Что изучает геоморфология?

Рельеф

Основная статья: Рельеф

Объектом геоморфологии является рельеф — совокупность ровностей и неровностей твёрдой земной поверхности и иных твёрдых планетных тел. В геоморфологии выделяется три уровня рельефа: элементы, формы и комплексы. Элементами рельефа являются простейшие его составляющие: точки, линии и поверхности. К таковым относятся горные вершины, днища конусообразных воронок, тальвеги, водоразделы, бровки, тыловые швы, горизонтальные и субгоризонтальные поверхности, склоны. Формы рельефа — конкретные неровности земной поверхности, представляющие собой поверхность, облекающую трёхмерное объёмное тело и состоящие из элементов рельефа или более простых форм рельефа. Комплекс (тип) рельефа — это совокупность форм рельефа, сходных по какому-либо признаку: внешне (морфологически), по происхождению (генетически), по возрасту.

Практическая сторона геоморфологии

Цель изучения данной науки с практической стороны заключается в познании законов, по которым развивается рельеф, и на основании этого в использовании в практической деятельности выявленных закономерностей.

Геоморфология нужна в сфере гидротехнических сооружений и мелиорации. Строительство в засушливых районах оросительных каналов, а в заболоченных местах — мелиоративной сети требует тщательного изучения рельефа. Его особенности также необходимо знать при строительстве ГЭС в горах и на равнинах. Создание линий связи и дорожное строительство также осуществляются с опорой на эту науку.

Ее достижения используются в планировании крупных хозяйств, поселков и городов. Приведем пример. Город Дивногорск находится на склоне, поэтому дождевая вода стекает в Енисей, и склон быстро высыхает. Геоморфологическая карта используется при планировании различных населенных пунктов. На ней показано устройство поверхности, представлены составляющие рельефа, пространственное размещение и характер его форм. В зависимости от особенностей рельефа определяется размещение жилых кварталов, хозяйственных и промышленных предприятий, направление магистралей. Не меньшее значение имеет его изучение при устройстве водоснабжения крупных промышленных предприятий и населенных пунктов.

Геологические, топографические, ботанические, почвенные съемки также начинаются именно с изучения рельефа. Гидрогеологические и гидрологические изыскания также проводятся с опорой на него.

Геоморфология играет очень большую роль в организации обороны государства

Полководцы разных народов и времен уже с давних пор рассчитывали походы, принимая во внимание особенности рельефа. Современная военная наука тоже уделяет им надлежащее внимание

Необходимо не просто знать существующие сегодня типы и формы рельефов, но и предвидеть вероятные изменения поверхности нашей планеты в будущем под воздействием различных процессов. Это особенно актуально, например, при строительстве на непрочном грунте высотных зданий или при сооружении морских портов.

Геоморфология как история

Принято говорить, что рассматриваемым термином обозначают такую историческую науку, которая исследует последовательности происходивших на планете событий, приведших к текущему состоянию, наблюдаемому нами. Геоморфология в познавательном процессе прибегает к объёму информации, накопленному геологией, географией, иными дисциплинами историческими, естественными.

Земля – планета, что оставляет на геоморфологии свой немалый отпечаток: необходимо учитывать данные, накопленные в космогонических исследованиях, астрономических научных работах. Познание состава вещества и его строения, состояния помогает разобраться, каким образом это корректирует особенности рельефа, но возможно это лишь при условии учета информации, добытой химиками, физиками в ходе специфических научных исследований.

Геоморфология в Энциклопедическом словаре:

Геоморфология — (от гео… и морфология) — наука о рельефе суши, дна океанови морей. Изучает внешний облик, происхождение, возраст рельефа, историюразвития, современную динамику и закономерности распространения. Данныегеоморфологии используются при поисках месторождений полезных ископаемых,проектировании дорог и сооружений. Появление геоморфологии каксамостоятельной области знания относится к кон. 19 — нач. 20 вв., когдаоформились две самостоятельные школы: американская во главе с У. М.Дейвисом и европейская (главным образом немецкая), представителями которойбыли А. Пенк, В. Пенк. Основы геоморфологии в России заложили П. А.Кропоткин, И. В. Мушкетов, И. С. Щукин, Я. С. Эдельштейн, К. К. Марков идр.

