Природа

Водопад в Австралия

Мълния по време на изригване на вулкана Галунгунг в Индонезия през 1982 г.

Природата в най-широкия смисъл на понятието обхваща цялата Вселена – естествения, физически или материален свят. То включва всички явления във физическия свят – от субатомен до космически мащаб, както и живота като цяло.

Латинската дума за природа, natura, означава „присъщи качества, вродено предразположение“, а първоначалното ѝ значение е „раждане“. От своя страна тя е превод на гръцката дума φύσις, която първоначално означава присъщите свойства на растения, животни и други обекти.

Концепцията за природата като цяло, за физическата Вселена, е едно от няколкото разширения на първоначалното понятие φύσις, което предсократиците започват да използват и което след тях играе все по-голяма роля във философията. Идеята за природата се утвърждава с появата на съвременния научен метод в последните няколко столетия.

В рамките на различните употреби на понятието днес, природа може да се отнася за царството на различните видове живи растения и животни, както и за процесите, свързани с неживи обекти – геоложките и метеорологични процеси на Земята и по-общо съществуването и измененията на материята и енергията, от които е съставен физическия свят. В този контекст природата се разграничава от свръхестественото.

Понякога понятието природа се използва и за обозначаване на „околната среда“ или „дивата природа“ – дивите животни, гори, скали и всички неща, които не са засегнати съществено от човешката дейност. В този контекст изработените от хората предмети и взаимоотношенията между хората не се разглеждат като част от природата. Тази по-стара представа за природата, която остава разпространена и днес, разграничава естественото от изкуственото, под което се разбира всичко създадено съзнателно от човека.

Материалният свят

Материя и енергия

Стандартен модел на елементарните частици: ако се използва дефиницията на „кварки и лептони“, елементарните и съставни частици, изградени от кварки (във виолетово) и лептони (в зелено) са „материя“, докато калибровъчните бозони (в червено) не са „материя“, доколкото представляват носители на взаимодействията

В своя най-едър мащаб природата включва цялата физическа Вселена. Съвременната наука приема, че явленията в нея се подчиняват на общи природни закони. Изследването на тези най-фундаментални зависимости е предмет на физиката – наука, самото наименование на която означава изучаване на природата.

От гледна точка на физиката всички физични обекти са изградени от материя – тя образува наблюдаемата вселена. Днес се смята, че наблюдаемите компоненти на вселената съставляват едва 4,9% от нейната маса, а остатъкът е 26,8% студена тъмна материя и 68,3% тъмна енергия. Свойствата на тези два компонента все още са неизвестни и са предмет на интензивни изследвания.

Поведението на материята и енергията в наблюдаемата вселена изглежда следва добре определени физични закони. Те се използват за създаването на космологични модели, обясняващи структурата и еволюцията на вселената, която можем да наблюдаваме. Математическата форма на тези закони използва набор от 20 физични константи, които изглеждат постоянни в цялата наблюдаема вселена. Стойностите на тези константи са внимателно измерени, но причината те да имат точно тези стойности остава неизвестна.

Космосът

Космос се наричат относително празните области от Вселената извън атмосферите на небесните тела. За Космоса в звездните системи се използва наименованието междупланетно пространство, а извън тях – междузвездна среда. Граница между междупланетното пространство на нашата Слънчева система и междузвездната среда е хелиопаузата.

Космосът съдържа разпръсната при много ниска плътност материя – реликтово излъчване, останало от появата на Вселената при Големия взрив, космически лъчи, включващи йонизирани атомни ядра и различни субатомни частици, както и ограничено количество атоми и молекули. Налични са също известни количества газ, плазма, космически прах и дребни метеори. В междупланетното пространство в непосредствена близост до Земята има и следи от дейността на човека – действащи космически апарати и космически отпадъци.

Планетата Земя

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия, като го разширите.

