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自然係一種與生俱來嘅特性或本質，[1]特別係指生態圈或者成個宇宙。一般嚟講，大自然係指物質世界嘅科學定律、元素同現象，包括生命。雖然人類都係大自然嘅一部分，但人類活動或者成個人類經常被描述為同大自然對立，甚至係脫離同優於大自然。[2]
喺近代科學方法發展嘅過程中，大自然變成咗一個現實，由定律所組織同驅動。[3][4]隨住工業革命嘅到來，大自然越嚟越被視為現實中冇人為干預嘅部分：因此佢被某啲傳統（例如盧梭、美國嘅超驗主義）視為神聖，又或者被視為上帝旨意或者人類歷史（例如黑格爾、馬克思）嘅一個背景。不過，一種更接近前蘇格拉底時期嘅活力論嘅大自然觀同時間重生，特別係喺達爾文之後。[2]
喺今日唔同嘅用法中，「大自然」通常指地質學同野生生物。大自然可以指生物嘅一般範疇，有時仲可以指同無生命物體有關嘅過程——即係特定類型嘅嘢自發存在同改變嘅方式，好似天氣同地球嘅地質咁。佢經常被理解為「自然環境」或者荒野——即係野生動物、岩石、森林，總之就係冇畀人類大幅改變，或者喺人類干預之下仍然存在嘅嘢。例如，人造物同人類互動一般唔被視為大自然嘅一部分，除非特別講明係「人性」或者「整個大自然」咁。呢個更加傳統嘅概念到今日仲存在，暗示咗自然同人造之間有區別，而人造就係指由人類嘅意識或者心靈創造出嚟嘅嘢。視乎唔同嘅語境，「自然」呢個詞可能同非自然或者超自然區分開嚟。[2]
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地球係目前已知唯一支持生命嘅行星，佢嘅自然特徵係好多科學研究領域嘅主題。喺太陽系入面，佢係離太陽第三近嘅行星；佢係最大嘅類地行星，亦都係整體排第五大嘅行星。佢最顯著嘅氣候特徵係兩個大型極地、兩個相對窄嘅溫帶，同埋一個闊嘅赤道熱帶到亞熱帶區域。[5]
降水量喺唔同地方差異好大，由每年幾米水到少過一毫米都有。地球表面百分之七十一都係鹹水海洋。其餘嘅係大陸同島嶼，而大部分有人住嘅陸地都喺北半球。
地球經歷過地質同生物嘅過程，呢啲過程都留低咗原始狀態嘅痕跡。地殼表面分成幾個慢慢移動嘅板塊。地球內部仲係活躍嘅，有層厚厚嘅可塑性地幔，同埋一個充滿鐵嘅核心會產生磁場。呢個鐵核係由一個固態內核同一個流體外核組成。核心嘅對流運動透過發電機效應產生電流，而呢啲電流就產生咗地磁場。
由於生命形態嘅存在，大氣層嘅狀況同原始狀態有好大嘅唔同，[6]生物創造咗一個生態平衡嚟穩定表面環境。儘管因為緯度同其他地理因素，唔同地區嘅氣候有好大差異，但係喺間冰期，長期平均嘅全球氣候都幾穩定。[7]平均全球溫度一兩度嘅變化喺歷史上都對生態平衡同地球實際地理有重大影響。[8][9]
地質學係研究構成地球嘅固體同液體物質嘅科學。地質學領域包括研究地球物質嘅成分、結構、物理特性、動力學同地球歷史，以及呢啲物質形成、移動同改變嘅過程。呢個領域係一個主要嘅學術學科，對於礦物同碳氫化合物嘅開採、了解同緩解自然災害、某啲岩土工程領域，同了解過去嘅氣候同環境都好重要。
一個地區嘅地質會隨住時間演化，因為岩層會沉積同插入，而變形過程會改變佢哋嘅形狀同位置。
