stringtranslate.com

Геоморфология

Бесплодные земли , врезанные в сланцы у подножия плато Северный Кейнвилл, штат Юта, внутри перевала, прорезанного рекой Фремонт и известного как Голубые ворота. Г. К. Гильберт очень подробно изучил ландшафты этой местности, составив наблюдательную основу многих своих исследований по геоморфологии. [1]
Поверхность Земли: возвышенности показаны красным цветом.

Геоморфология (от древнегреческого : γῆ , gê , «земля»; μορφή , morphḗ , «форма»; и λόγος , logos , «исследование») [2] — это научное исследование происхождения и эволюции топографических и батиметрических особенностей, созданных физические, химические или биологические процессы, происходящие на поверхности Земли или вблизи нее . Геоморфологи стремятся понять, почему ландшафты выглядят именно так, понять историю и динамику рельефа и ландшафта , а также предсказать изменения посредством сочетания полевых наблюдений, физических экспериментов и численного моделирования . Геоморфологи работают в таких дисциплинах, как физическая география , геология , геодезия , инженерная геология , археология , климатология и геотехническая инженерия . Эта широкая база интересов способствует развитию многих исследовательских стилей и интересов в этой области.

Обзор

Волны и химический состав воды приводят к структурному разрушению обнаженных пород.

Поверхность Земли изменяется в результате сочетания поверхностных процессов, которые формируют ландшафты, и геологических процессов, которые вызывают тектонические поднятия и опускания , а также формируют прибрежную географию . Поверхностные процессы включают действие воды, ветра, льда, лесных пожаров и жизни на поверхности Земли, а также химические реакции, которые формируют почвы и изменяют свойства материалов, стабильность и скорость изменения топографии под действием силы тяжести и другие факторы, такие как (в самом недавнем прошлом) изменение ландшафта человеком. Многие из этих факторов в значительной степени зависят от климата . Геологические процессы включают поднятие 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 заполняется материалом, выветренным из другие части ландшафта. Таким образом, поверхность Земли и ее топография представляют собой пересечение климатических , гидрологических и биологических действий с геологическими процессами или, альтернативно говоря, пересечение литосферы Земли с ее гидросферой , атмосферой и биосферой .

Широкомасштабная топография Земли иллюстрирует это пересечение поверхностного и подповерхностного действия. Горные пояса поднимаются в результате геологических процессов. Денудация этих высоко поднятых регионов приводит к образованию отложений , которые переносятся и откладываются в других местах ландшафта или у побережья. [3] В постепенно меньших масштабах применяются аналогичные идеи, когда отдельные формы рельефа развиваются в ответ на баланс аддитивных процессов (поднятие и отложение) и субтрактивных процессов ( оседание и эрозия ). Часто эти процессы напрямую влияют друг на друга: ледниковые щиты, вода и отложения — все это нагрузки, которые изменяют топографию посредством изгибной изостазии . Топография может изменить местный климат, например, за счет орографических осадков , которые, в свою очередь, изменяют топографию, изменяя гидрологический режим, в котором она развивается. Многие геоморфологи особенно интересуются возможностью обратной связи между климатом и тектоникой , опосредованной геоморфическими процессами. [4]

В дополнение к этим широкомасштабным вопросам геоморфологи решают проблемы более конкретные или более локальные. Ледниковые геоморфологи исследуют ледниковые отложения, такие как морены , озы и прогляциальные озера , а также особенности ледниковой эрозии , чтобы построить хронологию как небольших ледников , так и больших ледниковых щитов и понять их движение и влияние на ландшафт. Речные геоморфологи сосредотачиваются на реках , на том, как они переносят отложения , мигрируют по ландшафту , врезаются в коренную породу , реагируют на экологические и тектонические изменения и взаимодействуют с людьми. Геоморфологи почв исследуют профили и химический состав почвы, чтобы узнать об истории конкретного ландшафта и понять, как взаимодействуют климат, биота и горные породы. Другие геоморфологи изучают, как формируются и изменяются склоны холмов . Третьи исследуют взаимосвязь между экологией и геоморфологией. Поскольку геоморфология включает в себя все, что связано с поверхностью Земли и ее модификациями, это широкая область со многими аспектами.

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 на поверхности. [5] [6] Методы измерения местности жизненно важны для количественного описания формы поверхности Земли и включают в себя дифференциальную GPS , цифровые модели местности с дистанционным зондированием и лазерное сканирование для количественной оценки, изучения и создания иллюстраций и карт. [7]

Практическое применение геоморфологии включает оценку опасностей (например, прогнозирование и смягчение последствий оползней ), контроль рек и восстановление ручьев , а также защиту прибрежных территорий.

Планетарная геоморфология изучает формы рельефа на других планетах земной группы, таких как Марс. Изучены признаки воздействия ветра , речных , ледниковых , массовых истощений , метеоритных воздействий , тектонических и вулканических процессов. [8] Эти усилия не только помогают лучше понять геологическую и атмосферную историю этих планет, но и расширяют геоморфологические исследования Земли. Планетарные геоморфологи часто используют аналоги Земли для изучения поверхностей других планет. [9]

История

«Коно де Арита» у высохшего озера Салар де Арисаро на плато Атакама , на северо-западе Аргентины . Сам конус представляет собой вулканическое сооружение, представляющее собой сложное взаимодействие интрузивных магматических пород с окружающей солью. [10]
Озеро «Вельке Гинцово плесо» в Высоких Татрах , Словакия . Озеро занимает « переуглубление », высеченное текучим льдом, который когда-то занимал эту ледниковую долину.