О терминологии

Рассматривая, что изучает геоморфология, необходимо особенное внимание уделить правильной трактовке термина «рельеф». Под этим словом применительно к поверхности нашей планеты принято понимать такой объект исследований, который объединяет различные геометрические формы, присущие упомянутому объекту

Формирование рельефа обусловлено процессами взаимного влияния друг на друга воздушных масс, земли, воды, различных форм органической жизни.

Изменение рельефа происходит с активным участием земной коры, неровности которой и исследуются географами. Следовательно, невозможно четко представлять себе механику происходящих процессов, не вникая в особенности взаимного влияния процессов, формирующих рельеф, а также их многочисленности. Первое, что рассматривают, говоря об этой теме – сила тяжести. Для современной геоморфологии одним из наиболее важных параметров исследуемого рельефа является угол поверхности. Гипсометрия помогает оценить влияние силы тяжести на конкретные участки, выявить агенты, также корректирующие структуры, оценить влияние их вместе и каждого по отдельности.

Современная наука

В настоящее время в сферу изучения геоморфологии входит внешний облик рельефа, его происхождение, история и современная направленность развития, особенности конкретных форм, закономерности их распространения и сочетания.Рельеф в рамках геоморфологии рассматривается в качестве географического компонента с учетом взаимодействия с природной, в том числе геологической, средой и антропогенной деятельностью.

Геоморфология подразделена на общую, планетарную, палео-, региональную, прикладную, морскую и прочие частные геоморфологические дисциплины. В настоящее время среди них наиболее развиты структурная (исследует взаимосвязь рельефа и геологического строения), динамическая и климатическая (рассматривают рельефообразующие процессы) геоморфология. Также весьма развита морская геоморфология, подразделенная на геоморфологию берегов и геоморфологию дна.

Ввиду междисциплинарности геоморфология связана как с геологическими, так и с физико-географическими науками: тектоникой, инженерной геологией, петрологией, четвертичной геологией, литологией, гидрогеологией и др. и климатологией, океанологией и др., а также такими междисциплинарными науками, как почвоведение, геоботаника и др. Геологические данные в геоморфологии применяются для выяснения зависимости рельефа от геологического строения и развития, процессов его формирования, взаимодействия его с оболочками планеты.

Кроме того, посредством исследования генезиса, возраста и истории развития рельефа геоморфология очень тесно связана с палеогеографией. Данная дисциплина изучает историю географической оболочки и географию прошлого с использованием геохронологической шкалы. Взаимодействие геоморфологии и палеогеографии обусловлено двумя факторами. Во-первых, все образованные экзогенными процессами формы рельефа имеют в облике черты географических условий прошлого. Во-вторых, все слагающие их породы и отложения отражают геологическую историю, так как содержат остатки организмов и следы процессов. К тому же рельефообразующие процессы приводят к формированию как форм рельефа, так и отложений (морфолитогенез). Ввиду этого на основе исследования форм рельефа и слагающих их отложений возможно создание палеогеографических реконструкций.

Геоморфология имеет существенное прикладное значение: ее данные используются в сфере поисков и добычи полезных ископаемых, строительстве, сельском хозяйстве.

Особенности рельефа

Мертвая органическая масса и живые организмы оказывают большое воздействие на особенности рельефа, на его формирование. Это воздействие бывает как непосредственным, когда создаются специфические биогенные геологические тела или формы рельефа, так и опосредованным, когда изменяются химические и физические свойства горных пород водной и воздушной оболочек Земли. Отметим, что и сам рельеф нашей планеты, являющийся совокупностью поверхностей, то имеющих существенные уклоны, то практически горизонтальных, влияет на геоморфологические процессы. Например, на низменных равнинах и в горах они протекают по-разному.

