Климатическая геоморфология изучает роль климата в формировании рельефа и процессов на поверхности Земли. [1] Подход, используемый в климатической геоморфологии, заключается в изучении реликтовых рельефов для определения древнего климата. [1] Часто интересуясь климатом прошлого, климатическая геоморфология иногда рассматривается как аспект исторической геологии . [2] Поскольку особенности ландшафта в одном регионе могли развиваться в условиях климата, отличного от нынешнего, изучение климатически различных регионов может помочь понять современные ландшафты. Например, Юлиус Бюдель изучал как процессы холодного климата на Шпицбергене , так и процессы выветривания в тропической Индии , чтобы понять происхождение рельефа Центральной Европы , который, как он утверждал, был палимпсестом рельефов, сформированных в разное время и в разных климатических условиях. [3]
Различные разделы климатической геоморфологии изучают конкретные климатические условия.
Геоморфология пустынь или геоморфология засушливых и полузасушливых земель разделяет многие формы рельефа и процессы с более влажными регионами. Одной из отличительных черт является редкий или отсутствующий растительный покров, который влияет на речные и склоновые процессы, связанные с ветровой и солевой активностью . [4] Ранние работы по геоморфологии пустынь были выполнены западными исследователями колоний своих стран в Африке ( Французская Западная Африка , Германская Юго-Западная Африка , Западный Египет ), в приграничных районах своих стран ( Американский Запад , Австралийская глубинка ) или в пустынях зарубежных стран, таких как Османская империя , Российская империя и Китай . [5] С 1970-х годов геоморфология пустынь на Земле служила для поиска аналогов марсианским ландшафтам . [6]
Как дисциплина перигляциальная геоморфология близка, но отличается от четвертичной науки и геокриологии. Перигляциальная геоморфология занимается неледниковыми формами рельефа с холодным климатом в областях с вечной мерзлотой и без нее . [7] Хотя определение перигляциальной зоны не является четким, консервативная оценка заключается в том, что четверть поверхности суши Земли имеет перигляциальные условия. За пределами этой четверти дополнительная четверть или пятая часть поверхности суши Земли имела перигляциальные условия в какое-то время в плейстоцене . [ 8] Известными исследователями в области перигляциальной геоморфологии являются Йохан Гуннар Андерссон , Валерий Лозинский , Андерс Рапп и Жан Трикарт . [1]
Если тропики определить как область между 35° с. ш. и 35° ю. ш., то около 60% поверхности Земли лежит в этой зоне. [9] В течение большей части 20-го века тропическая геоморфология игнорировалась из-за предвзятости в отношении умеренного климата , и когда с ней обращались, ее выделяли как « экзотику ». [10] Тропическая геоморфология в основном отличается от других областей интенсивностью и скоростью, с которой происходят поверхностные процессы, а не типом процессов. [11] Тропики характеризуются особым климатом, который может быть сухим или влажным. По сравнению с умеренными зонами тропики содержат области высоких температур, высокой интенсивности осадков и высокой эвапотранспирации , все из которых являются климатическими особенностями, относящимися к поверхностным процессам. [9] Другая характеристика, которая не связана с современным климатом как таковым, заключается в том, что большая часть тропиков имеет низкий рельеф , унаследованный от континента Гондвана . [12] [A] Юлиус Бюдель, Пьер Биро и Жан Трикар предположили, что в тропических реках преобладают мелкозернистые взвешенные наносы, полученные в результате развитого химического выветривания , и это делает их менее эрозионными, чем реки в других местах. Некоторые формы рельефа, которые ранее считались типично тропическими, например, борнхардты, больше связаны с литологией и структурой горных пород , чем с климатом. [10]
Климатические геоморфологи разработали различные схемы, которые делят поверхность Земли на различные морфоклиматические зоны ; то есть зоны, где формы рельефа связаны с настоящим или прошлым климатом. [1] Однако только некоторые процессы и формы рельефа могут быть связаны с определенными климатами, что означает, что они являются зональными; процессы и формы рельефа, не связанные с определенными климатами, называются азональными . [1] Несмотря на это, азональные процессы и формы рельефа могут по-прежнему приобретать определенные характеристики при развитии под влиянием определенных климатов. [13] После идентификации морфоклиматические зоны обычно не имеют четких границ и имеют тенденцию переходить от одного типа к другому, в результате чего только ядро зоны имеет все ожидаемые атрибуты. Влиятельными схемами морфоклиматического зонирования являются схемы Юлиуса Бюделя (1948, 1963, 1977) и Жана Трикара и Андре Кайе (1965). [1] Схемы Бюделя подчеркивают выравнивание и врезание долин в связи с климатом, утверждая, что врезание долин доминирует в субполярных регионах, тогда как в тропиках преобладает выравнивание. Таким образом, эта схема касается не только процессов, но и конечных продуктов геоморфологической активности. Схема Трикарта и Кайо подчеркивает связь между геоморфологией, климатом и растительностью. [14] Ранняя попытка морфоклиматического районирования была предпринята Альбрехтом Пенком в 1910 году, который разделил Землю на три зоны в зависимости от соотношения испарения и осадков . [14]
