Geologien var lenge en deskriptiv vitenskap. Man beskrev geologiske systemer på ulik skala: fra kartlegging på km-skala til petrografiske studier på en skala mindre enn en millimeter. Slike beskrivelser var grunnlaget for teorier og spekulasjoner vedrørende de underliggende geologiske prosesser. Teoretiske hjelpemidler for en kvantitativ beskrivelse av geologiske systemer var i første rekke behjelpelige med å beskrive tilstander. De siste tiårs modellering av geologiske prosesser har i stor grad fokusert på enkle homogene modellsystemer. Det viktigste modelleringsverktøy har vært kontinuums mekanikk. Det har imidlertid vist seg at prosesser i geologiske systemer ofte ikke kan forståes ved hjelp av homogene modell systemer, fordi systemenes dynamikk i stor grad kontrolleres av deres iboende heterogenitet. I de senere år har det vært stor interesse for komplekse systemer, og vi ser fremveksten av et nytt paradigme. Komplekse systemer er et sentralt forskningsfelt i statistisk fysikk, og vi vil se på hvordan metoder utviklet i statistisk fysikk kan bidra til økt forståelse av sentrale geologiske prosesser i systemer med naturlig heterogenitet.