زمین سومین سیارهٔ سامانهٔ خورشیدی است که در فاصلهٔ ۱۵۰ میلیون کیلومتری از ستارهٔ خورشید قرار دارد. از نظر واژه شناسی ایرانی، زم یکی از فرشتگان دین زرتشت بوده است که با پسوند "ین" زمین و با پسوند "ان" زمان را در زبان پارسی بوجود آورده است.[۲۰] این سیاره چگال ترین و از نظر بزرگی پنجمین سیاره از هشت سیارهٔ سامانهٔ خورشیدی است. همچنین در میان چهار سیارهٔ سنگی گردان به دور خورشید (تیر، ناهید، زمین و مریخ) زمین بزرگترین آنها است. گاهی از آن با نامهای جهان و سیارهٔ آبی نیز یاد میشود.[۲۱] نام لاتین آن Terra است.[یادداشت ۷] در سامانهٔ خورشیدی، فاصلهٔ زمین تا خورشید بین فاصلهٔ زهره (یا ناهید) تا خورشید و فاصلهٔ مریخ (یا بهرام) تا خورشید است. زمین جزو سیارات داخلی سامانهٔ خورشیدی بهشمار میآید.
نزدیک به ۴٫۵۴ میلیارد سال (به صورت دقیق تر ۰٫۰۰۰۶ ± ۴٫۵۶۷۲ میلیارد سال)[۲۲] از پیدایش زمین میگذرد. و زندگی بر روی سطح آن در طول یک میلیارد سال پدیدار گشتهاست. هم اکنون زمین خانهٔ میلیونها گونه از جانداران است که انسان یکی از آنها است.[۲۳] زیستکرهٔ زمین با گذر زمان جو زمین و دیگر شرایط فیزیکی و شیمیایی این سیاره را دچار دگرگونیهای شگرفی کردهاست و محیطی را فراهم کردهاست تا اندامگان زنده بتوانند به رشد و زیستزایی بپردازند. همچنین در اثر این دگرگونیها لایهٔ اوزون به دور این سیاره تشکیل شدهاست، لایهای که با کمک میدان مغناطیسی زمین مانع از ورود پرتوهای آسیب رسان خورشید میشود و به این ترتیب اجازه میدهد در زمین زندگی ادامه یابد.[۲۴] ویژگیهای فیزیکی، پیشینهٔ زمین شناسی و گردش زمین باعث شدهاند تا زندگی در این دورهها در آن پابرجا بماند و انتظار آن میرود که برای ۵۰۰ میلیون تا ۲٫۳ میلیارد سال دیگر نیز زندگی همچنان ادامه داشته باشد.[۲۵][۲۶][۲۷]
پوستهٔ زمین به چندین لایهٔ سخت یا زمینساخت بشقابی تقسیم شدهاست، این لایهها در گذر میلیونها سال در زمین جابجا میشوند. نزدیک به ۷۱٪ از سطح زمین با آب شور اقیانوسها پوشیده شدهاست و باقیماندهٔ آن را قارهها و جزیرهها تشکیل میدهند که خود آنها نیز تعداد زیادی دریاچه و دیگر سرچشمههای آبی را در خود جای دادهاند. بیشتر سطح قطبهای زمین از یخ یا دریای یخ زده پوشیده شدهاست. ساختار درونی زمین پویا است و لایههای آن عبارتند از لایهٔ ضخیم گوشتهٔ جامد، یک لایه، هستهٔ بیرونی که مایع است و میدان مغتاطیسی را تولید میکند و یک لایه، هستهٔ درونی که آهنی و جامد است.
زمین همواره با دیگر جرمهای آسمانی بویژه خورشید و ماه در اندرکنش است. هم اکنون زمین با سرعتی ۳۶۶٫۲۶ برابر سرعتی که به دور خودش میگردد، به گرد خورشید میگردد که این برابر با ۳۶۵٫۲۶ روز خورشیدی یا یک سال نجومی است.[یادداشت ۸] محور گردش زمین نسبت به خط عمود بر صفحهٔ گردش آن ۲۳٫۴ درجه انحراف دارد. این انحراف باعث ایجاد تغییرات فصلی با دورهٔ گردشی برابر با یک سال اعتدالی یا ۳۶۵٫۲۴ روز میشود.[۲۸] تنها ماه طبیعی شناخته شده برای زمین، کرهٔ ماه است که از نزدیک به ۴٫۵۳ میلیارد سال پیش گردش خود به دور زمین را آغاز کردهاست. ماه باعث ایجاد کشند در آب اقیانوسها، پایدار شدن زاویهٔ انحراف محور زمین و کم کم آهسته تر شدن سرعت گردش زمین شدهاست. در آخرین بمباران شهابی تقریباً میان ۳٫۸ و ۴٫۱ میلیارد سال پیش، چندین سیارک و شهاب سنگ با زمین برخورد کرد و دگرگونیهای درخور توجهی در سطح زمین ایجاد کرد.
