Войти
Бесплодные земли, вырезанные в сланце на у подножия плато Северный Кейнвилл, штат Юта, внутри прохода, прорезанного рекой Фремонт и известного как Голубые ворота. Г.К. Гилберт очень подробно изучил ландшафты этой области, что послужило основой для многих его исследований по геоморфологии. 
Поверхность Земли, более высокие возвышения показаны красным. Геоморфология (от древнегреческого : γῆ, gê, «земля»; μορφή, morphḗ, «форма»; и λόγος, lógos, «изучение») - научное изучение происхождения и эволюции топографических и батиметрических объектов, созданных физическими, химическими или биологическими процессами, происходящими на поверхности Земли или вблизи нее. Геоморфологи стремятся понять, почему ландшафты выглядят так же, как они, понять историю и динамику формы рельефа и спрогнозировать изменения с помощью комбинации полевых наблюдений, физических экспериментов и численного моделирования. Геоморфологи работают по таким дисциплинам, как физическая география, геология, геодезия, инженерная геология, археология, климатология и инженерная геология. Эта широкая база интересов способствует развитию многих исследовательских стилей и интересов в данной области.
Waves и химический состав воды приводят к разрушению конструкции в обнаженных породах Поверхность Земли изменяется комбинацией поверхностных процессов, которые формируют ландшафты, и геологических процессов, вызывающих тектоническое поднятие и оседание и формируют прибрежную географию. Поверхностные процессы включают в себя воздействие воды, ветра, льда, огня и живых существ на поверхности Земли, а также химические реакции, которые образуют почвы и изменяют свойства материала, стабильность и скорость изменения топографии под действием силы силы тяжести и других факторов, таких как (in совсем недавнее прошлое) человеческое изменение ландшафта. Многие из этих факторов сильно опосредованы климатом. Геологические процессы включают подъем горных хребтов, рост вулканов, изостатические изменения высоты поверхности суши (иногда в ответ на поверхностные процессы) и образование глубоких осадочных бассейнов, где поверхность Земли опускается и заполнена материалом , вымытым из других частей ландшафта. Поверхность Земли и ее топография, таким образом, являются пересечением климатического, гидрологического и биологического воздействия с геологическими процессами, или, альтернативно, пересечением литосферы Земли с ее гидросферой, атмосферой и биосферой.
Крупномасштабные топографии Земли иллюстрируют это пересечение поверхностных и подземных воздействий. Горные пояса подняты из-за геологических процессов. Денудация этих высоко поднятых областей дает осадок, который переносится и откладывается где-то в другом месте в пределах ландшафта или у побережья. В прогрессивно меньших масштабах применяются аналогичные идеи, когда отдельные формы рельефа развиваются в ответ на баланс аддитивных процессов (поднятие и отложение) и вычитающих процессов (оседание и эрозия ). Часто эти процессы напрямую влияют друг на друга: ледяные щиты, вода и осадки - все это нагрузки, которые изменяют топографию посредством изостазии изгиба. Топография может изменять местный климат, например, посредством орографических осадков, которые, в свою очередь, изменяют топографию, изменяя гидрологический режим, в котором он развивается. Многих геоморфологов особенно интересует возможность обратной связи между климатом и тектоникой, опосредованной геоморфологическими процессами.
Помимо этих широких вопросов, геоморфологи обращаются к проблемам которые более конкретны и / или более локальны. Ледниковые геоморфологи исследуют ледниковые отложения, такие как морены, эскеры и прогляциальные озера, а также ледниковые эрозионные элементы, чтобы построить хронологию как маленькие ледники, так и большие ледяные щиты и понимают их движение и влияние на ландшафт. речные геоморфологи сосредотачиваются на реках, на том, как они переносят отложения, мигрируют по ландшафту, врезаны в коренные породы, реагировать на экологические и тектонические изменения и взаимодействовать с людьми. Геоморфологи изучают почвенный профиль и химический состав, чтобы узнать об истории конкретного ландшафта и понять, как взаимодействуют климат, биота и горные породы. Другие геоморфологи изучают, как склоны холмов формируются и меняются. Третьи исследуют взаимосвязь между экологией и геоморфологией. Поскольку геоморфология определяется как включающая все, что связано с поверхностью Земли и ее модификациями, это обширная область с множеством аспектов.