Если не считать некоторых заметных исключений в древности, геоморфология — относительно молодая наука, которая в середине XIX века росла вместе с интересом к другим аспектам наук о Земле . В этом разделе представлен очень краткий обзор некоторых основных фигур и событий в его развитии.

Древняя геоморфология

Изучение форм рельефа и эволюции земной поверхности можно отнести к учёным классической Греции . В V веке до нашей эры греческий историк Геродот на основе наблюдений за почвами утверждал, что дельта Нила активно врастала в Средиземное море , и оценил ее возраст. [11] [12] В 4 веке до нашей эры греческий философ Аристотель предположил , что из-за переноса отложений в море, в конечном итоге эти моря заполнятся, а земля опустится. Он утверждал, что это будет означать, что земля и вода в конечном итоге поменяются местами, после чего процесс начнется снова в бесконечном цикле. [11] [13] В « Энциклопедии Братьев Чистоты» , опубликованной на арабском языке в Басре в 10 веке, также обсуждаются циклические изменения положения суши и моря, когда камни разрушаются и смываются в море, а их осадки в конечном итоге поднимаются, образуя новые континенты. [13] Средневековый персидский мусульманский учёный Абу Райхан аль-Бируни (973–1048), наблюдая за скальными образованиями в устьях рек, выдвинул гипотезу, что Индийский океан когда-то покрывал всю Индию . [14] В своей работе «De Natura Fossilium » 1546 года немецкий металлург и минералог Георгиус Агрикола (1494–1555) писал об эрозии и естественном выветривании . [15]

Другая ранняя теория геоморфологии была разработана китайским ученым и государственным деятелем династии Сун Шэнь Го (1031–1095). Это было основано на его наблюдениях за морскими ископаемыми раковинами в геологическом слое горы в сотнях миль от Тихого океана . Заметив двустворчатые раковины, бегущие горизонтально вдоль вырезанной части скалы, он предположил, что скала когда-то была доисторическим местом морского побережья, которое за столетия сместилось на сотни миль. Он сделал вывод, что земля была изменена и сформирована в результате эрозии почвы в горах и отложения ила , после наблюдения странной естественной эрозии гор Тайхан и горы Яньдан возле Вэньчжоу . [16] [17] [18] Кроме того, он продвигал теорию постепенного изменения климата на протяжении веков, когда было обнаружено, что древние окаменелые бамбуки сохранились под землей в сухой северной климатической зоне Яньчжоу , которая сейчас является современным Янь. Ань , провинция Шэньси . [17] [19] [20] Предыдущие китайские авторы также представили идеи об изменении форм рельефа. Ученый-чиновник Ду Юй (222–285) из династии Западная Цзинь предсказал, что две монументальные стелы, записывающие его достижения, одна похоронена у подножия горы, а другая воздвигнута на вершине, со временем изменят свое относительное положение, как и холмы и долины. [13] Даосский алхимик Гэ Хун (284–364) создал вымышленный диалог, в котором бессмертный Магу объяснял, что территория Восточно- Китайского моря когда-то была землей, заполненной тутовыми деревьями . [21]

Ранняя современная геоморфология

Термин «геоморфология», по-видимому, впервые был использован Лауманном в работе 1858 года, написанной на немецком языке. Кейт Тинклер предположил, что это слово вошло в широкое употребление в английском, немецком и французском языках после того, как Джон Уэсли Пауэлл и У. Дж. МакГи использовали его во время Международной геологической конференции 1891 года. [22] Джон Эдвард Марр в своем «Научном исследовании пейзажей» [23] считал свою книгу «Вводным трактатом по геоморфологии, предмету, возникшему в результате объединения геологии и географии».

Ранней популярной геоморфической моделью был географический цикл или модель цикла эрозии широкомасштабной эволюции ландшафта, разработанная Уильямом Моррисом Дэвисом между 1884 и 1899 годами. [11] Это было развитие теории униформизма , которая была впервые предложена Джеймсом Хаттоном (James Hutton) . 1726–1797). [24] Что касается форм долин , например, униформизм постулировал последовательность, в которой река течет по плоской местности, постепенно образуя все более глубокую долину, пока боковые долины в конечном итоге не разрушатся, снова выравнивая местность, хотя и на более низкой высоте. . Считалось, что тектоническое поднятие может тогда начать цикл заново. В течение десятилетий после того, как Дэвис разработал эту идею, многие из тех, кто изучал геоморфологию, стремились вписать свои открытия в эту структуру, известную сегодня как «дэвисианская». [24] Идеи Дэвиса имеют историческое значение, но сегодня они в значительной степени вытеснены, главным образом из-за отсутствия у них предсказательной силы и качественного характера. [24]

В 1920-х годах Вальтер Пенк разработал модель, альтернативную модели Дэвиса. [24] Пенк считал, что эволюцию рельефа лучше описать как чередование продолжающихся процессов поднятия и денудации, в отличие от модели Дэвиса, состоящей из одного поднятия, за которым следует распад. [25] Он также подчеркнул, 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 уделять особое внимание поверхностному процессу, а не детальному пониманию истории поверхности данной местности. Пенк был немцем, и при его жизни его идеи порой решительно отвергались англоязычным геоморфологическим сообществом. [24] Его ранняя смерть, неприязнь Дэвиса к своей работе и его временами сбивающий с толку стиль письма, вероятно, способствовали этому отказу. [26]

И Дэвис, и Пенк пытались поставить изучение эволюции поверхности Земли на более обобщенную и глобальную основу, чем это было раньше. В начале 19 века авторы – особенно в Европе – были склонны приписывать форму ландшафтов местному климату и, в частности, специфическим последствиям оледенения и перигляциальных процессов. Напротив, и Дэвис, и Пенк стремились подчеркнуть важность эволюции ландшафтов во времени и общность процессов на поверхности Земли в разных ландшафтах и ​​в разных условиях.

