Науки о Земле выявили грандиозную картину функционирования геосферных оболочек. В истории нашей планеты имели место, с одной стороны, периодические колебания (например, чередование активных и относительно спокойных тектонических эпох, планетарных трансгрессий и регрессий Мирового океана, ледниковых и межледниковых эпох), а с другой направленные на изменения, которые привели к увеличению мощности стратисферы, контрастности планетарного рельефа, видовому разнообразию органического мира, усложнению ландшафтной структуры и т. д. Появление человека и постепенное превращение его в «геологическую» силу нарушили сложившиеся в природе равновесия и стали менять тенденции естественного развития.
В начале ХХI в. численность населения Земли превысила 6 млрд человек, и воздействие человека на природу достигло планетарных масштабов. Воздействия такого рода, часто осуществляемые на локальной территории, вызывают негативные цепные реакции, охватывающие громадные пространства, что в итоге угрожает геосферным оболочкам, поскольку они едины.
В этих условиях прогноз развития геосферных оболочек не может опираться только на экстраполяцию природных изменений и принцип актуализма, поскольку в прошлом таких явлений не было. Кроме того, вмешательство человека во многих случаях приводит в движение неравновесные процессы, которые самопроизвольно усиливают начальный импульс (например, эффект прогрессирующего потепления, загрязнение живых организмов пестицидами, обладающими мутагенным действием), и влияние которых на природу почти не выяснено и потому не может быть достоверно оценено. В такой ситуации изучение и прогноз глобальных изменений возможны лишь на основе имитационного моделирования и анализа тех последствий, которые обнаружили себя за последние десятилетия.
В то же время, некоторые явления (нарушение газового баланса и связанные с ним изменения парникового эффекта, сведение лесов, опустынивание) имели место и в прошлом, хотя были вызваны подчас другими причинами. Эта группа возможных изменений может изучаться не только с помощью математического моделирования, но и на основе аналогов прошлой истории Земли. Метод аналогов дает возможность верификации математических моделей, что повышает их достоверность.
Глобальные изменения географической оболочки существенно трансформируют ее параметры и функциональные свойства, вызывая кардинальную перестройку структуры и смену тенденций развития (они практически всегда определялись изменением поступающей к земной поверхности энергии Солнца и Космоса).
