiva ocurrió hace unos 65 millones de años, cuando la colisión de la Tierra con un cuerpo celeste probablemente provocó la extinción de los dinosaurios y otros grandes reptiles. Los siguientes 65 millones de años llevaron a la aparición de una gran variedad de mamíferos [14] .
Hace varios millones de años, los grandes simios de África adquirieron la capacidad de caminar erguidos [15] . La posterior aparición del hombre , el desarrollo de la agricultura y la civilización por él influyeron en la Tierra más que las actividades de cualquier otra especie, e incluso afectaron el clima global del planeta.
En la era moderna, hay una extinción masiva de especies llamada extinción del Holoceno . Esta es la más rápida de todas las extinciones [16] [17] . Algunos científicos, como Edward Wilson de la Universidad de Harvard , creen que la destrucción humana de la biosfera podría llevar a la extinción de la mitad de todas las especies en los próximos 100 años [18] . Los biólogos todavía están estudiando, discutiendo y calculando la escala de la extinción actual [19] .
La atmósfera terrestre es un factor clave en el mantenimiento del ecosistema planetario . La fina capa de gases que rodea la Tierra se mantiene unida por la gravedad del planeta . El aire seco de la atmósfera se compone de 78% de nitrógeno , 21% de oxígeno , 1% de argón , dióxido de carbono y otros compuestos en pequeñas cantidades. El aire también contiene una cantidad variable de vapor de agua [20] [21] . La presión atmosférica disminuye gradualmente a medida que aumenta la altitud y, a una altitud de aproximadamente 19-20 km, disminuye hasta tal punto que el agua y el líquido intersticial comienzan a hervir en el cuerpo humano. Por lo tanto, desde el punto de vista de la fisiología humana, el "espacio" comienza ya a una altitud de 15 a 19 km. La atmósfera de la Tierra a una altitud de 11 a 50 km (en latitudes tropicales - 25-30 km, en latitudes templadas - 20-25, en polar - 15-20) tiene la llamada capa de ozono , que consiste en moléculas de O 3 - juega un papel importante en la absorción de la peligrosa radiación ultravioleta , protegiendo así toda la vida en la superficie de la radiación dañina. La atmósfera también retiene el calor durante la noche, lo que reduce las fluctuaciones de temperatura.
El clima planetario es una medida de las tendencias a largo plazo en el clima. El clima de un planeta se ve afectado por varios factores, incluidas las corrientes oceánicas , el albedo de la superficie , los gases de efecto invernadero , la luminosidad solar cambiante y los cambios en la órbita del planeta . Según las conclusiones de los científicos, la Tierra ha sufrido cambios climáticos dramáticos en el pasado, incluidas las glaciaciones .
El clima de la región depende de una serie de factores, y sobre todo de la latitud . Un rango de latitudes con características climáticas similares forma una región climática. Existen varias regiones de este tipo, que van desde el clima ecuatorial hasta los climas polares de los polos sur y norte . El clima también se ve afectado por las estaciones , que ocurren debido a la inclinación del eje de la tierra en relación con el plano de la órbita. Debido a la inclinación en verano o invierno, una parte del planeta recibe más energía solar que otra. Esta situación cambia a medida que la Tierra se mueve en su órbita. En un momento dado, los hemisferios norte y sur tienen estaciones opuestas.
Los eventos meteorológicos terrestres ocurren casi exclusivamente en la atmósfera inferior ( troposfera ) y sirven como un sistema de redistribución de calor por convección . Las corrientes oceánicas son uno de los determinantes más importantes del clima, especialmente las grandes circulaciones termohalinas submarinas , que distribuyen la energía térmica desde las zonas ecuatoriales hacia las regiones polares. Estos flujos ayudan a moderar las diferencias de temperatura entre invierno y verano en las zonas templadas . Además, sin la redistribución de la energía térmica a través de las corrientes oceánicas y la atmósfera, sería mucho más caliente en los trópicos y mucho más frío en las regiones polares.