Это интересно

Углы граней, ребра только тогда четкие с точки зрения геометрии, когда к тому создаются важные предпосылки. Так, ледниковая геоморфология не обеспечивает возможности создания именно таких поверхностей. Четкость линий страдает под воздействием не только мерзлоты, но и водных масс или постоянного движения воздушных потоков. Спустя некоторое время после образования углов уже можно наблюдать округлые, плавные линии. Иногда процесс занимает века и даже тысячелетия, а иногда – несколько лет. Зависит это от конкретного случая, особенностей пород.

В природе такое явление провоцирует переходы, когда грани сменяются, а разные рельефные формы прилегают одна к другой. При этом ученые, исследуя поверхности, делят их на вогнутые, выпуклые, плоские.

Виды геоморфологии

Геоморфология сегодня является довольно разветвленной наукой. Она делится на области знания, отрасли, научные направления, части. Геоморфология обладает множеством методов исследования. Эта наука решает как прикладные, так и фундаментальные задачи.

Все разнообразие форм научной деятельности объединяет то, что все части геоморфологии занимаются изучением рельефа, его возраста, происхождения, эволюции, взаимного влияния и взаимосвязи его с другими свойствами и элементами эндогенной и экзогенной природы Земли.

К видам геоморфологии относятся следующие:

• общая геоморфология;
• историческая (палеогеоморфология);
• динамическая;
• планетарная;
• региональная;
• полевая;
• математическая;
• экспериментальная;
• дистанционная;
• геоморфологическая картография;
• геоморфология дна океанов и морей;
• геоморфология суши.

В этой науке сложился особый раздел, в котором изучается рельефообразование в его взаимодействии с климатом. Этот раздел называется климатической геоморфологией. Скульптурный рельеф, как выяснили ученые, имеет четкую климатическую зональность.

Процессы, изменяющие Землю

Геоморфология изучает процессы, которые формируют поверхность Земли. Чтобы лучше понять это, нужно понимать и процессы, происходящие на планеты. Эоловые процессы относятся к ветровой эрозии и являются основным фактором, который часто создает формы пустынных земель. В регионах, где уровень осадков низкий, ветер является основным природным инструментом, формирования рельефа. Арки, ниши и песчаные дюны — это все объекты ландшафта, сформированные ветрами.

Речные процессы включают водную эрозию. Вода является основным фактором эрозии. Реки разрушают и перемещают различные объекты на поверхности Земли. Они также переносят осадки. Меандры и озера относятся к наземным объектам, образованным речными процессами. Поток, протекающий по поверхности Земли, разрушает берега, перемещать осадки, расширять свою долину и осаждает ил в других местах. Его путь изгибается из-за эрозии, которая образует меандр. Когда меандр отрезан от своего основного водотока, часто в результате отложений ила образуется слепой рукав. Реки отвечают за формирование долин, которые часто имеют V-образную форму.

Другие основные процессы, влияющие на наземные формы, включают биологические и ледниковые процессы, а также гравитацию.

Геоморфология: цели и изменения

Обнаружение указанных выше месторождений было основной целью ученых, занимавшихся геоморфологией с самого первого времени становления науки как самостоятельной дисциплины. И все же многие специалисты отмечают, что в последнее время существенно меняется ориентированность исследовательских, прикладных работ. Инженерные, поисковые разработки становятся менее значимыми, пальма первенства перешла к экологическим мероприятиям.

Прикладные аспекты геоморфологии в наше время ориентированы на прогнозирование развития ситуации, мониторинг текущих процессов. Это должно привести к отслеживанию состояния окружающей среды, на основании чего можно принимать корректные управленческие решения, позволяющие сохранить природные богатства и уменьшить вред, наносимый среде, связанный с антропогенными факторами.