В начале 1900-х годов изучение геоморфологии регионального масштаба называлось «физиографией». [27] Позже физиография стала рассматриваться как сокращение слов « физическая » и «география » и, следовательно, синонимом физической географии , и это понятие оказалось втянутым в споры вокруг соответствующих проблем этой дисциплины. Некоторые геоморфологи придерживались геологической основы физиографии и подчеркивали концепцию физико-географических регионов , в то время как среди географов существовала противоречивая тенденция приравнивать физиографию к «чистой морфологии», отделенной от ее геологического наследия. [ нужна цитата ] В период после Второй мировой войны появление процессов, климатических и количественных исследований привело к тому, что многие ученые-землеведы отдали предпочтение термину «геоморфология», чтобы предложить аналитический подход к ландшафтам, а не описательный. . [28]

Климатическая геоморфология

В эпоху нового империализма в конце XIX века европейские исследователи и ученые путешествовали по всему миру, принося описания ландшафтов и форм рельефа. По мере того, как географические знания со временем расширялись, эти наблюдения были систематизированы в поисках региональных закономерностей. Таким образом, климат стал основным фактором, объясняющим распределение форм рельефа в широком масштабе. Возникновению климатической геоморфологии предшествовали работы Владимира Кеппена , Василия Докучаева и Андреаса Шимпера . Уильям Моррис Дэвис , ведущий геоморфолог своего времени, признал роль климата, дополнив свой «нормальный» умеренный климатический цикл эрозии засушливыми и ледниковыми циклами. [29] [30] Тем не менее, интерес к климатической геоморфологии был также реакцией на геоморфологию Дэвиса , которая к середине 20-го века считалась как неинновационной, так и сомнительной. [30] [31] Ранняя климатическая геоморфология развивалась в основном в континентальной Европе , в то время как в англоязычном мире эта тенденция не была явной до публикации Л. К. Пельтье в 1950 году о перигляциальном цикле эрозии. [29]

Климатическая геоморфология подверглась критике в обзорной статье 1969 года геоморфолога-процесса Д. Р. Стоддарта . [30] [32] Критика Стоддарта оказалась «разрушительной», вызвав снижение популярности климатической геоморфологии в конце 20 века. [30] [32] Стоддарт раскритиковал климатическую геоморфологию за применение якобы «тривиальных» методологий для установления различий в форме рельефа между морфоклиматическими зонами, за связь с геоморфологией Дэвиса и за якобы игнорирование того факта, что физические законы, управляющие процессами, одинаковы по всему земному шару. [32] Кроме того, некоторые концепции климатической геоморфологии, например, утверждающие, что химическое выветривание происходит быстрее в тропическом климате, чем в холодном климате, оказались не совсем верными. [30]

Количественная и процессуальная геоморфология

Часть Большого откоса в Дракенсберге , южная Африка. Этот ландшафт с его высокогорным плато , врезанным в крутые склоны откоса, был назван Дэвисом классическим примером его цикла эрозии . [33]

Геоморфология начала ставиться на прочную количественную основу в середине 20 в. Следуя ранним работам Гроува Карла Гилберта на рубеже 20-го века, [11] [24] [25] группа в основном американских естествоиспытателей, геологов и инженеров-гидротехников , включая Уильяма Уолдена Руби , Ральфа Алджера Бэгнольда , Ганса Альберта Эйнштейна , Фрэнк Анерт, Джон Хэк , Луна Леопольд , А. Шилдс , Томас Мэддок, Артур Стралер , Стэнли Шумм и Рональд Шрив начали исследовать форму элементов ландшафта, таких как реки и склоны холмов , проводя систематические, прямые, количественные измерения их аспектов. и исследование масштабирования этих измерений. [11] [24] [25] [34] Эти методы начали позволять прогнозировать прошлое и будущее поведение ландшафтов на основе нынешних наблюдений, а позже развились в современную тенденцию высококоличественного подхода к геоморфическим проблемам. Многие новаторские и широко цитируемые ранние геоморфологические исследования появились в Бюллетене Геологического общества Америки [ 35] и получили лишь несколько цитирований до 2000 года (они являются примерами «спящих красавиц» ) [36] , когда произошел заметный рост количественной геоморфологии. произошло исследование. [37]

Количественная геоморфология может включать гидродинамику и механику твердого тела , геоморфометрию , лабораторные исследования, полевые измерения, теоретическую работу 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. [38] [39]

В Швеции докторская диссертация Филипа Юльстрема «Река Фирис» (1935 г.) содержала одно из первых когда-либо опубликованных количественных исследований геоморфологических процессов. Его студенты следовали в том же духе, проводя количественные исследования массового переноса ( Андерс Рапп ), речного переноса ( Оке Сундборг ), дельтовых отложений ( Вальтер Аксельссон ) и прибрежных процессов ( Джон О. Норрман ). Это развилось в « Упсальскую школу физической географии ». [40]

Современная геоморфология

Сегодня область геоморфологии охватывает очень широкий спектр различных подходов и интересов. [11] Современные исследователи стремятся выявить количественные «законы», управляющие процессами на поверхности Земли, но в равной степени признают уникальность каждого ландшафта и среды, в которой эти процессы протекают. К особенно важным открытиям в современной геоморфологии относятся:

