地质学家认为,人类正生活在一个以人类对环境的全球化改变为标志的时代——“人类世”.超过一半的地球表层已经被人类改变:犁地、放牧、灌溉、引流、烟熏、推土、压实、侵蚀、重建、施肥、开矿、测井或是别的新用途.这些地表活动对近地表面环境(即所谓的临界地带)的生命繁衍具有长期的影响.地球临界地带上的人类变化并没有得到很好的量化,在地表之下的观测能够表明监控手段的拓展,以此来更好地确保农作物和土壤生产力的可持续性,以及地球大气层和水层的运行.
现在大部份的环境监控都是针对地表上方的临界地带,尤其是高度活跃的气候系统、大气中的化学物质、野生物种、水质、河流以及洪水.这些监控手段极大地提高了环境保护的管理水平.但是,随着人类对环境需求的持续增加,土壤和根部地带发生的改变以及水层、生物层活跃的地幔影响着甚至威胁着地表管理和大环境的可持续性.临界地带的监控采用的是野外观测法,生态学和地质学都大量运用了这种方法来研究近地表环境的动态和防治措施.试验样地、集水区、河流盆地都是研究的目标,以期达到强化农作物管理、控制温室气体的排放以及改善水质的目标.