جو زمین ترکیبی است از نیتروژن (نزدیک به هشتاد درصد)، اکسیژن (نزدیک به بیست درصد) و چندین گاز دیگر.
بلندترین نقطه بر روی خشکیهای زمین کوه اورست نام دارد که نزدیک به ۹ کیلومتر از سطح دریا بالاتر است. ژرفترین قسمت دریاها نیز در نزدیکی جزایر فیلیپین در اقیانوس آرام قرار دارد. عمق این ناحیه حدود ۱۱ کیلومتر پایینتر از سطح دریا است و به آن درازگودال ماریانا گفته میشود.
محدودهٔ دمای هوا بر روی کره زمین میان ۸۹٫۲ (قطب جنوب) درجه زیر صفر تا ۷۰٫۷ (کویر لوت، ایران)[۱][۲]درجه بالای صفر قرار دارد. محیط استوای زمین ۴۰٬۰۷۵۱۶ کیلومتر و وزن زمین ۱۰۲۴×۵۹۷۳۵ کیلوگرم (هشتاد برابر وزن ماه) است. فاصله کره زمین تا کره ماه ۳۴۰ هزار کیلومتر میباشد.[۲۹]
انسانها نیازهایشان را از منابع کانیها و محصولهایی که از زیستکره بدست میآید، تامین میکنند.[۳۰] نزدیک به ۲۰۰ کشور مستقل در جهان وجود دارد که انسانها در این کشورها پخش شدهاند و از راه دیپلماسی، سفر، تجارت و فعالیتهای نظامی با هم در اندر کنش قرار میگیرند. فرهنگ و دانش انسانها با گذر زمان بسیار پیشرفت و تغییر کردهاست. انسانها زمانی به نظریه صاف بودن زمین و بعد نظریهٔ مرکز بودن زمین در جهان معتقد بودند. از دیدگاههای امروزی به زمین، میتوان به دیدگاه فرضیهٔ گایا اشاره کرد.
آیندهٔ کرهٔ زمین و خورشید به یکدیگر گره خوردهاست. با انباشته شدن پایدار هلیوم در هستهٔ خورشید، کم کم به درخشندگی این ستاره افزوده میشود به این صورت که تا ۱٫۱ Gyr (یک میلیارد سال) دیگر ۱۰٪ و تا ۳٫۵ Gyr دیگر ۴۰٪ درخشندگی آن بیشتر خواهد شد.[۵۳] مدلهای هواشناسی نشان دادهاست که اگر پرتوهای دریافت شده از خورشید بیشتر شود زمین دچار دگرگونیهای نامطلوب مانند از دست دادن آب اقیانوسها خواهد شد.[۵۴]
با بالا رفتن دمای هوا در سطح زمین، چرخهٔ غیرآلی دی اکسید کربن تندتر میشود، با گذشت ۵۰۰ تا ۹۰۰ میلیون سال[۲۵] سطح غلظت این گاز از اندازهٔ مناسب برای گیاهان پایین تر میرود و گیاهان میمیرند. با نبود گیاهان اتمسفر نیز دچار کمبود اکسیژن میشود و با گذشت چند میلیون سال دیگر حیوانات نیز از بین میروند.[۵۵] پس از یک میلیارد سال دیگر تمامی آبهای زمین ناپدید میشود[۲۶] و متوسط دما در سطح زمین به ۷۰ درجهٔ سانتیگراد (۱۵۸ فارنهایت) میرسد.[۵۵] انتظار آن میرود که برای ۵۰۰ میلیون سال دیگر زمین همچنان توان نگه داشتن زندگی در سطح خود را داشته باشد؛[۲۵] البته اگر نیتروژن از اتمسفر برداشته شود این بازه میتواند به ۲٫۳ میلیارد سال نیز برسد.[۵۶] اگر تصور کنیم که خورشید برای همیشه پایدار و جاودان باقی میماند باز به این دلیل که زمین از درون در حال خنک شدن است، مقدار زیادی از CO۲ موجود در هوا به دلیل کاهش فعالیتهای آتشفشانی از دست میرفت[۵۷] و به دلایل دیگری ۳۵٪ از آب اقیانوسها نیز به داخل گوشته فرو میرفت.[۵۸]
