Um sistema e, por consequência,um subsistema podem definir-se como um conjunto de elementos em interacção que formam um todo complexo. Relativamente a qualquer sistema, pode considerar-se uma fronteira ou limite que separa o seu interno do universo exterior envolvente. Sempre que essa fronteira ou limite permite trocas de matéria e energia entre o universo envolvente e o interior do sistema, o mesmo diz-se aberto. Uma vez que o sistema Terra efectua trocas de energia com o meio exterior, não sendo significativas as trocas de matéria, considera-se a Terra como um sistema fechado. Para além desta característica, pode considerar-se a Terra como um sistema composto, uma vez que é o resultado da interacção de vários subsistemas abertos: a hidrosfera, a atmosfera, a biosfera e a geosfera.
1.1 Subsistemas terrestres
A hidrosfera integra toda a água existente à superfície terrestre, no estado sólido (criosfera) e líquido. Da totalidade da água existente, calcula-se que 97,2% preencha os oceanos na sua forma líquida, 2,2% esteja no estado sólido nos glaciares e calotes polares, enquanto 0,6% está nas zonas continentais da superfície da geosfera. Note-se que apenas 0,02% da água líquida enche os lagos e rios e apenas um milésimo por cento estará na atmosfera sob a forma de vapor ou nuvens. Da total de água, apenas 0,03% são movimentados cada ano, através de fenómenos de evaporação, fusão, transpiração, precipitação, infiltração e escorrência associados ao ciclo da água. Esse movimento, gerado através da energia solar que atinge a Terra, é, em grande parte responsável pela notável alteração da superfície da geosfera.
A atmosfera é um subsistema de natureza essencialmente gasosa que envolve todo o globo terrestre. É constituída por uma mistura de gases que integra fundamentalmente azoto, oxigénio, dióxido de carbono e vapor de água. A sua primeira camada (troposfera) constitui um sistema complexo e dinâmico que mantém condições favoráveis à existência de vida na Terra. A camada seguinte, que se estende de 12 km até cerca de 48km, designa-se por estratosfera e é caracterizada pela presença de ozono, um gás importante na filtração de grande parte da radiação ultravioleta da luz solar. Este subsistema estende-se até cerca de 500 km de altitude, com progressiva diminuição dos valores de pressão, temperatura e densidade.
A geosfera corresponde à parte sólida da Terra bem como às várias zonas do seu interior que se diferenciam quimicamente, quer sob o ponto de vista físico. A geosfera constitui um sistema cujo dinamismo se manifesta de formas tão variadas como o movimento das placas tectónicas e os fenómenos vulcânicos e sísmicos.
A biosfera corresponde ao subsistema que integra todos os seres vivos existentes na Terra bem como toda a matéria orgânica que ainda não foi decomposta. Os seres vivos, tal como os conhecemos actualmente, são o resultado de um processo evolutivo que se terá iniciado há milhões de anos.
1.2 Interacção de subsistemas
O equilíbrio global da Terra depende da interacção entre os subsistemas que a constituem. No seu conjunto, qualquer alteração num dos subsistemas pode afectar os restantes. Na tabela 1 exemplificam-se algumas interacções entre verificadas entre os diferentes subsistemas correspondentes a trocas energéticas ou de materiais.