Геоморфологи используют в своей работе широкий спектр методов. Они могут включать полевые работы и сбор полевых данных, интерпретацию данных дистанционного зондирования, геохимический анализ и численное моделирование физики ландшафтов. Геоморфологи могут полагаться на геохронологию, используя методы датирования для измерения скорости изменений поверхности. Методы измерения рельефа имеют жизненно важное значение для количественного описания формы поверхности Земли и включают дифференциальную GPS, дистанционные цифровые модели местности и лазерное сканирование для количественной оценки, исследования, а также для создания иллюстраций и карт.
Практические применения геоморфологии включают оценку опасности (например, прогноз оползней и смягчение последствий ), реки контроль и восстановление потока, и береговая охрана. Планетарная геоморфология изучает формы рельефа на других планетах земной группы, таких как Марс. Признаки воздействия ветра, речного, ледникового, истощения массы, удара метеора, тектоники и вулканические процессы изучаются. Эти усилия не только помогают лучше понять геологическую историю и историю атмосферы этих планет, но также расширяют геоморфологическое изучение Земли. Планетарные геоморфологи часто используют аналоги Земли для помощи в изучении поверхностей других планет.
«Коно де Арита» в высохшем озере Салар де Аризаро на плато Атакама, на северо-западе Аргентины. Сам конус представляет собой вулканическое сооружение, представляющее сложное взаимодействие интрузивных магматических пород с окружающей солью. 
Озеро «Вельке Хинцово плесо» в Высоких Татрах, Словакия. Озеро занимает «чрезмерное углубление », высеченное льдом, которое когда-то занимало эту ледниковую долину. За исключением некоторых заметных исключений в древности, геоморфология - относительно молодая наука, растущая вместе с интересом к другим аспектам науки о Земле в середине 19 века. В этом разделе дается очень краткое описание некоторых основных фигур и событий в его развитии.
Изучение форм рельефа и эволюции земной поверхности может быть начато учеными Классической Греции. Геродот на основании наблюдений за почвами утверждал, что дельта Нила активно врастает в нее, и оценил ее возраст. Аристотель предположил, что из-за переноса наносов в море, в конце концов эти моря заполнятся, пока земля опускается. Он утверждал, что это будет означать, что земля и вода в конечном итоге поменяются местами, после чего процесс начнется снова в бесконечном цикле.
Еще одна ранняя теория геоморфологии была разработана эрудитом китайским ученым. и государственный деятель Шэнь Куо (1031–1095). Это было основано на его наблюдении за морскими ископаемыми раковинами в геологическом слое горы в сотнях миль от Тихого океана. Заметив двустворчатые раковины, расположенные горизонтальным пролетом вдоль разреза обрыва, он предположил, что утес когда-то был доисторическим местом морского побережья, которое за столетия сместилось на сотни миль. Он сделал вывод, что земля изменилась и образовалась в результате эрозии почвы гор и отложений ила, после наблюдения странных естественных эрозий гор Тайхан и Гора Яндан около Вэньчжоу. Кроме того, он продвигал теорию постепенного изменения климата на протяжении веков, когда древние окаменевшие бамбуки были обнаружены под землей в засушливой северной климатической зоне Яньчжоу, которая сейчас является современной. день Яньань, Шааньси провинция.
Термин геоморфология, кажется, впервые был использован Лауманом в работе 1858 года, написанной на немецком языке. Кейт Тинклер предположил, что это слово стало широко использоваться в английском, немецком и французском языках после Джона Уэсли Пауэлла и W. Дж. МакГи использовал его во время Международной геологической конференции 1891 года. Джон Эдвард Марр в своем «Научном исследовании ландшафта» рассматривал свою книгу как «Вводный трактат по геоморфологии, предмет, возникший из союз геологии и географии ».