Химични елементи

Атоми на химичния елемент злато, заснети със сканиращ тунелен микроскоп

Химичните елементи са съставени само от един тип атоми, определени с атомния си номер, които съдържат точно определен брой протони. Химичният елемент се определя еднозначно с броя на протоните, но броят на неутроните може да варира. Това създава изотопите на определен химичен елемент. Най-леките химични елементи са водород и хелий, а от 117 химични елемента в периодичната таблица на Менделеев 94 съществуват естествено и могат да се намерят в природата. Едни от най-разпространените са силиций, азот, водород и въглерод.

Неживата природа

Геология

Граници на тектонични плочи

Геологията е наука за изучаване на твърдата и течна материя, от която е съставена Земята. Областта на геологията обхваща изучаване на състава, структурата, физичните свойства, динамиката и историята на земните материали, както и процесите, чрез които те се формират, преместват и променят. Тя е основна академична дисциплина, важна за добива на минерали и въглеводороди и осигуряваща знания, необходими за предотвратяване или предпазване от природни опасности. Геологията спомага и за разбиране на предишни климати и околни среди.

Геологията на даден район се развива с течение на времето, като скални единици се отлагат и деформационни процеси променят формата и местоположението. Отлагането може да се случи, когато утайките се установяват на повърхността на Земята и по-късно се внедряват в седиментни скали, или когато вулканичен материал, като вулканичната пепел или лава, покриват повърхността като одеяло. Магмата често кристализира в скалите.

След първоначалното отлагане скалните единици могат да бъдат деформирани и/или да претърпят метаморфоза. Деформацията обикновено се случва в резултат на хоризонтално движение. Това може да промени и трансформира границите между тектоничните плочи.

Минералогията се занимава с изучаването на минералите – естествени химични елементи или съединения, образувани при геоложки процеси. Те са твърди вещества с постоянен химичен състав и имат кристална структура. По състава си могат да бъдат класифицирани като обикновени химични елементи (диамант), соли (флуорит, хлорид) или силикати с доста сложна композиция. Едни от най-разпространените минерали на Земята са кварц, калцит, каолин, сяра и флуорит. Около половината от минералите са рядкост.

Има разлика между скали, минерали и руди. Скалите са съставени от един или няколко вида минерали, но могат да съдържат и органични вещества. Рудата е скала, която съдържа един или няколко редки или важни за индустрията минерали, добива се в мини и от нея се извличат метали.

Атмосфера и климат

Синята светлина се разсейва повече от другите цветове от атмосферните газове, което придава на Земята синьо хало (ореол) при поглед от Космоса

Атмосферата на Земята е ключов фактор за поддържане на планетарната екосистема. Тя се състои от тънък слой газове, които обгръщат планетата и биват задържани от земната гравитация. Сухият въздух се състои от 78% азот, 21% кислород, 1% аргон и други инертни газове, въглероден диоксид и др., а също и променливо количество водни пари. В рамките на изотермичния модел, с увеличаване на надморската височина атмосферното налягане намалява експоненциално. Озоновият слой играе важна роля за регулирането на ултравиолетовата (UV) радиация, която достига до повърхността. ДНК-структурата на живите организми е уязвима от ултравиолетовото лъчение на Слънцето, но озоновият слой предпазва живота на Земята от вредните въздействия. Атмосферата също така запазва топлината през нощта, като по този начин намалява и балансира температурните амплитуди през денонощието.

Шелфов облак (кумулонимбус инкус), предвещаващ буря

Метеорологичното време действа почти изцяло в долния слой на атмосферата (тропосфера) и служи като конвективна система за преразпределяне на топлината. Океанските течения са друг важен фактор при формирането на климата и особено подводния термохалинен кръговрат, които разпределят топлинната енергия от екваториалните океани към полярните региони. Тези течения допринасят и за смекчаването на температурните разлики между сезоните в зоните с умерен климат. Без преразпределението на топлината от океанските течения и атмосферата, тропиците биха били много по-горещи, а полярните райони – много по-студени.