1) что не все ландшафты можно рассматривать как «стабильные» или «возмущенные», причем это возмущенное состояние представляет собой временное отклонение от некоторой идеальной целевой формы. Вместо этого динамические изменения ландшафта теперь рассматриваются как неотъемлемая часть его природы. [38] [41]
2) что многие геоморфные системы лучше всего понимать с точки зрения стохастичности происходящих в них процессов, т. е. вероятностных распределений величин событий и времен их повторения. [42] [43] Это, в свою очередь, указывает на важность хаотического детерминизма для ландшафтов и на то, что свойства ландшафта лучше всего рассматривать статистически . [44] Одни и те же процессы в одних и тех же ландшафтах не всегда приводят к одним и тем же конечным результатам.

По словам Карны Лидмар-Бергстрем , с 1990-х годов региональная география больше не принимается основной наукой в ​​качестве основы для геоморфологических исследований. [45]

Несмотря на то, что ее значение уменьшилось, климатическая геоморфология продолжает существовать как область исследований, производящая соответствующие исследования. Совсем недавно опасения по поводу глобального потепления привели к возобновлению интереса к этой области. [30]

Несмотря на значительную критику, модель цикла эрозии осталась частью науки геоморфологии. [46] Никогда не было доказано, что модель или теория ошибочны, [46] но и не доказано. [47] Неизбежные трудности модели вместо этого заставили геоморфологические исследования продвинуться по другим направлениям. [46] В отличие от своего спорного статуса в геоморфологии, модель цикла эрозии является распространенным подходом, используемым для установления хронологии денудации , и, таким образом, является важной концепцией в науке исторической геологии . [48] ​​Признавая его недостатки, современные геоморфологи Эндрю Гуди и Карна Лидмар-Бергстрем похвалили его за элегантность и педагогическую ценность соответственно. [49] [50]

Процессы

Ущелье , прорезанное рекой Инд в скале, регион Нангапарбат , Пакистан. Это самый глубокий речной каньон в мире. На заднем плане видна сама Нанга Парбат, девятая по высоте гора в мире.

Геоморфически соответствующие процессы обычно подразделяются на (1) производство реголита путем выветривания и эрозии , (2) перенос этого материала и (3) его возможное отложение . Основные поверхностные процессы, ответственные за большинство топографических особенностей, включают ветер , волны , химическое растворение , массовые потери , движение грунтовых вод , поток поверхностных вод , ледниковое воздействие , тектонизм и вулканизм . Другие, более экзотические геоморфические процессы могут включать перигляциальные процессы (замерзание-оттаивание), воздействие солей, изменения морского дна, вызванные морскими течениями, просачивание жидкостей через морское дно или внеземное воздействие.

Эоловые процессы

Разрушенная ветром альков недалеко от Моава, Юта

Эоловые процессы относятся к деятельности ветров , а точнее, к способности ветров формировать поверхность Земли . Ветры могут разрушать, переносить и откладывать материалы и являются эффективными агентами в регионах с редкой растительностью и большим количеством мелких рыхлых отложений . Хотя в большинстве сред вода и массовый поток имеют тенденцию мобилизовать больше материала, чем ветер, эоловые процессы важны в засушливых средах, таких как пустыни . [51]

Биологические процессы

Бобровые плотины , подобные этой на Огненной Земле , представляют собой специфическую форму зоогеоморфологии, тип биогеоморфологии.

Взаимодействие живых организмов с формами рельефа, или биогеоморфологические процессы , может принимать множество различных форм и, вероятно, имеет огромное значение для земной геоморфической системы в целом. Биология может влиять на очень многие геоморфические процессы, начиная от биогеохимических процессов, контролирующих химическое выветривание , и заканчивая влиянием механических процессов, таких как рытье нор и бросание деревьев , на развитие почвы и даже контроля глобальной скорости эрозии посредством модуляции климата посредством баланса углекислого газа. Земные ландшафты, в которых роль биологии в посредничестве поверхностных процессов можно окончательно исключить, крайне редки, но могут содержать важную информацию для понимания геоморфологии других планет, таких как Марс . [52]

Речные процессы

Дюны Сейф и бархан в районе Геллеспонт на поверхности Марса . Дюны – это подвижные формы рельефа, образовавшиеся в результате переноса ветром больших объемов песка.

Реки и ручьи являются не только проводниками воды, но и наносов . Вода, протекая по руслу канала, способна мобилизовать отложения и переносить их вниз по течению в виде донной нагрузки , взвешенной нагрузки или растворенной нагрузки . Скорость переноса наносов зависит от наличия самих наносов и расхода реки . [53] Реки также способны разрушаться в скальных породах и образовывать новые отложения, как из своего русла, так и путем соединения с окружающими склонами холмов. Таким образом, реки считаются базовым уровнем для крупномасштабной эволюции ландшафта в неледниковой среде. [54] [55] 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. Образовавшаяся таким образом сеть рек представляет собой дренажную систему . Эти системы имеют четыре основных типа: дендритный, радиальный, прямоугольный и решетчатый. Дендритный тип является наиболее распространенным и возникает, когда нижележащий слой стабилен (без разломов). Дренажные системы состоят из четырех основных компонентов: водосборного бассейна, аллювиальной долины, дельтовой равнины и приемного бассейна. Геоморфическими примерами речных форм рельефа являются аллювиальные конусы , старицы , речные террасы .

