Линейность можно определить как справедливость принципа суперпозиции, гласящего, что результат суммы воздействий на систему равен сумме результатов отдельных воздействий. Нелинейность – это свойство процесса, выражающееся в отрицании суперпозиции: результат суммы воздействий на систему не равен сумме отдельных воздействий. Это надо понимать широко: воздействия могут быть сейсмические, электрические, деформационные и другие; нелинейность, таким образом, предполагает как «самовзаимодействие», так и взаимодействие процессов различной природы, формирование сложных «цепей» взаимодействий, охватывающих связями, как различные геофизические поля, так и процессы, протекающие в разных земных сферах/Нелинейные эффекты, проявляющиеся в перекрестных взаимодействиях различных полей – сейсмо-гидрогеологические, сейсмо-электрические, и многие другие начали активно изучаться в конце 70-х гг.
Нелинейность физических характеристик горных пород является проявлением многих характеристик и состояния минерального композита, проявляющаяся, прежде всего, в виде сильной чувствительности упругих и электрических свойств к внешним воздействиям – напряжениям (тензочувствительность), сейсмическим вибрациям (виброчувствительность), электрическому полю (электрочувствительность).
Энергонасыщенность, проявляющаяся в геофизической активности горных пород, является движущим фактором геологической эволюции, непрерывной и повсеместной. Сейсмическая и электромагнитная эмиссия обладают ярко выраженными свойствами нелинейных процессов, способностью к периодической самоорганизации и хаотизации, характерному поведению в периоды приближения к катастрофе и выхода из нее. Мир активных нелинейных геофизических явлений много ярче и разнообразнее пассивных нелинейных явлений. Активность среды, проявляющаяся в виде высоких концентраций потока мощности вблизи индивидуальных эмиссионных источников, порождает интенсивное взаимодействие эмиссионных и внешних полей, сильные нелинейные трансформации последних.
Среди нелинейных процессов, протекающих в реальной среде, особое место принадлежит сейсмичности, акустической и сейсмической эмиссии. Сейсмичность, т.е. поток землетрясений, является проявлением геологической эволюции планеты, сопровождающим «сейсмическое течение горных масс», фазовых и геохимических превращений вещества. Сейсмическая и акустическая эмиссия – это непрерывный шумовой процесс, связанный с огромным числом микроземлетрясений, тресов, микротресков, сопутствующих практически всем геологическим процессам
И сейсмичность, и сейсмоакустическая эмиссия являются проявлением метастабильного состояния вещества в недрах Земли и обладают чрезвычайно высокой чувствительностью к внешним воздействиям.