Alfred Wegener formalizou o conceito de deriva continental (1912-1915) com base na mobilidade da superfície sólida da Terra; ele teve precursores mas, como meteorologista, conhecendo os movimentos rápidos dos fluidos na atmosfera, tinha as bases e a motivação necessárias para extrapolar esta mobilidade para o fluxo lento da superfície sólida terrestre, um salto fenomenológico maior nas Ciências da Terra. A tectónica de placas (1962-1969) progrediu a partir do conhecimento das bacias oceânicas para modelo cinemático completo da litosfera à escala global; através do conceito do Ciclo de Wilson a teoria pôde alargar a história da Terra para a evolução dos oceanos, continentes e cinturas móveis ao longo das placas tectónicas. Tornou-se um paradigma para a teoria da Terra como um sistema aberto e dinâmico.