Ранней популярной геоморфической моделью был географический цикл или цикл эрозии модель широкомасштабной эволюции ландшафта, разработанная Уильямом Моррисом Дэвисом между 1884 и 1899 годами. развитие теории униформизма, которая была впервые предложена Джеймсом Хаттоном (1726–1797). Что касается форм долины, например, униформизм постулировал последовательность, в которой река протекает через равнинную местность, постепенно пересекая все более глубокую долину, пока боковые долины в конечном итоге не разрушатся, сглаживая снова местность, хотя и на более низкой высоте. Считалось, что тектоническое поднятие может затем запустить цикл заново. В течение десятилетий, последовавших за развитием этой идеи Дэвисом, многие из тех, кто изучал геоморфологию, стремились вписать свои открытия в эту схему, известную сегодня как «Дэвисианская». Идеи Дэвиса имеют историческое значение, но сегодня они в значительной степени вытеснены, главным образом из-за отсутствия у них предсказательной силы и качественного характера.
В 1920-х годах Вальтер Пенк разработал модель, альтернативную модели Дэвиса.. Пенк считал, что эволюцию форм суши лучше описывать как чередование текущих процессов поднятия и денудации, в отличие от модели Дэвиса единственного поднятия с последующим распадом. Он также подчеркивал, что во многих ландшафтах эволюция склонов происходит за счет обратного износа горных пород, а не за счет понижения поверхности в стиле Дэвиса, и его наука имела тенденцию подчеркивать поверхностный процесс, а не детальное понимание истории поверхности данной местности. Пенк был немец, и при жизни его идеи временами решительно отвергались англоязычным геоморфологическим сообществом. Его ранняя смерть, неприязнь Дэвиса к своей работе и его порой сбивающий с толку стиль письма, вероятно, способствовали этому отказу.
И Дэвис, и Пенк пытались поставить исследование эволюции поверхности Земли на более общей и актуальной для всего мира основе, чем это было раньше. В начале 19 века авторы, особенно в Европе, были склонны приписывать форму ландшафтов местному климату и, в частности, особым эффектам оледенения и перигляциального периода. процессы. Напротив, и Дэвис, и Пенк стремились подчеркнуть важность эволюции ландшафтов во времени и общность процессов на поверхности Земли в разных ландшафтах в разных условиях.
В начале 1900-х гг. Изучение геоморфологии в региональном масштабе называлось «физиография». Позже физиография считалась сокращением «физи кал» и «ге география » и, следовательно, синонимом физической географии, и это понятие стало полемика вокруг соответствующих проблем этой дисциплины. Некоторые геоморфологи придерживались геологической основы физиографии и подчеркивали концепцию физиографических регионов, в то время как среди географов существовала противоречивая тенденция приравнивать физиографию к «чистой морфологии», отделенной от ее геологического наследия. В период после Второй мировой войны появление процессов, климатических и количественных исследований привело к тому, что многие исследователи Земли отдали предпочтение термину «геоморфология», чтобы предложить аналитический подход к ландшафтам, а не описательный
.В эпоху Нового Империализма в конце 19 века европейские исследователи и ученые путешествовали по всему миру, принося описания ландшафтов и форм рельефа. По мере того, как географические знания увеличивались с течением времени, эти наблюдения были систематизированы в поисках региональных закономерностей. Таким образом, климат стал главным фактором, объясняющим распространение форм рельефа в больших масштабах. Возникновение климатической геоморфологии было предсказано работами Владимира Кёппена, Василия Докучаева и Андреаса Шимпера. Уильям Моррис Дэвис, ведущий геоморфолог своего времени, признал роль климата, дополнив свой «нормальный» умеренный климат цикл эрозии засушливыми и ледниковыми. Тем не менее, интерес к климатической геоморфологии был также реакцией на геоморфологию Дэвиса, которая к середине 20 века считалась одновременно неинновационной и сомнительной. Ранняя климатическая геоморфология развивалась в основном в континентальной Европе, в то время как в англоязычном мире эта тенденция не была явной до L.C. Публикация Пельтье 1950 г. о перигляциальном цикле эрозии.
Климатическая геоморфология подверглась критике в обзорной статье 1969 г. Д. Стоддарт. Критика Стоддарта оказалась «разрушительной», вызвав снижение популярности климатической геоморфологии в конце 20 века. Стоддарт подверг критике климатическую геоморфологию за применение якобы «тривиальных» методологий в установлении различий в формах рельефа между морфоклиматическими зонами, за связь с геоморфологией Дэвиса и за якобы пренебрежение тем фактом, что физические законы, управляющие процессами, одинаковы во всем мире. Кроме того, некоторые концепции климатической геоморфологии, такие как та, которая утверждает, что химическое выветривание происходит быстрее в тропическом климате, чем в холодном, оказались не совсем верными.
