بدأنا استقصاءنا لكيمياء البيئة بتلخيص بداية تاريخ الأرض الطبيعي والمراحل الأولى منه. لقد تكونت الأرض عندما بردت الغازات المحيطة بالسديم الشمسي وانكمشت لتشكّل الكواكب. وكان كوكب الأرض المتكوّن حديثاً كرة صلبة ذات نواة مؤلفة من خلائط حديدية وقشرة من أكاسيد معدنية وسليكات. وفي أثناء تاريخ الأرض، الذي امتد حتى الآن على مدى خمسة مليارات سنة، حصلت تغيرات كبرى ضمن قشرة الأرض وفوقها. وفي وقت مبكر، تكون الماء وغطى في النهاية ثُلثي سطح الأرض بعمق وسطي يزيد على 3 كيلو مترات في المحيطات الكبرى. وحصلت تغيرات في الجو أهمها تحرر الأكسجين من تراكيب له مع عناصر أخرى في قشرة الأرض. وكان وجود الأكسجين في الجو جوهرياً لدعم بعض الكائنات الحية، في حين أن كائنات أخرى حافظت في نفس الوقت على مصادره ونظمتها. وبذلك أخذ العالم الذي نراه شكله الحالي، وأصبح مكاناً تزدهر فيه كائنات دقيقة ونباتات وحيوانات من جميع الأنواع يتغذى بعضها ببعضها الآخر. وفي الواقع، عملت جميع مكونات الأرض الحية واللاعضوية معاً، من خلال دوراتها والتأثيرات المتبادلة فيما بينها على جعل كوكبنا على ما هو عليه. وقد درسنا بعض تلك الدورات والمفاعيل المتبادلة.

تعتبر حياة الإنسان قصيرة مقارنة بعمر الأرض البالغ خمسة مليارات سنة، ونحن نرى تركيب الأرض وسيروراتها في ضوء ما نشاهده في هذه اللحظة من تاريخ الأرض الطويل. إنه لمن السهل القول أن العالم الطبيعي كان دائماً كما هو. إلا أن من الواضح أن هذا لم يكن صحيحاً في الماضي، والتغيرات في محيطنا سوف تستمر بالحصول. فالبراكين تثور، وتلفظ غازات في الجو، وتغيّر المناخ الأرضي. وتنتشر مواد معدنية جديدة فوق القارات وتحت المحيطات وتستمر القارات بالانزياح مسببة صدوعاً في القشرة ودوراناً لمياه المحيطات. وتتعرض المرتفعات إلى الحت بفعل هطل المطر، وتغيّر العوامل الجوية الفيزيائية والكيميائية أشكال وتراكيب جسيمات المادة الناجمة عن ذلك الحت. وتملأ الرسوبيات البحيرات جالبة معها مغذيات تجعلها مفرطة التغذية وتحولها إلى مستنقعات.

تحصل كل تلك الأحداث الآن وسوف تستمر في ذلك. وتتكيف الأرض مع تلك التغيرات. وتنشأ أجناس أو تنقرض تبعاً لتغيرات محيطها وتجعل مقدرة الكائنات الحية والمكونات اللاعضوية على تعديل البيئة والتكيُّف مع الظروف الناشئة بعض الناس يعتبرون الأرض نفسها كائناً حياً.

وقد حاولنا في هذا الكتاب تأكيد أن كيمياء البيئة تبدأ بمعرفة السيرورات الطبيعية التي حصلت والتي تحصل الآن السيرورات التي تحدث في الجو وفي الماء وعلى اليابسة وفي البيئة الحيوية، والسيرورات التي تنتقل عبر الحدود رابطة جميع أقسام البيئة معاً.