El clima puede tener efectos tanto positivos como negativos. Las condiciones climáticas extremas, como tornados , huracanes y ciclones , pueden liberar grandes cantidades de energía en el camino y causar grandes daños. La vegetación superficial ha desarrollado una dependencia de los cambios estacionales en el clima, y los cambios abruptos que duran solo unos pocos años pueden tener un impacto significativo tanto en la vegetación como en los animales que la consumen como alimento.
El clima es un sistema caótico que cambia fácilmente debido a pequeños cambios en el entorno , por lo que los pronósticos meteorológicos precisos actualmente se limitan a solo unos pocos días. Actualmente, dos procesos están teniendo lugar en todo el mundo: la temperatura promedio está aumentando y el clima regional está experimentando cambios notables [22] .
El agua es un compuesto químico formado por hidrógeno y oxígeno y necesario para la actividad vital de todas las formas de vida conocidas [23] . Por lo general, solo el estado líquido de esta sustancia se llama agua, pero también hay un estado sólido ( hielo ) y un estado gaseoso: vapor de agua . El agua cubre el 71% de la superficie terrestre y se concentra principalmente en los océanos y otras grandes masas de agua [24] . Además, aproximadamente el 1,6 % del agua se encuentra bajo tierra en los acuíferos y alrededor del 0,001 % se encuentra en el aire en forma de vapor y nubes (formadas por partículas de agua sólidas y líquidas), así como de precipitaciones [25] . Los océanos contienen el 97% de las aguas superficiales , los glaciares y los casquetes polares -alrededor del 2,4%, los ríos , lagos y estanques- el 0,6% restante. Además, una pequeña cantidad de agua en la Tierra se encuentra en organismos biológicos y productos humanos.
El océano contiene la mayor parte del agua de la Tierra y es el componente principal de la hidrosfera . Aunque hay varios océanos en nuestro planeta, se conectan entre sí en un solo cuerpo de agua salada, a menudo llamado Océano Mundial [26] [27] . Cubre alrededor del 71% de la superficie terrestre (361 millones de km²). La profundidad en la mayoría de los océanos del mundo supera los 3000 metros, y la salinidad promedio es de unas 35 partes por mil (ppt), es decir, 3,5%.
Los límites principales de los océanos están definidos por continentes , varios archipiélagos y otros criterios. Los siguientes océanos se distinguen en la Tierra (en orden descendente de tamaño): Océano Pacífico , Océano Atlántico , Océano Índico , Océano Austral y Océano Ártico . Las partes del océano mundial, rodeadas de tierra o elevaciones de relieve submarino, se denominan mares , bahías , bahías . En la Tierra, también hay depósitos salados, que son más pequeños y no están conectados a los océanos. Dos ejemplos característicos son el Mar de Aral y el Gran Lago Salado .
Un lago es un componente de la hidrosfera , que es un cuerpo de agua natural o creado artificialmente lleno de agua dentro de la cuenca del lago (lecho del lago) y que no tiene una conexión directa con el mar (océano) [28] . En la Tierra, un cuerpo de agua se considera un lago en el caso de que no forme parte del Océano Mundial , mientras que es más grande y más profundo que un estanque , y también se alimenta de las aguas de los ríos . El único lugar conocido, además de la Tierra, donde los lagos se recargan por fuentes externas es Titán , el mayor satélite de Saturno . En la superficie de Titán, los científicos han descubierto lagos de etano , probablemente mezclado con metano . Ahora bien, no se conocen con exactitud las fuentes de alimentación de los lagos de Titán, pero su superficie está cortada por numerosos cauces de ríos . Los lagos naturales en la Tierra tienden a encontrarse en regiones montañosas, zonas de grietas y áreas con glaciación en curso o reciente . Otros lagos están ubicados en áreas cerradas o en la dirección del flujo de grandes ríos. En algunas partes del mundo, los lagos están presentes en grandes cantidades debido al patrón caótico de drenaje que quedó de la última edad de hielo . Todos los lagos son formaciones temporales en escalas de tiempo geológico, ya que se llenarán lentamente de sedimentos o se desbordarán de las cuencas que los contienen.