Ледниковые процессы

Особенности ледникового ландшафта

Ледники , хотя и ограничены географически, являются эффективными факторами изменения ландшафта. Постепенное движение льда вниз по долине вызывает истирание и выщипывание подстилающей породы . В результате истирания образуется мелкий осадок, называемый ледниковой мукой . Обломки, переносимые ледником при отступлении ледника, называются мореной . Ледниковая эрозия является причиной образования долин U-образной формы, в отличие от долин V-образной формы речного происхождения. [56]

То, как ледниковые процессы взаимодействуют с другими элементами ландшафта, особенно со склонами холмов и речными процессами, является важным аспектом эволюции плио-плейстоценового ландшафта и его осадочной записи во многих высокогорных средах. В средах, которые относительно недавно подверглись оледенению, но уже не были покрыты льдом, все еще могут наблюдаться повышенные темпы изменения ландшафта по сравнению с теми, которые никогда не подвергались оледенению. Неледниковые геоморфические процессы, которые, тем не менее, были обусловлены прошлым оледенением, называются парагляциальными процессами. Эта концепция контрастирует с перигляциальными процессами, которые напрямую вызваны образованием или таянием льда или инея. [57]

Склоновые процессы

Осыпные конусы на северном берегу Исфьорда , Шпицберген , Норвегия. Конусы осыпей представляют собой скопления грубого обломков склонов у подножия склонов, производящих материал.
Фергюсонский оползень — активный оползень в каньоне реки Мерсед на шоссе 140 штата Калифорния , главной подъездной дороге к Йосемитскому национальному парку .

Почва , реголит и горные породы движутся вниз по склону под действием силы тяжести путем ползучести , оползней , потоков, опрокидываний и обвалов. Такое массовое истощение происходит как на земных, так и на подводных склонах и наблюдалось на Земле , Марсе , Венере , Титане и Япете .

Продолжающиеся процессы на склонах могут изменить топологию поверхности склонов, что, в свою очередь, может изменить скорость этих процессов. Склоны холмов, крутизны которых достигают определенных критических порогов, способны очень быстро сбрасывать чрезвычайно большие объемы материала, что делает склоновые процессы чрезвычайно важным элементом ландшафтов в тектонически активных районах. [58]

На Земле биологические процессы, такие как закапывание нор или выбрасывание деревьев, могут играть важную роль в определении скорости некоторых процессов на склонах холмов. [59]

Магматические процессы

Как вулканические (извержения), так и плутонические (интрузивные) магматические процессы могут оказывать важное влияние на геоморфологию. Действие вулканов имеет тенденцию омолаживать ландшафты, покрывая старую поверхность земли лавой и тефрой , высвобождая пирокластический материал и заставляя реки идти по новым путям. Конусы, образовавшиеся в результате извержений, также создают существенно новую топографию, на которую могут влиять другие поверхностные процессы. Внедрение плутонических пород, а затем затвердевание на глубине может вызвать как поднятие, так и опускание поверхности, в зависимости от того, плотнее или менее плотен новый материал, чем порода, которую он вытесняет.

Тектонические процессы

Тектоническое воздействие на геоморфологию может варьироваться от миллионов лет до минут или меньше. Воздействие тектоники на ландшафт во многом зависит от природы подстилающей ткани коренных пород , которая более или менее определяет, какую локальную морфологию может сформировать тектоника. Землетрясения могут за считанные минуты затопить большие площади суши, образуя новые водно-болотные угодья. Изостатический отскок может вызывать значительные изменения на протяжении сотен и тысяч лет и позволяет эрозии горного пояса способствовать дальнейшей эрозии, поскольку масса удаляется из цепи и пояс поднимается. Длительная тектоническая динамика плит приводит к образованию орогенных поясов , крупных горных цепей с типичным сроком жизни в многие десятки миллионов лет, которые образуют очаги высоких скоростей речных и склоновых процессов и, следовательно, долгосрочного образования отложений.

Было также высказано предположение , что особенности более глубокой динамики мантии , такие как плюмы и расслаивание нижней литосферы, играют важную роль в долгосрочной (> миллиона лет) крупномасштабной (тысячи км) эволюции топографии Земли (см. Динамическую топографию ). Оба могут способствовать поднятию поверхности за счет изостазии, поскольку более горячие и менее плотные мантийные породы вытесняют более холодные и плотные мантийные породы на глубине Земли. [60] [61]

Морские процессы

Морские процессы – это процессы, связанные с действием волн, морских течений и просачиванием жидкостей через морское дно. Массовое истощение и подводные оползни также являются важными процессами для некоторых аспектов морской геоморфологии. [62] Поскольку океанские бассейны являются конечными поглотителями значительной части наземных отложений, процессы осадконакопления и связанные с ними формы (например, конусы отложений, дельты ) особенно важны как элементы морской геоморфологии.