Часть Большой откос в Дракенсберге, на юге Африки. Этот пейзаж с его высокогорным плато, врезанным в крутые склоны откоса, был приведен Дэвисом как классический пример его цикла эрозии.Геоморфология была начата. на прочной количественной основе в середине ХХ века. Следуя ранним работам Гроув Карл Гилберт на рубеже 20-го века, группа в основном американских ученых-естествоиспытателей, геологов и инженеров-гидротехников включая Уильям Уолден Руби, Ральф Алджер Бэгнолд, Ганс Альберт Эйнштейн, Джон Хак, Луна Леопольд, А. Шилдс, Артур Стрелер, и начал исследовать форму элементов ландшафта, таких как реки и склоны холмов, проводя систематические, прямые, количественные измерения аспектов. из них и исследование масштабирования этих измерений. Эти методы начали позволять предсказывать прошлое и будущее поведение ландшафтов на основе текущих наблюдений, а позже превратились в современную тенденцию высококоличественного подхода к геоморфологические проблемы. Многие новаторские и широко цитируемые ранние исследования по геоморфологии были опубликованы в Бюллетене Геологического общества Америки и получили лишь несколько цитирований до 2000 г. (они являются примерами "спящих красавиц" ), когда произошло заметное увеличение количества количественных геоморфологических исследований.
Количественная геоморфология может включать гидродинамику и механику твердого тела, геоморфометрию, лабораторные исследования, полевые измерения, теоретическая работа и полное моделирование эволюции ландшафта. Эти подходы используются для понимания выветривания и формирования почв, переноса наносов, изменения ландшафта и взаимодействия между климатом, тектоникой, эрозией и отложениями.
В Швеции докторская диссертация Филипа Хьюлстрёма «Река Фирис» (1935) содержала одно из первых количественных исследований геоморфологических процессов, когда-либо опубликованных. Его ученики следовали в том же духе, проводя количественные исследования массового переноса (Андерс Рапп ), речного переноса (Оке Сундборг ), отложения дельты (Вальтер Аксельссон ), и прибрежные процессы (Джон О. Норрман ). Это превратилось в «Упсальскую школу физической географии ".
Сегодня область геоморфологии охватывает очень широкий спектр различных подходов и интересов. Современные исследователи стремятся выявить количественные «законы», которые управляют процессами на поверхности Земли, но в равной степени признать уникальность каждого ландшафта и окружающей среды, в которых происходят эти процессы. Особенно важные выводы в современной геоморфологии включают:
Согласно Карна Лидмар-Бергстрём, региональная география с 1990-х годов больше не принимается в массовом порядке. стипендия как основа для геоморфологических исследований.
Несмотря на то, что ее значение уменьшилось, климатическая геоморфология продолжает существовать как область исследований, позволяющая проводить соответствующие исследования. В последнее время опасения по поводу глобального потепления привели к возобновлению интереса к этой области.
Несмотря на значительную критику, модель цикла эрозии осталась частью науки о геоморфология. Модель или теория никогда не были ошибочными, но и не были доказаны. Присущие модели трудности заставили геоморфологические исследования продвинуться по другим направлениям. В отличии от своего спорного статуса в геоморфологии, цикл эрозии модели является общим подходом, используемым для установления оголение хронологии, и, таким образом, является важным понятием в науке историческая геология. Признавая его недостатки, современные геоморфологи Эндрю Гуди и Карна Лидмар-Бергстрём похвалили его за элегантность и педагогическую ценность соответственно.
Ущелье прорезанный рекой Инд в скале, регион Нанга-Парбат, Пакистан. Это самый глубокий речной каньон в мире. На заднем плане виден сам Нанга-Парбат, 9-я по высоте гора в мире. Геоморфно релевантные процессы обычно относятся к (1) производству реголита посредством выветривания и эрозия, (2) перенос этого материала и (3) его возможное отложение. Основные поверхностные процессы, ответственные за большинство топографических особенностей, включают ветер, волны, химическое растворение, массовое истощение, подземные воды движение, поверхностные воды течение, ледниковое воздействие, тектонизм и вулканизм. Другие более экзотические геоморфные процессы могут включать в себя перигляциальные (замораживание-оттаивание) процессы, действие солей, изменения морского дна, вызванные морскими течениями, просачивание жидкостей через морское дно или инопланетные воздействия.
