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Una aproximación a la ciencia de los paisajes se hace gracias a la geomorfología histórica o cíclica. Los conceptos necesarios fueron desarrollados a principios del siglo XX por el geólogo estadounidense William Morris Davis, que estableció que cada paisaje podía analizarse en términos de estructura, procesos y fases. Davis indicaba que cada paisaje se desarrolla en una secuencia, el llamado ciclo de Davis, predecible y cíclica: juventud, madurez y vejez.

La geomorfología histórica se basa en varios análisis cronológicos, en especial los proporcionados por estudios estratigráficos de los últimos dos millones de años, englobados en el cuaternario. La cronología relativa se puede analizar con la observación de las relaciones entre estratos, y los periodos de tiempo implicados se establecen con mayor precisión utilizando métodos de datación, como son los registros históricos, el análisis de carbono radiactivo, la cuenta de anillos en los troncos de los árboles (dendrocronología) y los estudios paleomagnéticos. Aplicando estas técnicas sobre los datos estratigráficos, se construye una cronología cuantitativa de sucesos.

Esta segunda rama de la geomorfología analiza los procesos dinámicos contemporáneos que operan sobre los paisajes. Estos mecanismos —meteorización y erosión— combinan acciones que son en algunos aspectos destructivas y en otros constructivas. El lecho de roca y el suelo proporcionan la materia pasiva, mientras que el clima y la dinámica cortical aportan las variables activas principales.

En los procesos geomorfológicos, la gravedad es un factor energético esencial e inmutable que llega a todas partes. Un segundo parámetro es el flujo de energía en forma de radiación solar. Este último aparece de forma directa como una variable térmica o indirectamente a través del ciclo hidrológico que implica la evaporación de agua desde el océano, su transporte atmosférico, la precipitación en forma de lluvia o nieve y el retorno al océano. La tercera componente energética es el flujo de calor desde el interior de la Tierra. Pese a tener una magnitud bastante menor que la de la energía solar, este flujo es el responsable esencial de la creación de las estructuras geológicas más importantes, como las fallas, pero sus ritmos de cambio tienden a ser muy lentos (en general, inferiores a 1 mm al año). Sin embargo, en algunas zonas —por ejemplo, a lo largo de las fronteras entre placas (visite Tectónica de placas) como en la falla de San Andrés— las tensiones pueden aumentar hasta descargarse en desplazamientos violentos de hasta 12 metros. Localmente, el flujo de calor desde el interior terrestre se concentra en erupciones de magma (roca fundida), que producen diversos paisajes volcánicos.