Времето може да има едновременно полезни и вредни ефекти. Екстремни метеорологични феномени като торнада или урагани и циклони освобождават огромни количества енергия и могат да предизвикат мащабни щети по суша и вода. Повърхностната растителност е зависима от сезонните промени на времето, а внезапни промени – дори краткотрайни – може да имат драматичен ефект както върху самата растителност, така и върху животните, които зависят от нея.

Планетарният климат е показател за дългосрочните тенденции на времето. Различни фактори оказват влияние на климата, например океанските течения, повърхностното албедо, парниковите газове, колебанията в излъчваната от Слънцето светлина и промените в орбитата на планетата. Въз основа на исторически данни е известно, че Земята е била подложена на драстични промени на климата в миналото, през ледниковите периоди.

Климатът на даден регион зависи от редица фактори, най-вече от [географска ширина|географската ширина]]. Един пояс в рамките на определена географска ширина, в който различни региони изразяват сходни метеорологични характеристики, се нарича климатична зона. Има няколко такива зони, като се започне от тропическия климатичен пояс на екватора и се стигне до полярните климатични пояси в северните и южните крайни точки на Земята. Времето също се влияе от сезоните, които са резултат от наклона на земната ос спрямо орбиталната равнина на планетата. По този начин в даден момент отлятото или зимата една част от планетата е по-пряко изложена на слънчевите лъчи. Това излагане се сменя с въртенето на Земята около Слънцето. Във всеки един момент, независимо от местоположението на земното кълбо спрямо Слънцето, северните и южните полукълба имат противоположни сезони.

Метеорологичното време е хаотична система, която се влияе от малки промени в околната среда, вследствие на което точното прогнозиране на времето е възможно само до няколко дни напред. Като цяло, в момента има две постоянни тенденции: (1) Средната температура се увеличава, и (2) в регионалните климатични системи настъпват забележими промени.

Водни системи на Земята

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия, като го разширите.

Живата природа

Земята, видяна през 1972 година от космонавтите на Аполо 17. Тази снимка е единствената по рода си до този ден, показваща Земята, изцяло огряна от Слънцето.

Земята е единствената позната на човечеството планета, на която има живот и в момента на нея има около 6,8 x 10¹³ $kg$ биомаса. Живата природа се състои от всички организми – микроби, животни и растения. Техните характерни белези са, че са съставени от клетки и съдържат генетичната информация, която спомага за тяхното възпроизводство. Организмите се организират в екосистеми и са съставна част на биосферата.

Счита се, че животът на Земята е възникнал преди около 3,5 милиарда години. Първите форми на живот са били примитивни и са имали прости органи за възпроизводство и унаследяване на белези. По пътя на еволюцията и чрез естествения подбор се е получило много по-голямо разнообразие на видовете. Тези, които не са могли да се приспособят към променящите се външни условия, постепенно са изчезнали. На няколко пъти в историята на Земята е имало периоди на масово изчезване на видове. Теорията за еволюцията е основана от Чарлз Дарвин и описана в „Произход на видовете“ (1859 г.). По това време обаче тя все още не може да обясни механизма на унаследяване. Едва през 1940 г. с откритието на ДНК и идентифицирането ѝ като основен и градивен генетичен материал се поставят основите на генетиката и молекулярната биология.

Екосистеми

Глобалната планетарна екосистема се нарича биосфера и може да се разглежда като съставена от четири сфери – биосфера, литосфера, хидросфера и атмосфера. Основен принцип, който управлява функциите на биосферата, е принципът на ограничаващите (лимитиращите) фактори. Този принцип е израз на съвместното действие на екологичните фактори, тъй като те си взаимодействат, и означава, че нивото на жизнената дейност на организмите се определя от онзи екологичен фактор, който е в минимум спрямо останалите, т.е. най-далеч от своя оптимум.

