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

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

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

Địa chất

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

Tiến hóa địa chất

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

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

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

Quan điểm lịch sử

Trái Đất ước tính được hình thành cách đây 4,54 tỉ năm từ tinh vân Mặt Trời, cùng với Mặt Trời và các hành tinh khác.[9] Mặt Trăng được hình thành khoảng 20 triệu năm sau đó. Ban đầu Trái Đất ở dạng nóng chảy, lớp ngoài cùng của hành tinh nguội dần rồi tạo thành vỏ rắn. Các khí thoát ra và hoạt động núi lửa tạo nên bầu khí quyển nguyên thủy. Phần lớn hoặc tất cả hơi nước ngưng tụ đến từ băng được sao chổi mang đến, tạo ra các đại dương và những nguồn nước khác.[10] Môi trường hóa học năng lượng cao được cho là đã tạo ra các phân tử tự sao chép khoảng 4 tỉ năm về trước.[11]

Các lục địa được hình thành, rồi sau đó vỡ ra và tái sáp nhập thành bề mặt Trái Đất trải qua hàng trăm triệu năm, đôi khi kết hợp với nhau tạo thành các siêu lục địa. Khoảng 750 triệu năm trước, siêu lục địa đầu tiên có tên Rodinia bắt đầu vỡ ra. Các lục địa sau đó kết hợp lại tạo thành Pannotia, lục địa này sau đó tiếp tục vỡ ra vào khoảng 540 triệu năm trước, sau cùng thì sáp nhập tạo thành Pangaea, rồi lại vỡ ra vào khoảng 180 triệu năm trước.[13]

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

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

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