De studie van de aarde, inclusief de vorming, hulpbronnen, natuurlijke processen, geschiedenis en omgevingen, wordt aardwetenschappen of geowetenschappen genoemd. Geowetenschappers bestuderen ook andere planeten en het zonnestelsel. Aardwetenschap is van fundamenteel belang om het leven op aarde te begrijpen en omvat scheikunde, natuurkunde en wiskunde en biologie. De National Science Foundation beschouwt geologie, geofysica, oceanografie, mariene wetenschappen, hydrologie, atmosferische wetenschap, meteorologie, planetaire wetenschap, bodemkunde en milieu wetenschap.
Structuur en geschiedenis
Geologen bestuderen de hele aarde. De onderverdelingen van de geologie zijn fysieke geologie en historische geologie. Fysische geologen onderzoeken de structuur van de aarde en de processen die erin en aan het oppervlak plaatsvinden. Historische geologen bestuderen de vorming en evolutie van de aarde en alles erop en eraan. Geofysici kijken in de aarde, met behulp van laboratoriumexperimenten, directe observatie, beeldvorming op afstand en computationele en theoretische modellering om te begrijpen wat zich onder het aardoppervlak afspeelt. Ze gebruiken wiskunde en natuurkunde in hun werk. Geofysici onderzoeken wat er gebeurt tijdens aardbevingen en in de mantel en kernlagen van de aarde, evenals de zwaartekracht, magnetische en elektrische velden van de aarde.
Water en bodem
In de hydrologie bestuderen wetenschappers het water van de aarde, inclusief de complexe watercyclus en waar en in welke vorm water in de natuur voorkomt. Hydrologen proberen de problemen in de watervoorziening te begrijpen, waaronder zuiverheid, verontreiniging en beweging. Oceanen bedekken 71 procent van het aardoppervlak. Ze bevatten 97 procent van het water op aarde en ondersteunen een enorme biomassa in hun diepten. Oceanografen bestuderen diepzee- en kustoceanen, waarbij ze chemie, geologie, natuurkunde en biologie integreren om de complexe interacties te onderzoeken tussen de oceaan en de continenten, ijskappen, de atmosfeer, inclusief invloeden van de zon en de maan op het getij en warmte uit de kern en mantel. Hoe de bodem ontstaat en wordt verdeeld, de samenstelling en de fysische en chemische eigenschappen ervan vallen allemaal onder bodemkunde.
Lucht en weer
Meteorologen bestuderen hoe de atmosfeer is gestructureerd en de samenstelling ervan, samen met atmosferische verschijnselen en hoe deze het leven op aarde beïnvloeden. Het maken van weersvoorspellingen is een aspect van meteorologie. Atmosferische wetenschap is een bredere discipline die meteorologie combineert met andere natuurwetenschappen. Atmosferische wetenschappers onderzoeken klimaat, weer, zonnestraling en de processen van ozonafbraak, vervuiling en klimaatverandering. Milieuwetenschappen verbindt geowetenschap met menselijke activiteiten en beleid met betrekking tot milieukwesties.
Voorbij de aarde
Planetaire wetenschappers bestuderen de oorsprong van de aarde, andere planeten en het zonnestelsel. Ze verzamelen informatie over het interieur, de oppervlakken, atmosferen en satellieten van planeten en doen onderzoek vanuit observatoria en telescopen over de hele wereld. Ze gebruiken gegevens die zijn verzameld van landers en van om de aarde draaiende en planetaire ruimtevaartuigen. Ze onderzoeken ook asteroïden, met behulp van radar om hun fysieke kenmerken te bepalen en om hun voorkomen en mogelijke banen in de buurt van de aarde te volgen.