Un estanque es un depósito de agua estancada de origen natural o artificial, más pequeño que el de un lago. Los estanques son una variedad de depósitos artificiales: jardines acuáticos diseñados para el disfrute estético, estanques de peces destinados a la piscicultura comercial y estanques solares para almacenar energía térmica. Los estanques y lagos difieren de los arroyos en la velocidad del flujo de agua.
Un río es un caudal natural de agua ( curso de agua ) [29] , que discurre en una depresión desarrollada por él -un cauce natural permanente- y alimentado por las escorrentías superficiales y subterráneas de sus cuencas. Por lo general, el río desemboca en el océano , mar , lago u otro río, pero en algunos casos puede perderse en las arenas o pantanos , y también secarse por completo antes de llegar a otro cuerpo de agua. Un arroyo , un canal , un manantial , una fuente, un cayo se consideran ríos pequeños. El río es parte del ciclo hidrológico. El agua de los ríos generalmente se recolecta de la precipitación a través de la escorrentía superficial, el derretimiento del hielo natural y las capas de nieve , y de las aguas subterráneas y los manantiales.
Un riachuelo es un pequeño riachuelo , normalmente desde unas pocas decenas de centímetros hasta varios metros de ancho. Los arroyos son importantes como canales en el ciclo del agua, herramientas para el drenaje profundo y corredores para la migración de peces y vida silvestre. El hábitat biológico en las inmediaciones de los arroyos se denomina zona ribereña. Dado el estado del evento de extinción del Holoceno en curso , los arroyos juegan un papel importante en la conexión de hábitats fragmentados y, por lo tanto, en la conservación de la biodiversidad . El estudio de los arroyos y vías fluviales en general incluye muchas ramas de las ciencias naturales e ingeniería interdisciplinarias, incluidas la hidrología , la geomorfología fluvial , la ecología acuática (ecología de los organismos acuáticos) , la biología de los peces , la ecología de las aguas costeras y otras.
Un ecosistema es un sistema biológico formado por una comunidad de organismos vivos ( biocenosis ), su hábitat ( biotopo ), así como un sistema de conexiones e intercambio de materia y energía entre ellos. Los ecosistemas consisten en varios componentes abióticos y bióticos que están interconectados [31] . La estructura y composición de los ecosistemas están determinadas por diversos factores ambientales , entre los cuales existe un sistema de relaciones, y los cambios en estos factores conducen a cambios dinámicos en el ecosistema. El suelo , la atmósfera , la radiación solar , el agua y los organismos vivos se encuentran entre los componentes más importantes de un ecosistema.
El concepto central en el concepto de ecosistema es la idea de que los organismos vivos interactúan con todos los demás elementos en su entorno local. Eugene Odum , el fundador de la ecología, dijo: “Cualquier entidad que incluye todos los organismos (es decir, una “comunidad”) en un área determinada e interactúa con el entorno físico de tal manera que el flujo de energía conduce a un bienestar. estructura trófica definida , diversidad de especies y ciclos de sustancias (es decir, el intercambio de sustancias entre las partes biótica y abiótica) dentro del sistema, es un ecosistema” [32] . Dentro de un ecosistema, las especies están vinculadas en la cadena alimentaria y dependen unas de otras, y también intercambian energía y materia entre sí y con el medio ambiente [33] .
La unidad más pequeña se llama microecosistema . Un ejemplo de un microsistema sería una roca y la vida diversa debajo de ella. Un macroecosistema puede incluir una ecorregión completa con su cuenca [34] .
Como regla general, un desierto (lugar salvaje) es un área que no ha sido alterada significativamente por la actividad humana. La Fundación WILD lo define con más detalle: "Las áreas naturales salvajes más vírgenes que quedan en nuestro planeta son esos últimos lugares verdaderamente salvajes que no están bajo el control de las personas y no tienen carreteras , tuberías y otras infraestructuras industriales" [35] . Las áreas silvestres pueden estar en reservas naturales , haciendas, ranchos , reservas, reservas de vida silvestre , parques nacionales e incluso áreas urbanas a lo largo de ríos , barrancos y otros lugares no tocados por el hombre. Las áreas silvestres y los parques protegidos son muy importantes para la supervivencia de algunas especies animales y vegetales, la investigación ecológica, la conservación del hábitat y la recreación humana . Algunos escritores creen que la vida silvestre es vital para el alma humana y la creatividad [36] , y algunos ecologistas ven la vida silvestre como una parte integral del ecosistema natural autosostenible del planeta, la biosfera . Las áreas silvestres también pueden preservar rasgos genéticos históricos y proporcionar hábitats para la flora y la fauna silvestres que son difíciles de recrear en zoológicos , arboretos o laboratorios.