岩層最初係通過沉積到地表或者侵入到上面嘅岩層嚟形成嘅。當沉積物沉降到地球表面然後岩化成沉積岩，或者當火山岩材料好似火山灰或者熔岩流覆蓋地表嗰陣，就會發生沉積。火成岩嘅侵入體好似岩基、岩盤、岩脈同岩床，會向上推入到上面嘅岩層，喺侵入嘅過程中結晶。
喺最初嘅岩層沉積之後，呢啲岩層可以被變形同／或者變質。變形通常係因為水平縮短、水平伸展，或者橫向（走滑斷層）運動造成嘅。呢啲構造體制大致上分別同板塊之間嘅聚合邊界、分歧邊界同轉換邊界有關。
地球估計係大概45.4億年前由太陽星雲形成，同太陽同其他行星一齊。[10]月球大約喺2千萬年之後形成。一開始係熔融狀態嘅地球外層慢慢冷卻，形成咗硬殼。噴氣同火山活動產生咗原始大氣層。水蒸氣凝結——大部分或者全部嘅水都係由彗星帶嚟嘅冰——產生咗海洋同其他水源。[11]
科學家相信，大約40億年前，高能化學反應產生咗一種可以自我複製嘅分子。[13]
大陸形成、分裂同重組，地球表面喺幾億年間不斷重塑，有時仲會合併形成超級大陸。大概7.5億年前，最早知道嘅超級大陸羅迪尼亞開始分裂。之後啲大陸重新組合形成咗泛非大陸，呢個超級大陸喺大約5.4億年前分裂，最後形成咗盤古大陸，然後喺大約1.8億年前分裂。[14]
喺新元古代，凍結溫度令到冰川同冰層覆蓋咗地球嘅大部分。呢個假設被稱為「雪球地球」，佢特別重要係因為佢發生喺寒武紀大爆發之前，喺呢次爆發中，多細胞生命形態喺大約5.3億到5.4億年前開始大量繁殖。[15]
自從寒武紀大爆發之後，已經有五次明顯可識別嘅生物大滅絕。[16]最後一次生物大滅絕發生喺大約6,600萬年前，當時一粒隕石撞擊可能觸發咗非鳥類恐龍同其他大型爬行動物嘅滅絕，但係啲細動物好似哺乳動物就生存咗落嚟。喺過去嘅6,600萬年，哺乳動物生命形態變得多樣化。[17]
幾百萬年前，一種細小嘅非洲猿進化出企直嘅能力。[12]之後人類生命嘅出現，同埋農業同進一步文明嘅發展，令到人類可以比之前任何生命形態都更快咁影響地球，影響其他生物嘅性質同數量，仲有全球氣候。相比之下，由藻類喺希德期大量繁殖引起嘅大氧化事件，就用咗差唔多3億年先完成。
而家呢個時代被歸類為一次生物大滅絕事件嘅一部分，就係全新世滅絕事件，係有史以來發生得最快嘅一次。[18][19]有啲科學家，好似哈佛大學嘅威爾遜，預測人類對生物圈嘅破壞可能會令到一半物種喺未來100年內滅絕。[20]而家呢次滅絕事件嘅程度仲喺畀生物學家研究、討論同計算緊。[21][22][23]
生態系統由各種生物同非生物成分組成，佢哋以相互關聯嘅方式運作。[25] 結構同組成由多種相互關聯嘅環境因素決定。呢啲因素嘅變化會啟動生態系統嘅動態修改。一啲更重要嘅成分包括土壤、大氣、來自太陽嘅輻射、水同生物體。
生態系統概念嘅核心係生物體同當地環境中每個元素相互作用嘅觀念。生態學創始人之一尤金·奧杜姆（Eugene Odum）曾話：「任何單元，包括喺特定區域內所有生物（即“社區”）同物理環境互動，使得能量流動形成明確定義嘅營養結構、生物多樣性同物質循環（即活嘅同非活嘅部分之間嘅物質交換）喺系統內部，呢個就係生態系統。」[26] 喺生態系統入面，物種互相連接同依賴於彼此嘅食物鏈，並喺佢哋之間以及同環境之間交換能量同物質。[27] 人類生態系統概念基於人類/自然嘅二分法，以及所有物種喺生態上互相依賴嘅觀念，仲有佢哋同生境嘅非生物成分之間嘅關係。[28]