Перекрытие с другими полями

Существует значительное совпадение между геоморфологией и другими областями. Отложение материала чрезвычайно важно в седиментологии . Выветривание — это химическое и физическое разрушение земных материалов под воздействием атмосферных или приповерхностных агентов, которое обычно изучается почвоведами и химиками-экологами , но является важным компонентом геоморфологии, поскольку именно оно обеспечивает материал, который можно перемещать. в первую очередь. Инженеры- строители и инженеры -экологи занимаются вопросами эрозии и переноса наносов, особенно связанных с каналами , стабильностью склонов (и стихийными бедствиями ), качеством воды , управлением прибрежной средой, переносом загрязняющих веществ и восстановлением рек . Ледники могут вызвать обширную эрозию и отложения за короткий период времени, что делает их чрезвычайно важными образованиями в высоких широтах и ​​означает, что они определяют условия в верховьях горных рек; поэтому гляциология важна в геоморфологии.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Гилберт, Гроув Карл и Чарльз Батлер Хант, ред. Геология гор Генри, штат Юта, как записано в записных книжках Г. К. Гилберта, 1875–1876 гг. Том. 167. Геологическое общество Америки, 1988.
  2. ^ Хаггетт, Ричард Джон (2011). «Что такое геоморфология?». Основы геоморфологии . Серия «Основы физической географии Рутледжа» (3-е изд.). Рутледж . п. 3. ISBN 978-0-203-86008-3.
  3. ^ Уиллетт, Шон Д.; Брэндон, Марк Т. (январь 2002 г.). «Об устойчивых состояниях в горных поясах». Геология . 30 (2): 175–178. Бибкод : 2002Geo....30..175W. doi :10.1130/0091-7613(2002)030<0175:OSSIMB>2.0.CO;2. S2CID  8571776.
  4. ^ Роу, Джерард Х.; Уиппл, Келин X.; Флетчер, Дженнифер К. (сентябрь 2008 г.). «Обратная связь между климатом, эрозией и тектоникой критического клинообразного орогена» (PDF) . Американский научный журнал . 308 (7): 815–842. Бибкод : 2008AmJS..308..815R. CiteSeerX 10.1.1.598.4768 . дои : 10.2475/07.2008.01. S2CID  13802645. 
  5. ^ Саммерфилд, Массачусетс (1991). Глобальная геоморфология . Пирсон . п. 537. ИСБН 9780582301566.
  6. ^ Дунай, TJ (2010). Космогенные нуклеиды . Издательство Кембриджского университета . п. 187. ИСБН 978-0-521-87380-2.
  7. ↑ Мессина, Пол (2 мая 1997 г.). «Что такое цифровой анализ местности?». Географический факультет Хантер-колледжа , Нью-Йорк.
  8. ^ Харгитай, Хенрик; Керестури, Акос, ред. (2015). Энциклопедия планетарных форм рельефа . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer New York. дои : 10.1007/978-1-4614-3134-3. ISBN 978-1-4614-3133-6. S2CID  132406061.
  9. ^ «Международная конференция геоморфологии». Европейская организация. Архивировано из оригинала 17 марта 2013 г.
  10. ↑ Патовари, Кошик (16 июля 2014 г.). «Коно де Арита в Аргентине». amusingplanet.com .
  11. ^ abcdef Бирман, Пол Р. и Дэвид Р. Монтгомери. Ключевые понятия геоморфологии . Высшее образование Макмиллана, 2014 г.
  12. ^ Рафферти, Джон П. (2012). геологические науки; Геология: формы рельефа, минералы и горные породы . Нью-Йорк: Образовательное издательство Britannica, стр. 8–9. ISBN 9781615305445 
  13. ^ abc Рафферти, Джон П. (2012). геологические науки; Геология: формы рельефа, минералы и горные породы . Нью-Йорк: Образовательное издательство Britannica, стр. 9. ISBN 9781615305445. 
  14. ^ Салам, Абдус (1987). «Ислам и наука». Идеалы и реальность — Избранные очерки Абдуса Салама . стр. 179–213. дои : 10.1142/9789814503204_0018. ISBN 978-9971-5-0315-4.
  15. ^ Нидхэм, Джозеф (1959). Наука и цивилизация в Китае: Том 3, Математика и науки о небе и Земле . Издательство Кембриджского университета . п. 604. ИСБН 9780521058018.
  16. ^ Сивин, Натан (1995). Наука в Древнем Китае: исследования и размышления . Брукфилд, Вермонт: VARIORUM, Ashgate Publishing. III, с. 23
  17. ^ Аб Нидхэм, Джозеф. (1959). Наука и цивилизация в Китае: Том 3, Математика и науки о небе и Земле . Издательство Кембриджского университета . стр. 603–618.
  18. ^ Рафферти, Джон П. (2012). геологические науки; Геология: формы рельефа, минералы и горные породы . Нью-Йорк: Образовательное издательство Britannica, стр. 6–8. ISBN 9781615305445 
  19. ^ Чан, Алан Кам-люн и Грегори К. Кланси, Хуэй-Чье Лой (2002). Исторические перспективы восточноазиатской науки, технологий и медицины . Сингапур: Издательство Сингапурского университета . п. 15. ISBN 9971-69-259-7 . 
  20. ^ Рафферти, Джон П. (2012). геологические науки; Геология: формы рельефа, минералы и горные породы . Нью-Йорк: Образовательное издательство Britannica, стр. 6. ISBN 9781615305445. 