Микроби

Микроорганизмите или микробите са едноклетъчни организми с много малки размери и поради тази причина не могат да се видят с просто око, могат да бъдат изучавани само с помощта на микроскоп. Техни главни представители са протисти, гъбички и бактерии – първите форми на живот, погледнато исторически. Вирусите не се считат за микроорганизми (жива материя), но понякога са предмет на изучаване от микробиологията. Микроорганизмите са широко разпространени на нашата планета, могат да се намерят навсякъде, където има вода, размножават се бързо, лесно се адаптират, поради което могат да оцелеят и в извънземното пространство. Открити са от Антони ван Льовенхук. Той изказва предположението, че микроорганизмите играят роля във ферментационните процеси. Много от тези микроорганизми са полезни и съществени за нормалното функциониране на другите живи същества – растенията и животните, но има и патогенни (болестотворни) микроби, които пренасят зарази или причиняват болести и инфекции. Такива са например стафилококите и стрептококите. Науката, която се занимава с изучаването и класифицирането на микроорганизмите, се нарича микробиология, а учените се наричат микробиолози.

Растения и животни

Растения

Другото наименование за растения и животни е флора и фауна. На Земята са познати около 600 хил. вида растения. Те обикновено са прикрепени към земята скорен, от който се хранят. Имат също така стебло и листа. Произвеждат хлорофил чрез фотосинтеза от слънчевата енергия (което им придава зеления цвят), вдишват въглероден диоксид и издишат кислород. Представляват храна за много животни. От своя страна животните са организми, които се хранят с органични съединения и се придвижват самостоятелно. Те дишат, като приемат кислород от околната среда и отделят въглероден диоксид.

Животни

Домашни, култивирани, питомни

Хората опитомяват и отглеждат домашни животни с различни цели. Кучетата например служат за пазачи, спасяват хора от лавини, намират наркотици и откриват следи по миризмата, в Аляска служат за транспорт, а незрящите ги използват за водачи. Котките се отглеждат за компания и за да убиват дребни гризачи. Други домашни животни са кокошки, прасета, хамстери, рибки, коне, овце и крави. Някои от тях се отглеждат за месо, други за яйца, трети за мляко или вълна, но има и такива, които се отглеждат с чисто декоративна цел, за украса (например аквариум с рибки).

Растенията имат още по-голямо разнообразие в предназначението си. Те биват дървета, храсти, цветя, билки, трева, мъх и лиани. Цветята обикновено се отглеждат за красота на дома и приятен аромат, билките и тревите – за чай, кафе, подправки към ястия и лечение на различни заболявания, овощните дървета – за плодове за консумация, житните растения – за производство на хляб и зеленчуците за директна консумация.

Диви

Дивата природа е природа, незасегната и неконтролирана от човека. В много страни, включително и в България, се създават национални паркове, чиято основна цел е опазване на биологичното разнообразие и защита на дивата природа. Едни от дивите животни, които се срещат в България, са вълк, мечка, дива свиня, благороден елен, елен лопатар и сърна. Застрашените видове в България са записани в Червената книга. Такива са златката, вълкът, пъстрият пор, кафявата мечка, видрата, дивата котка, черният щъркел, осоядът, скалният орел, ливадният дърдавец, горският бекас, гълъбът хралупар, белогърбият кълвач, черният кълвач, малкият креслив орел, соколът орко, големият ястреб, египетски лешояд, орел змияр, ловен сокол и други.

Понякога, макар и не твърде често, учените откриват нови видове животни и растения.

Възможен извънземен живот

Микроскопични скални форми на Марс, показващи предишно наличие на вода, снимани от марсохода „Опъртюнити“

Макар природа да съществува и извън Земята, единствената позната жива природа се намира на само на нашата планета. Смята се, че тя е единственото тяло в Слънчевата система, на което днес има условия за живот. В същото време има свидетелства, че в далечното минало на повърхността на Марс също е имало басейни с течна вода. За кратък период от историята на тази планета може би там е имало възможност за образуване на живот, но днес почти всичката останала на Марс вода е замръзнала. Ако там все пак съществува живот, той най-вероятно е разположен под повърхността, където е възможно все още да има течна вода.