更小嘅單位叫做微生態系統。例如，微系統可以係一塊石頭同埋佢底下所有嘅生命。一個宏觀生態系統可能涉及整個生態區域同其流域。[29]
荒野一般定義為冇受到人類活動顯著改變嘅區域。荒野區域可以喺保護區、莊園、農場、保護性區域、牧場、國家森林、國家公園，甚至城市沿河、峽谷或者其他未開發嘅地方搵到。荒野區域同保護公園被認為對某啲物種嘅生存、生態研究、保護同孤獨感係重要嘅。一啲自然作家認為，荒野區域對人類精神同創造力好重要，[30] 而一啲生態學家認為荒野區域係地球自我維持自然生態系統（生物圈）嘅不可或缺部分。佢哋可能仲保留歷史嘅基因特徵，並為野生植物同動物提供棲息地，呢啲喺動物園、植物園或者實驗室入面可能難以或者冇可能重現。
地球嘅大氣層係維持生態系統嘅重要因素。呢層包圍住地球嘅薄薄氣體層係由地心吸力鎖住。空氣主要係氮氣、氧氣、水蒸氣組成，仲有少量二氧化碳、氬氣等。隨住高度增加，氣壓會逐步下降。臭氧層係阻擋紫外線 (UV) 嘅重要防線，減少到達地面嘅UV輻射。由於DNA好容易比UV光破壞，所以呢層保護咗地面上嘅生命。大氣層喺夜晚仲可以保住熱力，減少日夜溫差。
地面嘅天氣幾乎全部發生喺大氣層嘅底層，同時亦係一個幫助熱力重新分配嘅對流系統。[31] 洋流亦係影響氣候嘅重要因素，特別係主要喺海底嘅溫鹽環流，呢個系統將熱能量由赤道附近嘅海洋傳送去極地區，從而減少溫帶地區冬夏嘅溫差。如果冇咗大氣層同洋流重新分配熱能量，熱帶會更加熱，極地會更加凍。
天氣可以帶嚟好同壞影響。極端天氣，好似龍捲風、颶風同氣旋，喺佢哋經過嘅路徑會釋放大量能量，造成破壞。地面嘅植物演化咗對季節性天氣變化嘅依賴，突然嘅天氣轉變，持續幾年，會對植物同依賴植物生長嘅動物造成重大影響。
氣候係衡量長期天氣變化嘅指標。已知有唔同因素會影響氣候，包括洋流、地表嘅反照率、溫室氣體、太陽光度嘅變化同地球軌道嘅變化。根據歷史同地質紀錄，地球以往經歷過劇烈嘅氣候變化，包括冰河時期。
某個地區嘅氣候取決於多個因素，特別係緯度。地表有相似氣候特徵嘅緯度帶會形成一個氣候區域。呢啲區域由赤道嘅熱帶氣候到極地嘅極地氣候不等。天氣仲會受季節影響，呢個係因為地球嘅軸心相對佢嘅軌道平面有傾斜。因此，喺夏天或者冬天某段時間，地球上某部分會較直接接收到太陽嘅光線。呢種曝光情況會隨住地球繞軌道運行而交替。無論係咩季節，北半球同南半球喺同一時間會經歷相反嘅季節。
天氣係一個混沌系統，好容易因為環境嘅微小變化而改變，所以天氣預測準確度只限於幾日之內。[32] 總體嚟講，全球發生緊兩樣嘢：(1) 平均氣溫上升；(2) 各地區嘅氣候出現咗明顯變化。[33]
水係一種化學物質，由氫同氧組成 (H2O)，係所有已知生命形式嘅必需品。[34] 日常用法入面，「水」通常指液態狀態，但其實水仲有固態冰同氣態水蒸氣或者蒸氣。 水覆蓋咗地球表面71%。[35] 喺地球上，水主要存在於海洋同其他大面積嘅水體入面，1.6%嘅水喺地下含水層，0.001%係以水蒸氣、雲同降水嘅形式存在於大氣層。[36][37] 海洋儲存咗97%嘅地表水，冰川同兩極冰蓋儲存咗2.4%，而其他嘅地表水，例如河流、湖泊同池塘，佔咗0.6%。另外，地球上極少量嘅水存在喺生物體內同埋人造嘅產品中。