Геоморфология: зачем это нужно?

Информация, добываемая учеными в рамках этой науки, нашла широкое применение в различных отраслях промышленности, а также важна для некоторых исследовательских работ. В частности, данные, которые дает геоморфология, помогают искать, разведывать, разработать места происхождения полезных ископаемых. Кроме того, научный подход актуален для:

• проектирования;
• изыскательных работ;
• строительства дорог;
• создания портов;
• планирования и разработки сельскохозяйственных мероприятий.

Незаменима информация, получаемая методами геоморфологии, при создании объектов гидроэнергетики, горнодобывающих промышленных комплексов, других производственных и гражданских. Используя выявленные закономерности, можно предотвращать эрозию, иные отрицательно влияющие на качество рельефа планеты процессы, включая обвалы, сели. Собирается информация о движении тектонических плит, сейсмологических, вековых колебательных движениях. Общий комплекс исследований позволяет наработать достаточно большую информационную базу, на основе которой формируют карты. Из документов видно, как развивается рельеф, какова динамика процессов, их скорость, характер. Можно сделать выводы относительно мероприятий, позволяющих скорректировать текущую обстановку, чтобы результат был более позитивным для хозяйствования человека.

История

Основателем геоморфологии был китайский учёный и государственный деятель Шэнь Ко (1031—1095), наблюдавший за раковинами морских животных, находящихся в геологическом слое горы, расположенной за сотни миль от Тихого океана. Заметив слой раковин двухстворчатых моллюсков, движущийся в горизонтальной протяжённости вдоль сечения обрыва, он высказал предположение, что этот обрыв ранее являлся морским побережьем, которое по прошествию веков сместилось на сотни километров. Он сделал вывод, что форма земли изменилась и сформировалась вследствие почвенной эрозии и отложении наносов, наблюдая за эрозией гор вблизи Вэньчжоу. К тому же он выдвинул теорию о постепенном изменении климата с течением веков, так как древние останки бамбука были найдены в сухой северной климатической зоне Янчжоу, ныне провинция Шэньси. Однако пионерные работы Шэнь Ко не оказали влияния на развитие геоморфололии как научной дисциплины в других странах, так как об этих взглядах китайского учёного до XX века ничего не было известно.

Геоморфология как самостоятельная научная дисциплина

Основоположником современной геоморфологии в БСЭ назван немецкий геолог Фердинанд фон Рихтгофен. На основе материалов собственных многолетних экспедиционных исследований он «собрал огромный материал, позволивший ему установить глубокую внутреннюю связь геологического строения с рельефом, климатом, растительностью, животным миром и хозяйственной деятельностью человека».

Рихтгофен определил географию, как науку о компонентах земной поверхности в их взаимодействии, что позволило взглянуть на развитие рельефа, как на динамическую систему, изменяющуюся во времени и пространстве.

Рихтгофен впервые предложил классификацию географических наук, разделив их на физическую географию, биогеографию и антропогеографию. В составе физической географии он выделил новую научную дисциплину, которую определил как геоморфологию*

В 1886 году Рихтгофен предложил классификацию форм рельефа на основе его генезиса, что предопределило будущие работы Уильяма Мориса Дейвиса и Вальтера Пенка.

Географический цикл Дейвиса

Геоморфологическая модель, предложенная Уильямом Морисом Дейвисом, между 1884 и 1899 годом, носила название географический цикл или цикл эрозии. Этот цикл был привязан к принципу актуализма, который был сформулирован Джеймсом Хаттоном. Относительно впадин, этот цикл опирался на последовательность, с которой реки могут вырезать впадины все более и более глубокие, но затем береговая эрозия в конечном счёте снова выравнивает территорию, теперь уже понижая её. Цикл может снова начать поднимать территорию. Эта модель сегодня рассматривается со значительными упрощениями для более удобного использования на практике.