Выветренная ниша около Моава, штат Юта Эолийские процессы относятся к деятельности ветров и, более конкретно, к ветрам 'способность формировать поверхность Земли. Ветры могут разрушать, переносить и осаждать материалы и являются эффективными агентами в регионах с редкой растительностью и большим запасом мелких рыхлых отложений. Хотя вода и массовый поток имеют тенденцию мобилизовать больше материала, чем ветер в большинстве сред, эоловые процессы важны в засушливых средах, таких как пустыни.
Бобровые плотины, как этот в Огненная Земля, представляют собой особую форму зоогеоморфологии, тип биогеоморфологии. Взаимодействие живых организмов с формами рельефа или биогеоморфологические процессы могут иметь множество различных форм и, вероятно, огромное значение для земной геоморфической системы в целом. Биология может влиять на очень многие геоморфические процессы, начиная от биогеохимических процессов, контролирующих химическое выветривание, до влияния механических процессов, таких как рытье нор и бросать деревья на развитие почв, вплоть до контроля глобальной скорости эрозии за счет изменения климата посредством баланса углекислого газа. Наземные ландшафты, в которых роль биологии в посредничестве поверхностных процессов может быть окончательно исключена, чрезвычайно редки, но могут содержать важную информацию для понимания геоморфологии других планет, таких как Марс.
Seif и барханные дюны в районе Геллеспонт на поверхности Марса. Дюны - это подвижные формы рельефа, созданные переносом большого количества песка ветром. Реки и ручьи являются не только проводниками воды, но и отложений. Вода, протекая по дну канала, способна мобилизовать отложения и транспортировать их вниз по потоку либо в виде нагрузки на слой, взвешенной нагрузки или растворенной нагрузки. Скорость переноса наносов зависит от наличия самих наносов и от стока реки . Реки также способны размываться в горные породы и образовывать новые отложения как из своих собственных русел, так и за счет соединения с окружающими склонами холмов. Таким образом, реки считаются базовым уровнем для крупномасштабной эволюции ландшафта в неледниковой среде. Реки являются ключевыми звеньями в соединении различных элементов ландшафта.
По мере того, как реки текут по ландшафту, они обычно увеличиваются в размерах, сливаясь с другими реками. Образованная таким образом речная сеть представляет собой дренажную систему. Эти системы имеют четыре основных типа: дендритный, радиальный, прямоугольный и решетчатый. Дендриты встречаются чаще всего, когда нижележащий слой стабилен (без разломов). Дренажные системы состоят из четырех основных компонентов: водосборного бассейна, аллювиальной долины, дельтовой равнины и приемного бассейна. Некоторыми геоморфическими примерами речных форм рельефа являются конус выноса, старицы и речные террасы.
Особенности ледникового ландшафта Ледники, хотя и ограничены географически, они являются эффективными агентами изменения ландшафта. Постепенное движение льда вниз по долине вызывает истирание и выщипывание нижележащей породы. При истирании образуется мелкий осадок, называемый ледяной мукой. Обломки, переносимые ледником при отступлении ледника, называются мореной. Ледниковая эрозия ответственна за U-образные долины, в отличие от V-образных долин речного происхождения.
То, как ледниковые процессы взаимодействуют с другими элементами ландшафта, особенно склонами холмов и речными процессами, является важным аспектом Плио-плейстоцен эволюция ландшафта и его осадочная история во многих высокогорных средах. Окружающая среда, которая относительно недавно была покрыта оледенением, но больше не покрывается льдом, может все еще демонстрировать повышенные темпы изменения ландшафта по сравнению с теми, которые никогда не покрывались льдом. Неледниковые геоморфические процессы, которые, тем не менее, были обусловлены прошлым оледенением, называются параледниковыми процессами. Эта концепция контрастирует с перигляциальными процессами, которые непосредственно вызваны образованием или таянием льда или инея.
конусы талуса на северном берегу Исфьорд, Свальбард, Норвегия. Конусы осыпей представляют собой скопления крупного мусора на склонах холмов у подножия склонов, образующих материал. 