Por el momento, no existe un consenso en cuanto al concepto de vida, sin embargo, los científicos generalmente reconocen que la manifestación biológica de la vida se caracteriza por la organización , el metabolismo , el crecimiento , la adaptación , la respuesta a los estímulos y la reproducción [37] . También se puede decir que la vida es una característica del estado del organismo.
Las propiedades características de los organismos terrestres ( plantas , animales , hongos , protozoos , arqueas y bacterias ) son las siguientes: están compuestos por células de base carbono-agua con una organización compleja, tienen un metabolismo, la capacidad de crecer, responder a estímulos y reproducirse. Una entidad que tiene estas propiedades generalmente se considera vida. Sin embargo, no todas las definiciones de vida afirman que todas estas propiedades son necesarias.
El caparazón de la Tierra habitado por organismos vivos se llama biosfera. La biosfera incluye la tierra, las rocas superficiales, el agua , el aire y la atmósfera : todo dentro de lo cual existe la vida y que, a su vez, cambia o transforma los procesos bióticos . Desde un punto de vista geofisiológico amplio, la biosfera es un sistema ecológico global que une a todos los seres vivos y sus conexiones, incluyendo la interacción con elementos de la litosfera (rocas), hidrosfera (agua) y atmósfera (aire). Actualmente, toda la Tierra contiene más de 75 mil millones de toneladas de biomasa (vida) que vive en varios ambientes de la biosfera [38] .
Más del 90% de la biomasa total de la Tierra son plantas , de las que depende en gran medida la vida de los animales [39] . Hasta la fecha, se han identificado más de 2 millones de especies de plantas y animales [40] , y las estimaciones del número real de especies existentes oscilan entre unos pocos millones y más de 50 millones [41] [42] [43] . El número de especies cambia constantemente con la aparición de nuevas especies y la desaparición de otras [44] [45] . El número total de especies ahora está disminuyendo rápidamente [46] [47] [48] .
Por el momento, solo se sabe con certeza la existencia de vida en la Tierra (ver el artículo " Astrobiología "). El surgimiento de la vida es todavía un proceso poco conocido, pero los científicos creen que ocurrió hace unos 3.900-3.500 millones de años durante el Catarchean o Archean , cuando las condiciones ambientales eran significativamente diferentes de las actuales [51] . Las formas de vida originales tenían los mecanismos básicos de autorreplicación y rasgos heredados. Una vez que comenzó la vida, el proceso de evolución a través de la selección natural condujo al desarrollo de formas de vida cada vez más diversas. Las especies que no pudieron adaptarse a los cambios ambientales y la competencia de otras formas de vida se extinguieron ; sin embargo, se puede obtener información sobre muchos organismos antiguos a partir de fósiles .
El surgimiento de la fotosíntesis en las formas más simples de vida vegetal en todo el mundo ha creado condiciones en el planeta para el desarrollo de vida más compleja. El oxígeno se formó como resultado de la reacción de fotosíntesis acumulada en la atmósfera, lo que dio lugar a la formación de la capa de ozono . La agregación de células más pequeñas en estructuras más grandes condujo al desarrollo de células aún más complejas llamadas eucariotas [52] . Las células de las colonias se volvieron más especializadas, dando lugar a verdaderos organismos multicelulares . Con la llegada de la capa de ozono, que absorbe la dañina radiación ultravioleta , la vida se ha extendido por toda la Tierra.
Los microorganismos fueron la primera forma de vida que se desarrolló en la Tierra, y siguieron siendo la única forma de vida en el planeta hasta hace unos mil millones de años, cuando comenzaron a aparecer los organismos multicelulares [53] . Los microorganismos son organismos de tamaño microscópico (generalmente unicelulares ), que incluyen bacterias , arqueas , la mayoría de los protistas y muchos hongos .