Условията на другите две земеподобни планети в Слънчевата система, Меркурий и Венера, изглеждат твърде сурови, за да позволят развитието на живот под формата, в която е познат. Допуска се, че Европа, четвъртият по големина спътник на Юпитер, може да има разположен под повърхността океан от течна вода, в който да е възможен живот.

През последните години астрономите започват да откриват все повече подобни на Земята планети извън Слънчевата система – планети, разположени в т.нар. „обитаема зона“ около съответната звезда, в която е възможно развитието на живот.

Човекът и природата

Макар че хората представляват сравнително нищожен процент от цялата биомаса на планетата, ефектът от тяхната дейност има огромни последици върху природата. Развитието на технологиите довежда до експлоатирането на природните ресурси в големи мащаби. Замърсяването на въздуха и водата, изсичането на горите, затоплянето на климата, изчезването на някои видове растения и животни са само част от последствията на човешката дейност.

Изсичането на горите води до нарушено екологично равновесие, източниците на вода пресъхват, почвата не може да задържа влагата, променя се климатът, настъпват суши и ерозия, а това като следствие води и до промени в растителния и животински свят.

Киселинните дъждове, които са следствие от замърсяването на въздуха от веществата, изпускани от фабрики и автомобили, причиняват смъртта на насекоми и водни животни, повреждат сгради, в това число исторически паметници на културата, и имат негативно отражение върху здравето на човека.

Нефтени разливи в океаните и моретата могат да имат пагубен ефект върху флората и фауната. Най-тежки са последствията за морските птици. Петролът прониква и унищожава структурата на перата им, което значително намалява способностите им да летят. Попаднал в организма им, той може да причини нарушения в дейността и заболявания на стомаха, бъбреците и черния дроб. Понякога може да причини и смъртта им.

• 
  Замърсяване с отпадъци
• 
  Замърсяване от фабрика
• 
  Киселинен дъжд
• 
  След нефтен разлив

Бележки

Цитирани източници

• Ade, P. A. R. et al. Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results – Table 9. // Astronomy and Astrophysics. 2013-03-22. (на английски)
• Bibring, J et al. Global mineralogical and aqueous mars history derived from OMEGA/Mars Express data // Science 312 (5772). 2006. DOI:10.1126/science.1122659. p. 400 – 404. (на английски)
• Choi, Charles Q. New Estimate for Alien Earths: 2 Billion in Our Galaxy Alone // space.com. space.com, 2011. Посетен на 2013-10-10. (на английски)
• Guthrie, W.K.C. Presocratic Tradition from Parmenides to Democritus. Cambridge University Press, 1965. (на английски)
• Harper, Douglas. nature // etymonline.com. etymonline.com, 2013. Посетен на 2013-10-08. (на английски)
• Malik, Tariq. Hunt for Mars life should go underground // The Brown University News Bureau, 2005-03-08. Посетен на 2006-09-04. (на английски)
• Taylor, Barry N. Introduction to the constants for nonexperts // National Institute of Standards and Technology, 1971. Посетен на 2007-01-07. (на английски)
• Turner, Scott. Detailed Images From Europa Point To Slush Below Surface // The Brown University News Bureau, 1998-03-02. Посетен на 2006-09-28. (на английски)
• Varshalovich, D. A. et al. Testing cosmological variability of fundamental constants // AIP Conference Proceedings 506. 2000. DOI:10.1063/1.1302777. p. 503. (на английски)

Вижте също

• Екология
• Минералогия
• Извънземна цивилизация
• Естествознание

Външни препратки

• Природа в снимки
• Български национални паркове
• Диви растения в България
• Списание Nature (Природа)
• Колекция минерали
• Gliese 581 c
• Намерена е първата екзопланета в обитаемата зона