خورشید نیز مانند دیگر ستارگان که دچار دگرگونی میشوند، پس از ۵ Gyr تبدیل به یک غول سرخ خواهد شد. بررسیها نشان دادهاست که در این هنگام شعاع خورشید ۲۵۰ بار بزرگتر از شعاع آن در عصر حاضر خواهد بود، چیزی نزدیک به ۱ AU یا ۱۵۰،۰۰۰،۰۰۰ کیلومتر.[۵۳][۵۹] در این هنگام سرنوشت زمین چندان روشن نیست. هنگامی که خورشید یک غول قرمز میشود ۳۰٪ از جرم خود را از دست میدهد. هنگامی که خورشید به بیشترین حجم خود رسیده زمین در مداری در ۱٫۷ AU یا ۲۵۰،۰۰۰،۰۰۰ km از آن قرار میگیرد. انتظار آن میرود که زمین پوشش خود را از دست بدهد و به دلیل بیشتر شدن پرتوهای خورشید در زمین (نزدیک به ۵۰۰۰ برابر مقدار کنونی) اگر نگوییم همه، بیشتر آنچه از حیات بر سطح آن باقیمانده از بین میرود.[۵۳] یک شبیهسازی در سال ۲۰۰۸ نشان داد که هنگامی که خورشید یک غول بزرگ میشود مدار زمین به دور آن تنگ تر شده و زمین به سوی خورشید کشیده خواهد شد تا آنکه وارد اتمسفر خورشید شده و بخار خواهد شد.[۵۹]
فشار هوا در سطح زمین به صورت میانگین ۱۰۱،۳۲۵ کیلو پاسکال است و بلندای آن تا ۸٫۵ کیلومتر اندازهگیری شدهاست.[۲] میتوان گفت ۷۸٪ آن از نیتروژن، ۲۱٪ آن از اکسیژن ساخته شدهاست. همچنین اندکی از گازهای بخار آب، دیاکسید کربن و دیگر مولکولهای گازی میتوان در آن پیدا کرد. بلندای گشتسپهر بسته به عرض جغرافیایی متفاوت است برای نمونه در دو قطب ۸ کیلومتر و در استوا ۱۷ کیلومتر است. البته آب و هوا و عاملهای فصلی هم میتوانند تاثیر گذار باشند.[۹۸]
زیستکرهٔ زمین توانستهاست دگرگونیهای بزرگی در هواکره پدید آورد. پیشینهٔ اکسیژنی که از فرایند نورساخت در هواکره تولید شده به ۲،۷ میلیون سال پیش باز میگردد. این فرایند ساز و کار هواشناسی زمین را دگرگون کرد، لایهای از گاز اوزون را ساخت که پوششی برای زمین در برابر پرتوهای فرابنفش آمده از نور سفید خورشید بود و امکان جابجایی برخی گازهای ارزشمند مانند بخار آب را فراهم کرد. همچنین هواکره باعث میشد تا شهابوارهای کوچک پیش از برخورد با زمین در آسمان بسوزند. هواکره در متعادل کردن دمای زمین هم موثر است.[۹۹] در این پدیده که اثر گلخانهای نام دارد گرمایی که از سطح زمین بیرون رفتهاست در میان مولکولهای هواکره نگه داشته میشود. بخار آب، دیاکسید کربن، متان و اوزون از گازهای گلخانهای اصلی در هواکرهٔ زمین اند. اگر چنین پدیدهای نبود، میانگین دمای زمین بجای ۱۵ درجهٔ سانتی گراد که اکنون است، باید ۱۸- درجه میشد که در این دما امکان پدیدار شدن زندگی بسیار پایین است.