海洋係一個由鹽水組成嘅主要水體，亦係水圈嘅重要部分。地球表面大約71%嘅面積（約3億6千1百萬平方公里）被海洋覆蓋，呢片水體係一個世界海洋，通過連續性連接起嚟，通常會分為幾個主要嘅海洋同埋較細嘅海。超過一半嘅海洋面積超過3,000米（9,800英尺）深。海水嘅平均鹽度係約35個千分之一(ppt)（即3.5%），而幾乎所有嘅海水鹽度都介乎30至38ppt之間。雖然通常被認為係幾個「獨立」嘅海洋，但呢啲水體其實係一個全球連接嘅鹽水體，通常稱為世界海洋或者全球海洋。[38][39] 呢個全球海洋連接嘅概念對海洋學嚟講係非常重要嘅。[40]
主要嘅海洋分區部分係根據大陸、各種群島同其他標準劃分出嚟嘅：依照面積大小排序，依次係太平洋、大西洋、印度洋、南冰洋同北冰洋。較細嘅區域包括海、灣、海灣等等。另外，亦有鹽湖，呢啲係冇同世界海洋連接嘅陸地內部較細嘅鹹水水體。兩個例子係咸海同大鹽湖。
湖泊（拉丁語「lacus」）係一個地形特徵（或者物理特徵），指係一個位於盆地底部嘅液體水體（另一種地形或者地貌特徵，唔係全球性嘅），流動速度相對較慢。如果水體有流動嘅話都係好慢嘅。喺地球上，一個水體被認為係湖泊通常指佢位於內陸，唔係海洋嘅一部分，並且佢比池塘大同埋深，仲要有河流補充。[41][42]
除咗地球以外，唯一已知有湖泊嘅星球係土星嘅最大衛星——土衛六，呢度有乙烷湖，最有可能係同甲烷混合嘅湖泊。暫時唔清楚土衛六嘅湖泊係咪由河流補充，但土衛六嘅表面係有多條河床嘅。地球上嘅天然湖泊通常位於山區、裂谷帶或者有持續或者最近期冰川嘅區域。其他湖泊係位於內流盆地或者沿住成熟河流嘅水道分佈。喺世界某啲地區，由於上次冰河時期遺留下嘅混亂排水模式，令到有好多湖泊存在。所有嘅湖泊從地質時間尺度上嚟講，都係臨時性嘅，因為佢哋最終會慢慢被沉積物填滿，或者水會溢出承載佢嘅盆地。
池塘係一個水體，佢係停滯水，可以係天然形成或者人造，通常會細過湖泊。好多種人造嘅水體都被分類為池塘，包括為美觀而設計嘅水園、用嚟養魚嘅魚塘同埋用嚟儲存熱能嘅太陽池塘。池塘同湖泊同樣係冇水流，而流速係區分同溪流或者潮池等其他水體嘅關鍵。雖然溪流有明顯嘅水流，但池塘同湖泊通常會有受熱驅動嘅微小水流或者由風引發嘅水流。
河流係一條天然嘅水道，[43] ，河流通常係淡水，沿住一條有明顯嘅路徑從較高嘅地方流向較低嘅地方，最終會流入海洋、湖泊或者其他河流。河流係全球水循環中嘅重要部分，佢哋會收集降水、融雪或者其他地下水，將水從陸地帶回到海洋或者其他水體。
河流嘅流量可能會好大程度上受到降雨、融雪量同埋人類活動影響，例如水壩或者灌溉設施。唔同嘅地理條件同氣候因素會影響河流嘅流速、流量同埋河道嘅形狀。有啲河流可能好平靜同緩慢，而有啲可能會湍急或者洪水泛濫。
冰川係由長期積聚嘅積雪經過壓縮形成嘅大規模冰層，通常會喺極地同高山區域出現。冰川係地球上儲存淡水嘅重要來源之一，大約三分之二嘅淡水都儲存在冰川之中。
冰川會隨住重力同自身嘅重量向下緩慢流動，沿途會侵蝕岩石，塑造地形，並且會影響全球海平面。隨住全球暖化，好多冰川嘅面積同厚度都急劇縮減，呢種變化會對全球嘅水資源同海洋氣候產生重大影響。
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