  21. ^ Шоттенхаммер, Анджела. «Китайские моря» в мировой истории: общий очерк роли морского пространства Китая и Восточной Азии от его зарождения до примерно 1800 года», Журнал морских и островных культур , (том 1, выпуск 2, 2012 г.): 63 -86. ISSN 2212-6821, с. 72. https://doi.org/10.1016/j.imic.2012.11.002.
  22. ^ Тинклер, Кейт Дж. (1985). Краткая история геоморфологии . Издательство Rowman & Littlefield . п. 4. ISBN 978-0389205449.
  23. ^ Марр, Дж. Э. (1900). Научное исследование пейзажа. Метуэн. п. в.
  24. ^ abcdefg Олдройд, Дэвид Р. и Грейпс, Родни Х. Вклад в историю геоморфологии и геологии четвертичного периода: введение. В: Грейпс Р.Х., Олдройд Д. и Григелис Р. А. (ред.) История геоморфологии и четвертичной геологии . Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации, 301, 1–17.
  25. ^ abc Риттер, Дейл Ф., Р. Крейг Кохель и Джерри Р. Миллер. Процесс геоморфологии . Бостон: МакГроу-Хилл, 1995.
  26. ^ Саймонс, Мартин (1962), «Морфологический анализ форм рельефа: новый обзор работ Вальтера Пенка (1888–1923)», Transactions and Papers (Институт британских географов) 31: 1–14.
  27. ^ Ричардсон, Дуглас; Кастри, Ноэль; Гудчайлд, Майкл Ф.; Лю, Вэйдун; Марстон, Ричард А., ред. (2017). «Формы рельефа и физиография». Международная географическая энциклопедия, набор из 15 томов: Люди, Земля, окружающая среда и технологии . Уайли-Блэквелл . стр. 3979–3980. ISBN 978-0470659632. Проверено 6 сентября 2019 г.
  28. ^ Бейкер, Виктор Р. (1986). «Геоморфология из космоса: глобальный обзор региональных форм рельефа, введение». НАСА . Архивировано из оригинала 15 марта 2008 г. Проверено 19 декабря 2007 г.
  29. ^ аб Твидейл, ЧР ; Лагеат, Ю. (1994). «Климатическая геоморфология: критика». Успехи физической географии . 18 (3): 319–334. дои : 10.1177/030913339401800302. S2CID  129518705.
  30. ^ abcdef Goudie, AS (2004). «Климатическая геоморфология». В Гуди, А.С. (ред.). Энциклопедия геоморфологии . стр. 162–164.
  31. ^ Флемал, Рональд К. (1971). «Атака на систему геоморфологии Дэвиса: краткий обзор». Журнал геологического образования . 19 (1): 3–13. Бибкод : 1971JGeoE..19....3F. дои : 10.5408/0022-1368-XIX.1.3.
  32. ^ abc Томас, Майкл Ф. (2004). «Тропическая геоморфология». В Гуди, А.С. (ред.). Энциклопедия геоморфологии . стр. 1063–1069.
  33. ^ Берк, Кевин и Янни Ганнелл. «Поверхность эрозии Африки: синтез геоморфологии, тектоники и изменений окружающей среды в континентальном масштабе за последние 180 миллионов лет». Мемуары Геологического общества Америки 201 (2008): 1–66.
  34. ^ Этридж, Фрэнк Г.; Воль, Эллен; Джеллис, Аллен; Германоски, Дрю; Хейс, Бен Р.; Оучи, Сюндзи (декабрь 2012 г.). «Мемориал Стэнли А. Шумму (1927–2011)» (PDF) . Мемориалы . Геологическое общество Америки .
  35. ^ Морисава, Мари (1 июля 1988). «Бюллетень Геологического общества Америки и развитие количественной геоморфологии». Бюллетень ГСА . 100 (7): 1016–1022. Бибкод : 1988GSAB..100.1016M. doi :10.1130/0016-7606(1988)100<1016:TGSOAB>2.3.CO;2. ISSN  0016-7606.
  36. ^ Гольдштейн, Эван Б. (17 апреля 2017 г.). «Задержка признания статей по геоморфологии в Бюллетене Геологического общества Америки». Успехи физической географии . 41 (3): 363–368. дои : 10.1177/0309133317703093. S2CID  132521098. Архивировано из оригинала 07 августа 2020 г. Проверено 19 января 2019 г.
  37. ^ Черч, Майкл (01.06.2010). «Траектория геоморфологии». Успехи физической географии . 34 (3): 265–286. дои : 10.1177/0309133310363992. ISSN  0309-1333. S2CID  140160085.
  38. ^ аб Уиппл, Келин X. (21 апреля 2004 г.). «Коренные реки и геоморфология активных орогенов». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 32 (1): 151–185. Бибкод : 2004AREPS..32..151W. doi :10.1146/annurev.earth.32.101802.120356. ISSN  0084-6597.
  39. ^ Мерриттс, Дороти Дж.; Такер, Грегори Э.; Уиппл, Келин X.; Снайдер, Ной П. (1 августа 2000 г.). «Реакция ландшафта на тектонические воздействия: анализ цифровой модели рельефа профилей ручьев в районе тройного соединения Мендосино, северная Калифорния». Бюллетень ГСА . 112 (8): 1250–1263. Бибкод : 2000GSAB..112.1250S. doi :10.1130/0016-7606(2000)112<1250:LRTTFD>2.0.CO;2. ISSN  0016-7606. S2CID  5844478.
  40. ^ Грегори, KJ, 1985: «Природа физической географии», Э. Арнольд
  41. ^ Аллен, Филип А. (2008). «Временные масштабы тектонических ландшафтов и их систем маршрутизации отложений». Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 296 (1): 7–28. Бибкод : 2008GSLSP.296....7A. дои : 10.1144/SP296.2. S2CID  128396744.