Estas formas de vida se pueden encontrar en casi cualquier lugar de la Tierra donde haya agua , incluso dentro de las rocas [54] . Se multiplican rápidamente. La combinación de una alta tasa de mutación y la capacidad de transferir genes horizontalmente los hace altamente adaptables y capaces de sobrevivir en nuevos entornos, incluido el espacio exterior [55] [56] . Forman parte esencial del ecosistema planetario, aunque algunos microorganismos son patógenos y suponen una amenaza para la salud de otros organismos.
Incluso en la antigüedad, la gente dividía todos los organismos vivos en animales y plantas. Aristóteles clasificó a los animales en su Historia de los animales , y su alumno Teofrasto escribió un trabajo paralelo sobre las plantas, Historia de las plantas . Posteriormente, en el siglo XVIII , Carl Linnaeus dividió el mundo natural en tres " reinos ": mineral, vegetal ( regnum vegetalbile latino ) y animal ( regnum animale ), utilizando cuatro niveles ("rangos"): clases , órdenes , géneros y especies . . En 1969, Robert Harding propuso un sistema de clasificación de cinco reinos que sigue siendo popular en la actualidad. Se basa en diferencias en la nutrición: los representantes del reino vegetal son autótrofos multicelulares , los animales son heterótrofos multicelulares , los hongos son saprotrofos multicelulares . Los reinos de protistas y bacterias incluyen organismos unicelulares y protozoarios. Los cinco reinos se dividen en superreinos de eucariotas y procariotas , dependiendo de si las células de estos organismos tienen núcleo.
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El tiempo es una forma de procesos físicos y mentales, una condición de posibilidad de cambio [58] .
En filosofía , este es un flujo irreversible (que fluye en una sola dirección: desde el pasado , a través del presente hacia el futuro ) [59] , dentro del cual tienen lugar todos los procesos que existen en el ser , que son hechos . Sin embargo, existen teorías con tiempo simétrico , como la teoría de Wheeler-Feynman .
El tema de la naturaleza en el arte se revela más plenamente en la era del romanticismo . En el arte, la naturaleza a menudo está dotada de rasgos humanos, aspiraciones y voluntad . La naturaleza actúa como un principio instintivo irrazonable que se opone al espíritu humano . La naturaleza también se interpreta como la fuente, el estado primitivo del mundo, por lo que a veces se cree que la virginidad y la pureza le son características. Cansado de la civilización , una persona busca consuelo en el seno de la naturaleza. En el siglo XX , aparece el tema de la naturaleza, vengándose del hombre en forma de desastres naturales. El neopaganismo moderno es en gran medida un culto a la naturaleza. La diversidad y complejidad de los fenómenos y estructuras naturales permiten hablar de su sabiduría y capacidad de ser maestra de personas.
La transferencia acrítica de la antropomorfización de la naturaleza del campo del arte a los textos científicos y educativos introduce en ellos un elemento de misticismo, reemplazando la explicación de las causas de los fenómenos con referencias a la voluntad y la mente de la Naturaleza.
La naturaleza, como cualquier otro medio orgánico, está en constante desarrollo y movimiento. La característica principal de la naturaleza es su ciclicidad, el cambio sucesivo de estaciones, donde los procesos de despertar reemplazan gradualmente a los lentos, desde la fase de crecimiento y desarrollo hasta la fase de sueño y ralentización de los procesos. El cambio de estaciones de la naturaleza a lo largo del año se llama las estaciones : primavera , verano , otoño , invierno . Las estaciones de la naturaleza, como fenómenos físicos del cambio de estaciones, atraen no solo a los científicos, sino que también inspiran a muchas figuras culturales y artísticas: poetas, prosistas, artistas y músicos. Son las estaciones de la naturaleza las que se dedican a muchos poemas, prosa, el tema de cambiar el estado de ánimo y la apariencia de la naturaleza se reveló tanto en el arte como en la música (por ejemplo, en " Four Seasons " de Antonio Vivaldi y otros) imágenes de humanos percepción de la fuerza y la belleza de la naturaleza.
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