Генезиса рельефа в модели Пенка

Вальтер Пенк развил альтернативную модель в 1920-х годах, основанную на соотношении подъёмов и эрозии, которая однако не могла объяснить все многообразие форм рельефа и его генезиса.

Геоморфология в Российской империи

Основы геоморфологии в Российской империи были заложены работами Ю. Я. Ходзько,П. П. Семёновым-Тян-Шанским, П. А. Кропоткиным, В. В. Докучаевым, И. Д. Черским, И. В. Мушкетовым, С. Н. Никитиным, Д. Н. Анучиным, А. П. Павловым, Я. С. Эдельштейном.

Позднее, после 1917 года в СССР проблемы геоморфологии изучали В. А. Обручев, И. С. Щукин, С. С. Шульц и другие учёные.

Советский период

Первая кафедра геоморфологии в Советской России была создана в Географическом институте в Петрограде в 1918 году. Её возглавил видный тектонист — профессор Михаил Михайлович Тетяев, получивший образование в Льежском университете. В дальнейшем кафедра вместе с Институтом вошла в состав Ленинградского Государственного университета.

Возраст океанского дна. Красный цвет — наиболее молодой

Процессы

Современная геоморфология сосредотачивается на количественном анализе взаимосвязанных процессов, таких как роль солнечной энергии, скорость круговорота воды и скорость движения плит для вычисления возраста и ожидаемого будущего отдельных форм рельефа. Использование точной вычислительной техники даёт возможность непосредственно наблюдать такие процессы, как эрозия, в то время как ранее можно было основываться на предположениях и догадках. Компьютерное моделирование также очень ценно для тестирования определённой модели территории со свойствами, которые схожи с реальной территорией.

Рельеф формируется в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов.

Эндогенные процессы

Тектонические движения

Тектонические (вертикальные и горизонтальные) движения создают наиболее крупные формы рельефа (мегарельеф). Например, большие равнинные территории и горные страны.

Магматизм

Магматизм проявляется в интрузивной и эффузивной форме. Данный процесс характерен для границ литосферных плит, рифтовых зон, современных геосинклиналей, зон молодых и омоложенных гор, срединно-океанических хребтов.

Метаморфизм

Основная статья: Метаморфизм

Изменения горных пород под воздействием температуры, давления и других преобразований в недрах Земли. Различают: динамометаморфизм, термометаморфизм, контактный метаморфизм (перекристаллизация пород с изменением химических и минеральных свойств), гидротермальный метаморфизм.

Экзогенные процессы

Склоновые процессы

Склоновые (или гравитационные) процессы в общем виде — это процессы переноса и сноса материала со склонов под действием сил земного тяготения.

Карст

Основная статья: Карст

Данный процесс образует наземные (карры, карстовые воронки, полья, карстовые котловины и долины) и подземные (пещеры, колодцы, полости) карстовые формы.

Суффозионные процессы

Основная статья: Суффозия

Суффозия — процесс выноса из горных пород глинистых и алевритовых частиц. В результате этого образуются своеобразные формы рельефа овальной или округлой формы: падины, западины, блюдца.

Флювиальная геоморфология

См. также: русловедение

Реки и водотоки — это не только потоки воды, но и наносы. Вода может мобилизировать наносы и переносить их вниз по течению. Скорость транзита наносов зависит от доступности и наличия наносов и от расхода воды реки.

Если реки текут по равнине, то они обычно увеличиваются в размерах, объединяясь с другими реками. Сеть рек таким образом образует речную систему, часто реки являются дендрирующими (ветвящимися), но могут приобретать и другие формы, которые зависят от конкретной поверхности и геологического строения.

Ледниковая геоморфология

См. также: гляциология

Ледники являются важной силой, преобразующей рельеф. Постепенное движение льда вниз является причиной корразии подстилающих горных пород

Корразия производит тонкий налёт, называемый ледяным порошком. Обломки пород, переносимые внутри ледникового покрова и в его основании, называются основной мореной.

