Από τον αέρα, το ύδωρ, τη γη και το πυρ στο φαινόμενο του θερμοκηπίου

Η κατανόηση των βασικών στοιχείων του σύμπαντος ήταν μια πρόκληση για πολλές χιλιετίες. Τα βασικά στοιχεία που ελέγχουν τη θερμοκρασία του πλανήτη μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις περιόδους: η πρώτη περίοδος είναι θρησκευτική και οτιδήποτε συμβαίνει σχετικά με τις καιρικές συνθήκες και το κλίμα καθορίζεται από τις θρησκευτικές διαδικασίες. Η δεύτερη περίοδος είναι η περίοδος που ξεκίνησε από τους Έλληνες φυσικούς φιλοσόφους από το 600 π.Χ. περίπου και διήρκεσε μέχρι την Αναγέννηση. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου κυριαρχεί η θεωρία των τεσσάρων στοιχείων, γη, νερό, αέρας και φωτιά. Η τρίτη περίοδος είναι η αρχή των ανακαλύψεων ότι τα βασικά στοιχεία αποτελούνται από άλλα στοιχεία και τα ευρήματα από υδρογόνο, άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και άλλα αέρια σηματοδότησαν την έναρξη της έμφασης στη φυσική και τη χημεία, με βάση τις ιδέες του Descartes για την έρευνα . Η τέταρτη και τελευταία περίοδος ξεκίνησε στη Γαλλία από τον Fourier και ολοκληρώθηκε στη Σουηδία από τον Arrhenius, και είναι η πρώτη φορά που υπολογίζεται η θερμοκρασία του πλανήτη μας. Η τέταρτη περίοδος συνεχίζεται με την ανάπτυξη της κατανόησης μας για το πολύπλοκο σύστημα που ενσωματώνει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ της γεώσφαιρας, της υδρόσφαιρας, της κρυόσφαιρας, της βιόσφαιρας και της ατμόσφαιρας. Η μοντελοποίηση του συστήματος αυτού ήταν η πρόκληση της τέταρτης περιόδου η οποία εξακολουθεί έως τις μέρες μας. Αναμένεται ότι στον 21ο αιώνα προηγμένοι υπολογιστές θα επιτρέψουν μακροπρόθεσμες προβλέψεις του κλίματος που θα προστατεύσουν τους ανθρώπους, τα οικοσυστήματα και την παγκόσμια οικονομία.