地質學家認為,人類正生活在一個以人類對環(huán)境的全球化改變?yōu)闃酥镜臅r代——“人類世”.超過一半的地球表層已經(jīng)被人類改變:犁地、放牧、灌溉、引流、煙熏、推土、壓實、侵蝕、重建、施肥、開礦、測井或是別的新用途.這些地表活動對近地表面環(huán)境（即所謂的臨界地帶）的生命繁衍具有長期的影響.地球臨界地帶上的人類變化并沒有得到很好的量化,在地表之下的觀測能夠表明監(jiān)控手段的拓展,以此來更好地確保農(nóng)作物和土壤生產(chǎn)力的可持續(xù)性,以及地球大氣層和水層的運行.

現(xiàn)在大部份的環(huán)境監(jiān)控都是針對地表上方的臨界地帶,尤其是高度活躍的氣候系統(tǒng)、大氣中的化學物質、野生物種、水質、河流以及洪水.這些監(jiān)控手段極大地提高了環(huán)境保護的管理水平.但是,隨著人類對環(huán)境需求的持續(xù)增加,土壤和根部地帶發(fā)生的改變以及水層、生物層活躍的地幔影響著甚至威脅著地表管理和大環(huán)境的可持續(xù)性.臨界地帶的監(jiān)控采用的是野外觀測法,生態(tài)學和地質學都大量運用了這種方法來研究近地表環(huán)境的動態(tài)和防治措施.試驗樣地、集水區(qū)、河流盆地都是研究的目標,以期達到強化農(nóng)作物管理、控制溫室氣體的排放以及改善水質的目標.