География переходит от открытия к пониманию систем Земли После составления карт континентов география перешла к более глубокому изучению с использованием новых технологий, поскольку треть поверхности Земли остается неизученной, а знания о ней остаются на уровне 19–го - начала 20-го века. В настоящее время исследователи задаются вопросом о том, как функционирует планета и какую роль играют человеческие сообщества, уделяя особое внимание океанам, тропическим лесам, пустыням и полярным регионам. Приоритетными направлениями являются оценка антропогенного воздействия на почвы и лесные сообщества и решение неотложных проблем: сокращение биоразнообразия, низкое качество воды, быстрая урбанизация и загрязнение атмосферы. Современные технологии позволяют проводить глобальные наблюдения за процессами в атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере.
Полярные исследования, международное сотрудничество и климатические предупреждения В 20 веке человечество осознало, что Арктика и Антарктика имеют решающее значение для Земли и богаты ресурсами, что побудило к изучению климата и льдов Северного Ледовитого океана и созданию полярных станций. Россия открыла станции в 1910-х годах и запустила первую дрейфующую станцию в 1937 году под руководством Ивана Папанина, в то время как международное сотрудничество расширилось после 1950 года благодаря таким программам, как "Человек и биосфера", Международный арктический комитет 1990 года и мониторинг загрязнения Арктики, проводимый с 1991 года. В 2007 году экспедиция "Арктика-2007" под руководством Артура Чилингарова установила российский флаг на морском дне на географическом Северном полюсе. Антарктида — самое высокогорное, холодное, ветреное и труднодоступное место — является местом проведения исследований примерно 16 стран в полевых лагерях и примерно на 40 постоянных станциях; ее ледяные архивы хранят климатическую историю, а бурение "Восток" в 1986 году на глубине 2000 метров дало данные за 160 000 лет, которые связали повышение температуры с загрязнением окружающей среды и выявили озоновую дыру, подчеркивая неотложные угрозы, связанные с потерей шельфового ледника и повышением уровня моря.
Глубоководные технологии и экстремальные условия на Земле Для исследования глубин океана требуются сложные инструменты: гидролокатор для акустического обнаружения подводных объектов, радар и визуализация для дистанционного зондирования, а также подводные аппараты для сбора подробных данных для разработки ресурсов, удаления отходов, рыболовства и других исследований. Гидролокатор позволил понять, что соленость, формируя давление, определяет направление течений в экваториальной части Тихого океана, в то время как глубоководные аппараты исследуют океанические хребты. Марианская впадина является самой глубокой из известных; по данным измерений, проведенных в 2011 году, она находится на глубине 10 911 метров ниже уровня моря, более ранние измерения варьировались от 8 367 метров в 1875 году до 10 863 метров в 1951 году и 11 023 метров в 1957 году, а в 1960 году Дон Уолш и Жак Пикар достигли дна в батискафе "Триест" на рекордной глубине. Впадина Челленджер находится дальше ниже уровня моря, чем возвышается над ней гора Эверест, а сам Эверест возвышается на 8 848 метров на китайско–непальской границе, названный в честь Джорджа Эвереста, на который впервые поднялись 29 мая 1953 года Тенцинг Норгей и Эдмунд Хиллари, которые пробыли на вершине всего 15 минут.
Неизвестное биологическое разнообразие, исчезающие леса и расширяющиеся пустыни Обширные регионы остаются малоизученными, особенно тропические леса и пустыни, в результате чего общее число организмов на Земле остается неопределенным — возможно, до 14 миллионов видов, причем 87% из них все еще ожидают описания и присвоения названий. Биоразнообразие достигает пика в тропических и экваториальных лесах, самых богатых сообществах планеты, однако они уничтожаются с угрожающей скоростью; вплоть до 20-го века исследования в основном проводились в подлеске, а в 1929 году экспедиция из Оксфорда в Гвинею попыталась достичь полога, где происходит основной фотосинтез. Пустыни занимают треть Земли и являются домом для 600 миллионов человек, ежегодно расширяясь из-за деятельности человека, деградации почв и чрезмерного выпаса скота. Понимание того, как растения и животные выживают в них, имеет решающее значение, но эффективное решение, позволяющее остановить распространение пустынь, пока не найдено.