Эоловые процессы

Получили своё название от греческого бога ветра Эола. Это процессы формирования рельефа под действием ветра. Формируются аккумулятивные формы (например, барханы) и денудационные формы (например, рвы выдувания вдоль дорог в пустыне). Основной действующий фактор — ветропесчаный поток (частицы захватываются с поверхности при скорости ветра свыше 4 м/c).

Береговые процессы

Это формирование рельефа в прибрежной зоне морей, озёр и т. д. Формируются аккумулятивные и денудационные формы. Пример аккумулятивных — пляжи, а денудационных — клиф.

Биогенные процессы

Это формирование рельефа под воздействием живых организмов. Примеры: тропинки в лесах, искори, термитники, плотины, в тропических морях- коралловые рифы (окаймляющие, барьерные и атоллы).

Антропогенные процессы

Изменение рельефа человеком. Данный процесс наблюдается при открытой добыче полезных ископаемых в карьерах, дорожном и гидротехническом строительстве, эксплуатации городов и промышленных центров, сельскохозяйственных работах.

Космогенные процессы

Характерны для планет Земной группы, но не являются основными факторами рельефообразования. Пример формы рельефа: ударный кратер (первым к таковым отнесён Аризонский).

О гигантах

Первые объединяют материки, океанские ложа, океанические срединные хребты, переходные зоны. Можно заметить, что их относительно немного. Говоря о положительных рельефных формах, нужно отметить, что наиболее крупные представители этой группы – это материки, многие из которых также формируют океанское дно

Важность исследования материков для современных наук обусловлена фактом того, что образования эти сформированы земной корой

Океанским ложем принято именовать такую часть дна всемирного океана, которая занимает большой процент территории, залегает под трехкилометровой толщей воды или более. В этой местности земная кора представлена специфическим типажом – океаническим.

Геосинклинальные пояса обычно разделяют океаны, материки, хотя условие существования переходных зон выполнятся далеко не всегда. Как показали исследования, Северный ледовитый, Индийский океаны и Атлантика – водоемы, края которых почти по всей протяженности береговой линии характеризуются контактом материковых структур и океанского ложа.

Литература

• Геоморфология : учеб. пособие для вузов / Под ред. А.Н. Ласточкина, Д.В. Лопатина. — М.: Академия. — 520 с. — (Высш. проф. образование).
• Отечественная геоморфология: прошлое, настоящее, будущее : материалы XXX Пленума Геоморфол. комис. РАН / Отв. ред. Д.В. Лопатин. — СПб., 2008. — 390 с.
• Пенк В. Морфологический анализ: Пер. с нем. — М.: Географгиз, 1961. — 360 с.
• Рельеф среды жизни человека: экологическая геоморфология / Отв. ред. Э.А. Лихачева, Д.А. Тимофеев. — М.: Медиа-пресс, 2002. — 640 с. — ISBN 5-901004-02-0.
• Рычагов Г.И. Геоморфология: учебник для студентов вузов обучающихся по географ. специальностям. — 3-е, перераб. и доп. — М.: Изд-во Моск. ун-та : Наука, 2006. — 416 с. — ISBN 5-02-034256-4.
• Симонов Ю. Г. Геоморфология. — СПб.: Питер, 2005. — 427 с. — ISBN 5-94723-713-X.
• Симонов Ю. Г., Болысов С.И. Методы геоморфологических исследований: Методология. — М.: Аспект-Пресс, 2002. — 192 с. — ISBN 5-7567-0179-6.
• Хаин В.Е., Рябухин А.Г., Наймарк А.А. История и методология геологических наук: учеб. пособие для студ. вузов. — М.: Академия, 2008. — 416 с. — ISBN 978-5-7695-4870-3.
• Карандеева М. В. Геоморфология Европейской части СССР: Учебное пособие для университетов. — М.: Изд-во МГУ, 1957. — 316 с. — 3500 экз.