  42. ^ Бенда, Ли; Данн, Томас (декабрь 1997 г.). «Стохастическое воздействие наносов на сеть каналов в результате оползней и селей». Исследования водных ресурсов . 33 (12): 2849–2863. Бибкод : 1997WRR....33.2849B. дои : 10.1029/97WR02388 .
  43. ^ Найтон, Дэвид. Речные формы и процессы: новый взгляд. Рутледж, 2014.
  44. ^ Дитрих, МЫ; Беллуджи, генеральный директор; Склар, Л.С.; Сток, Джей Ди; Хеймсат, AM; Реринг, Джей-Джей (2003). «Законы геоморфного транспорта для прогнозирования формы и динамики ландшафта» (PDF) . Прогнозирование в геоморфологии . Серия геофизических монографий. Том. 135. Вашингтон, округ Колумбия. стр. 103–132. Бибкод : 2003GMS...135..103D. дои : 10.1029/135GM09. ISBN 978-1118668559.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  45. ^ Лидмар-Бергстрем, Карна (2020). «Основные формы рельефа коренных пород Швеции – с точки зрения взаимосвязи между физической географией и геологией». Географический Анналер . Шведское общество антропологии и географии . 102 (1): 1–11. Бибкод : 2020GeAnA.102....1L. дои : 10.1080/04353676.2019.1702809 .
  46. ^ abc Slaymaker, Олав (2004). «Геоморфическая эволюция». В Гуди, А.С. (ред.). Энциклопедия геоморфологии . стр. 420–422.
  47. ^ Рой, Андре. Современные значения физической географии: от чего к почему? . п. 5.
  48. ^ Джонс, Дэвид КС (2004). «Хронология денудации». В Гуди, А.С. (ред.). Энциклопедия геоморфологии . стр. 244–248.
  49. ^ Лидмар-Бергстрем, Карна . «erosionscykel» [Эрозионный цикл]. Национальциклопедин (на шведском языке). Развитие Сидонии . Проверено 22 июня 2016 г.
  50. ^ Гуди, А.С. (2004). «Цикл эрозии». В Гуди, А.С. (ред.). Энциклопедия геоморфологии . стр. 223–224.
  51. ^ Лидер, М. (1999). Седиментология и осадочные бассейны: от турбулентности к тектонике . Блэквелл Наука . п. 592. ИСБН 0-632-04976-6.
  52. ^ Дитрих, Уильям Э.; Перрон, Дж. Тейлор (26 января 2006 г.). «В поисках топографической подписи жизни». Природа . 439 (7075): 411–418. Бибкод : 2006Natur.439..411D. дои : 10.1038/nature04452. PMID  16437104. S2CID  4417041.
  53. ^ Найтон, Д. (1998). Речные формы и процессы . Ходдер Арнольд. п. 383. ИСБН 0-340-66313-8.
  54. ^ Стралер, АН (1 ноября 1950 г.). «Равновесная теория эрозионных склонов на основе анализа частотного распределения; Часть II». Американский научный журнал . 248 (11): 800–814. Бибкод : 1950AmJS..248..800S. дои : 10.2475/ajs.248.11.800 .
  55. ^ Бербанк, DW (февраль 2002 г.). «Скорость эрозии и ее значение для эксгумации» (PDF) . Минералогический журнал . 66 (1): 25–52. Бибкод : 2002MinM...66...25B. CiteSeerX 10.1.1.518.6023 . дои : 10.1180/0026461026610014. S2CID  14114154. Архивировано из оригинала (PDF) 15 марта 2013 г. Проверено 29 сентября 2012 г. 
  56. ^ Беннетт, MR; Глассер, Н.Ф. (1996). Ледниковая геология: ледяные щиты и формы рельефа . John Wiley & Sons Ltd. с. 364. ИСБН 0-471-96345-3.
  57. ^ Черч, Майкл; Райдер, Джун М. (октябрь 1972 г.). «Парагляциальная седиментация: рассмотрение речных процессов, обусловленных оледенением». Бюллетень Геологического общества Америки . 83 (10): 3059–3072. Бибкод : 1972GSAB...83.3059C. doi :10.1130/0016-7606(1972)83[3059:PSACOF]2.0.CO;2. S2CID  56240248.
  58. ^ Реринг, Джошуа Дж.; Киршнер, Джеймс В.; Дитрих, Уильям Э. (март 1999 г.). «Свидетельства нелинейного диффузионного переноса отложений на склонах холмов и последствия для морфологии ландшафта». Исследования водных ресурсов . 35 (3): 853–870. Бибкод : 1999WRR....35..853R. дои : 10.1029/1998WR900090 .
  59. ^ Габе, Эммануэль Дж.; Райхман, О.Дж.; Сиблум, Эрик В. (май 2003 г.). «Влияние биотурбации на почвенные процессы и транспорт осадков». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 31 (1): 249–273. Бибкод : 2003AREPS..31..249G. doi :10.1146/annurev.earth.31.100901.141314.
  60. ^ Черепес, Л.; Кристенсен, UR; Рибе, Нью-Мексико (15 мая 2000 г.). «Высота геоида в зависимости от топографии для модели шлейфа Гавайской зыби». Письма о Земле и планетологии . 178 (1–2): 29–38. Бибкод : 2000E&PSL.178...29C. doi : 10.1016/S0012-821X(00)00065-0.
  61. ^ Себер, Доган; Баразанги, Муавия; Ибенбрагим, Аомар; Демнати, Ахмед (29 февраля 1996 г.). «Геофизические свидетельства расслоения литосферы под морем Альборан и горами Риф-Бетик» (PDF) . Природа . 379 (6568): 785–790. Бибкод : 1996Natur.379..785S. дои : 10.1038/379785a0. hdl : 1813/5287 . S2CID  4332684.
  62. ^ Гилчер, А., 1958. Морфология прибрежных и подводных лодок. Метуэн.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с геоморфологией .