Слайд Фергюсона - это активный оползень в каньоне реки Мерсед на шоссе штата Калифорния 140, главной дороге, ведущей к национальному парку Йосемити.Соил, реголит и скала, спускайтесь вниз по склону под действием силы тяжести через ползучесть, скользит, течет, опрокидывается и падает. Такое массовое истощение происходит как на земных, так и на подводных склонах и наблюдалось на Земле, Марсе, Венере, Титане. и Япет.
Текущие процессы на склоне холма могут изменить топологию поверхности склона, что, в свою очередь, может изменить скорость этих процессов. Склоны холмов, которые увеличиваются до определенных критических порогов, способны очень быстро сбрасывать чрезвычайно большие объемы материала, что делает процессы склонов чрезвычайно важным элементом ландшафта в тектонически активных областях.
На Земле биологические процессы, такие как рытье нор или бросать деревья могут играть важную роль в определении скорости некоторых процессов на склонах.
Оба вулканические ( эруптивные) и плутонические (интрузивные) магматические процессы могут иметь важное влияние на геоморфологию. Воздействие вулканов имеет тенденцию омолаживать ландшафты, покрывая старую поверхность суши лавой и тефрой, высвобождая пирокластический материал и заставляя реки идти новыми путями. Конусы, образованные извержениями, также создают существенно новую топографию, на которую могут воздействовать другие поверхностные процессы. Плутонические породы, проникающие, а затем затвердевающие на глубине, могут вызывать как поднятие, так и опускание поверхности, в зависимости от того, плотнее или менее плотен новый материал, чем порода, которую он перемещает.
Тектонические воздействия на геоморфологию могут варьироваться от масштабов в миллионы лет до минут или меньше. Влияние тектоники на ландшафт в значительной степени зависит от природы подстилающей ткани коренных пород, которая более или менее контролирует то, какую локальную морфологическую тектонику может формировать. Землетрясения могут за считанные минуты затопить большие участки земли, создавая новые водно-болотные угодья. Изостатический отскок может объяснить значительные изменения в течение сотен и тысяч лет и позволяет эрозии горного пояса способствовать дальнейшей эрозии по мере удаления массы с цепи и подъема пояса. Долговременная тектоническая динамика плит приводит к возникновению орогенных поясов, крупных горных цепей с типичным сроком службы в несколько десятков миллионов лет, которые образуют фокусные точки для высоких темпов речных и горных процессов и, следовательно, долгосрочных отложений. производство.
Особенности более глубокой мантии динамики, такие как плюмы и расслоение нижней литосферы, также были выдвинуты гипотезами, что они будут играть важную роль в долгосрочной перспективе. (>миллиона лет), крупномасштабная (тысячи км) эволюция топографии Земли (см. динамическая топография ). Оба могут способствовать поднятию поверхности за счет изостазии, поскольку более горячие, менее плотные мантийные породы вытесняют более холодные и плотные мантийные породы на глубине Земли.
Морские процессы - это процессы, связанные с воздействием волн, морских течений и просачивания жидкостей через морское дно. Массовое опустошение и подводные оползни также являются важными процессами для некоторых аспектов морской геоморфологии. Поскольку океанические бассейны являются основными поглотителями значительной части наземных отложений, процессы осадконакопления и связанные с ними формы (например, конусы наносов, дельты ) особенно важны как элементы морской геоморфологии.
Между геоморфологией и другими полями существует значительное совпадение. Отложение материала чрезвычайно важно в седиментологии. Выветривание - это химическое и физическое разрушение земных материалов на месте под воздействием атмосферных или приповерхностных агентов, которое обычно изучается почвоведами и химиками-экологами , но является важным компонентом геоморфологии, потому что именно он обеспечивает материал, который можно перемещать в первую очередь. Инженеры-строители и экологи занимаются эрозией и переносом наносов, особенно в отношении каналов, устойчивости откосов (и природных опасностей ), качество воды, управление прибрежной окружающей средой, перенос загрязняющих веществ и восстановление водотока. Ледники могут вызвать обширную эрозию и отложение за короткий период времени, что делает их чрезвычайно важными объектами в высоких широтах и означает, что они создают условия в верховьях горных ручьев; гляциология поэтому важна в геоморфологии.
 | Wikimedia Commons has media related to Geomorphology. |