В обзоре 1994 года утверждается, что оправданы только концепции пустынных , ледниковых , перигляциальных и нескольких прибрежных [B] морфоклиматических зон. Эти зоны составляют около половины поверхности суши Земли, оставшуюся половину нельзя объяснить простыми терминами взаимодействия климата и рельефа. [15] Ограничения морфоклиматического районирования уже обсуждались Зигфридом Пассарге в 1926 году, который считал, что растительность и объем выветренного материала оказывают более непосредственное влияние, чем климат во многих частях мира. [14] По мнению М. А. Саммерфилда, крупномасштабное зонирование рельефа поверхности Земли лучше объясняется на основе тектоники плит , чем климата. [3] [16] Примером этого являются Скандинавские горы , чьи плато и долины связаны с историей подъема, а не с климатом. [3]
Piotr Migoń поставил под сомнение обоснованность некоторых схем морфоклиматического зонирования, поскольку они названы в честь процессов, таких как выравнивание , которые могут вообще не происходить на больших участках зоны. Ссылаясь на схему 1977 года Büdel Migoń утверждает: [3]
Действительно ли полезно, чтобы вулканические Кордильеры Мексики , прибрежные хребты юго-восточной Бразилии , равнины Восточной Африки , уступы Западных Гат и горы Тайваня были в одной зоне, обозначенной как «перитропическая зона чрезмерного выравнивания»?
В эпоху Нового Империализма в конце 19-го века европейские исследователи и ученые путешествовали по всему миру, принося описания ландшафтов и рельефа. По мере того, как географические знания со временем увеличивались, эти наблюдения были систематизированы в поисках региональных закономерностей. Таким образом, климат стал главным фактором для объяснения распределения рельефа в больших масштабах. Подъем климатической геоморфологии был предвосхищен работами Владимира Кеппена , Василия Докучаева и Андреаса Шимпера . Уильям Моррис Дэвис , ведущий геоморфолог своего времени, осознал роль климата, дополнив свой «нормальный» умеренный климатический цикл эрозии засушливыми и ледниковыми циклами. [15] [17] Тем не менее, интерес к климатической геоморфологии был также реакцией против геоморфологии Дэвиса , которая к середине 20-го века считалась как неинновационной, так и сомнительной. [17] [18] Ранняя климатическая геоморфология развивалась в основном в континентальной Европе , главным образом во Франции и Германии. [15] [19] Дисциплина возникла в 1940-х годах с работами Карла Тролля , Эммануэля де Мартонна , Пьера Биро и Юлиуса Бюделя . [19] Основа климатической геоморфологии в Германии, согласно Ханне Бремер, лежит в предпочтении Альбрехта Пенка , Зигфрида Пассарге и Альфреда Геттнера полевым наблюдениям над теорией. [20] Вероятно, именно Бюдель, ученик Брюкнера и Пенка, [20] ввел термин «климатическая геоморфология». [19] В англоязычном мире эта тенденция не была явно выражена до публикации Л. К. Пельтье в 1950 году о перигляциальном цикле эрозии. [15] [19] Однако это была изолированная работа, тема которой не была продолжена другими англоязычными авторами. [19]
В 1968 году появился первый английский перевод «континентальной системы» климатической геоморфологии. [19] В следующем году климатическая геоморфология подверглась критике в обзорной статье 1969 года геоморфолога процессов Д. Р. Стоддарта . [17] [10] Критика Стоддарта оказалась «разрушительной», способствуя снижению популярности климатической геоморфологии в конце 20-го века. [17] [10] Стоддарт критиковал климатическую геоморфологию за применение якобы «тривиальных» методологий при установлении различий в рельефе между морфоклиматическими зонами, за связь с геоморфологией Дэвиса и за якобы игнорирование того факта, что физические законы, управляющие процессами, одинаковы по всему миру. [10] Кроме того, некоторые концепции климатической геоморфологии, например, та, которая утверждает, что химическое выветривание происходит быстрее в тропическом климате, чем в холодном, оказались не совсем верными. [17] Майкл Томас в своей работе 1974 года отметил, что работы по геоморфологии в тропиках часто были качественными и в некоторых случаях даже «импрессионистскими», но что было «небольшое, но растущее число количественных исследований». [21] Другая критическая точка зрения принадлежит Эйдзю Яцу, который отметил, что климатическая геоморфология во многом опирается на «хорошие наблюдения, которые трудно продемонстрировать и изучить. Описание, картирование и фотографии являются средствами документирования. Их нелегко воспроизвести другим в других областях. Таким образом, существует сильный субъективный компонент». [22]
Несмотря на то, что ее важность снизилась, климатическая геоморфология продолжает существовать как область изучения, производящая соответствующие исследования. Совсем недавно опасения по поводу глобального потепления привели к возобновлению интереса к этой области. [17]