Η μελέτη της Γης, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού, των πόρων, των φυσικών διεργασιών, της ιστορίας και των περιβαλλόντων ονομάζεται γη επιστήμη ή γεωεπιστήμη. Οι γεωεπιστήμονες μελετούν επίσης άλλους πλανήτες και το ηλιακό σύστημα. Η γήινη επιστήμη είναι θεμελιώδης για την κατανόηση της ζωής στη Γη και περιλαμβάνει τη χημεία, τη φυσική και τα μαθηματικά και τη βιολογία. Το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών θεωρεί ότι τα κύρια τμήματα της γεωεπιστήμης είναι η γεωλογία, η γεωφυσική, η ωκεανογραφία, θαλάσσια επιστήμη, υδρολογία, ατμοσφαιρική επιστήμη, μετεωρολογία, πλανητική επιστήμη, εδαφολογία και περιβαλλοντική επιστήμη.
Δομή και Ιστορία
Οι γεωλόγοι μελετούν ολόκληρη τη Γη. Οι υποδιαιρέσεις της γεωλογίας είναι η φυσική γεωλογία και η ιστορική γεωλογία. Οι φυσικοί γεωλόγοι διερευνούν τη δομή της Γης και τις διεργασίες που συμβαίνουν μέσα σε αυτήν και στην επιφάνειά της. Οι ιστορικοί γεωλόγοι μελετούν το σχηματισμό και την εξέλιξη της Γης και ό, τι μέσα και πάνω της. Οι γεωφυσικοί κοιτάζουν μέσα στη Γη, χρησιμοποιώντας εργαστηριακά πειράματα, άμεση παρατήρηση, απομακρυσμένη απεικόνιση και υπολογιστική και θεωρητική μοντελοποίηση για να καταλάβουν τι συμβαίνει κάτω από την επιφάνεια της Γης. Χρησιμοποιούν τα μαθηματικά και τη φυσική στην εργασία τους. Οι γεωφυσικοί ερευνούν τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια σεισμών και εντός των μανδύων και των πυρήνων της Γης, καθώς και στα βαρυτικά, μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία της Γης.
Νερό και χώμα
Στην υδρολογία, οι επιστήμονες μελετούν το νερό της Γης, συμπεριλαμβανομένου του πολύπλοκου κύκλου του νερού και πού και σε ποια μορφή υπάρχει νερό στη φύση. Οι υδρολόγοι προσπαθούν να κατανοήσουν τα προβλήματα στην παροχή νερού, συμπεριλαμβανομένης της καθαρότητας, της μόλυνσης και της κίνησης. Οι ωκεανοί καλύπτουν το 71% της επιφάνειας της Γης. Κρατούν το 97 τοις εκατό του νερού της Γης και υποστηρίζουν μια τεράστια βιομάζα στα βάθη τους. Οι ωκεανογράφοι μελετούν τη θάλασσα και τους παράκτιους ωκεανούς, ενσωματώνοντας χημεία, γεωλογία, φυσική και βιολογία για να εξετάσουν τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ του ωκεανού και των ηπείρων, παγοκρύσταλλα, ατμόσφαιρα, συμπεριλαμβανομένων επιρροών του ήλιου και του φεγγαριού στην παλίρροια και της θερμότητας από τον πυρήνα και μανδύας. Πώς προέρχεται και διανέμεται το έδαφος, η σύνθεσή του και οι φυσικές και χημικές του ιδιότητες εμπίπτουν στην επιστήμη του εδάφους.
Αέρας και καιρός
Οι μετεωρολόγοι μελετούν πώς είναι δομημένη η ατμόσφαιρα και τη σύνθεσή της, μαζί με τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα και πώς επηρεάζουν τη ζωή στη Γη. Η πρόβλεψη καιρού είναι μια πτυχή της μετεωρολογίας. Η ατμοσφαιρική επιστήμη είναι μια ευρύτερη πειθαρχία που συνδυάζει τη μετεωρολογία με άλλες φυσικές επιστήμες. Οι ατμοσφαιρικοί επιστήμονες ερευνούν το κλίμα, τον καιρό, την ηλιακή ακτινοβολία και τις διαδικασίες εξάντλησης του όζοντος, ρύπανσης και κλιματικής αλλαγής. Οι περιβαλλοντικές επιστήμες συνδέουν τη γεωεπιστήμη με ανθρώπινες δραστηριότητες και πολιτικές σχετικά με περιβαλλοντικά θέματα.
Πέρα από τη Γη
Οι πλανητικοί επιστήμονες μελετούν την προέλευση της Γης, άλλους πλανήτες και το ηλιακό σύστημα. Συλλέγουν πληροφορίες για τους εσωτερικούς χώρους, τις επιφάνειες, τις ατμόσφαιρες και τους δορυφόρους των πλανητών, πραγματοποιώντας έρευνες από παρατηρητήρια και τηλεσκόπια παγκοσμίως. Χρησιμοποιούν δεδομένα που συλλέγονται από εκφορτωτές και από διαστημόπλοια σε τροχιά γύρω από τη Γη και πλανητικά. Διερευνούν επίσης τους αστεροειδείς, χρησιμοποιώντας ραντάρ για να προσδιορίσουν τις φυσικές τους ιδιότητες και να παρακολουθήσουν την εμφάνιση και τις πιθανές τροχιές τους κοντά στη Γη.