stringtranslate.com

Геоморфология

Бесплодные земли, врезанные в сланец у подножия плато Северный Кейнвилл, штат Юта, в проходе, прорезанном рекой Фремонт и известном как Голубые Ворота. Г. К. Гилберт очень подробно изучил ландшафты этой области, сформировав наблюдательную основу для многих своих исследований по геоморфологии. [1]
Поверхность Земли, на которой красным цветом показаны возвышенности

Геоморфология (от древнегреческого : γῆ , gê , «земля»; μορφή , morphḗ , «форма»; и λόγος , lógos , «изучение») [2] — это научное изучение происхождения и эволюции топографических и батиметрических особенностей, создаваемых физическими, химическими или биологическими процессами, происходящими на поверхности Земли или вблизи нее . Геоморфологи стремятся понять, почему ландшафты выглядят именно так, понять историю и динамику рельефа и местности , 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 появлению многих стилей исследований и интересов в этой области.

Обзор

Волны и химический состав воды приводят к структурным разрушениям обнаженных пород.

Поверхность Земли изменяется под воздействием комбинации поверхностных процессов, которые формируют ландшафты, и геологических процессов, которые вызывают тектонические поднятия и опускания , а также формируют прибрежную географию . Поверхностные процессы включают в себя действие воды, ветра, льда, лесных пожаров и жизни на поверхности Земли, а также химические реакции, которые формируют почвы и изменяют свойства материалов, устойчивость и скорость изменения топографии под действием силы тяжести и другие факторы, такие как (в совсем недавнем прошлом) изменение ландшафта человеком. Многие из этих факторов в значительной степени опосредованы климатом . Геологические процессы включают в себя поднятие горных хребтов , рост вулканов , изостатические изменения высоты поверхности земли (иногда в ответ на поверхностные процессы) и образование глубоких осадочных бассейнов , где поверхность Земли опускается и заполняется материалом, вымытым из других частей ландшафта. Таким образом, поверхность Земли и ее рельеф представляют собой пересечение климатических , гидрологических и биологических воздействий с геологическими процессами или, иными словами, пересечение литосферы Земли с ее гидросферой , атмосферой и биосферой .

Широкомасштабные топографии Земли иллюстрируют это пересечение поверхностного и подповерхностного действия. Горные пояса поднимаются из-за геологических процессов. Денудация этих высоко поднятых регионов производит осадок , который переносится и откладывается в другом месте в пределах ландшафта или у побережья. [3] В постепенно меньших масштабах применяются похожие идеи, где отдельные формы рельефа развиваются в ответ на баланс аддитивных процессов (поднятие и отложение) и субтрактивных процессов ( проседание и эрозия ). Часто эти процессы напрямую влияют друг на друга: ледяные щиты, вода и осадки — все это нагрузки, которые изменяют топографию через изгибную изостазию . Топография может изменять местный климат, например, через орографические осадки , которые, в свою очередь, изменяют топографию, изменяя гидрологический режим, в котором она развивается. Многие геоморфологи особенно интересуются потенциалом обратных связей между климатом и тектоникой , опосредованных геоморфологическими процессами. [4]

В дополнение к этим широкомасштабным вопросам геоморфологи занимаются более конкретными или более локальными проблемами. Геоморфологи ледников исследуют ледниковые отложения, такие как морены , озы и прогляциальные озера , а также особенности ледниковой эрозии , чтобы построить хронологии как небольших ледников , так и крупных ледяных щитов и понять их движения и влияние на ландшафт. Геоморфологи речных вод фокусируются на реках , на том, как они переносят осадки , мигрируют по ландшафту , врезаются в коренные породы , реагируют на экологические и тектонические изменения и взаимодействуют с людьми. Геоморфологи почв изучают профили и химию почв, 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 взаимосвязи между экологией и геоморфологией. Поскольку геоморфология определяется как охватывающая все, что связано с поверхностью Земли и ее изменением, это широкая область со многими гранями.

Геоморфологи используют широкий спектр методов в своей работе. 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. [5] [6] Методы измерения рельефа имеют жизненно важное значение для количественного описания формы поверхности Земли и включают дифференциальную GPS , цифровые модели рельефа , полученные с помощью дистанционного зондирования, и лазерное сканирование для количественной оценки, изучения и создания иллюстраций и карт. [7]

Практические приложения геоморфологии включают оценку опасностей (например, прогнозирование и смягчение оползней ), регулирование рек и восстановление водотоков , а также защиту прибрежных зон.

Планетарная геоморфология изучает рельеф на других планетах земной группы, таких как Марс. Изучаются признаки воздействия ветра , речных , ледниковых , массовых потерь , метеоритных ударов , тектонических и вулканических процессов. [8] Эти усилия не только помогают лучше понять геологическую и атмосферную историю этих планет, но и расширяют геоморфологическое изучение Земли. Планетарные геоморфологи часто используют аналоги Земли для помощи в изучении поверхностей других планет. [9]

История

«Cono de Arita» на высохшем озере 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 Хинцово Плесо" в Высоких Татрах , Словакия . Озеро занимает " переуглубление ", высеченное текущим льдом, который когда-то занимал эту ледниковую долину.

За исключением некоторых примечательных исключений в древности, геоморфология является относительно молодой наукой, развивающейся вместе с интересом к другим аспектам наук о Земле в середине 19 века. В этом разделе представлен очень краткий обзор некоторых основных фигур и событий в ее развитии.

Древняя геоморфология

Изучение рельефа и эволюции поверхности Земли можно отнести к ученым классической Греции . В V веке до нашей эры греческий историк Геродот утверждал на основе наблюдений за почвами, что дельта Нила активно разрасталась в Средиземное море , и оценил ее возраст. [11] [12] В IV веке до нашей эры греческий философ Аристотель предположил , что из-за переноса осадка в море, в конечном итоге эти моря заполнятся, а суша опустится. Он утверждал, что это будет означать, что суша и вода в конечном итоге поменяются местами, после чего процесс начнется снова в бесконечном цикле. [11] [13] Энциклопедия Братьев Чистоты, опубликованная на арабском языке в Басре в X веке, также обсуждала циклическое изменение положения суши и моря, когда скалы разрушаются и смываются в море, а их осадок в конечном итоге поднимается, образуя новые континенты. [13] Средневековый персидский мусульманский ученый 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 своем труде «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 Ко (1031–1095). Она была основана на его наблюдении за морскими ископаемыми раковинами в геологическом слое горы в сотнях миль от Тихого океана . Заметив двустворчатые раковины, идущие по горизонтальному пролету вдоль среза скалы, он предположил, что скала когда-то была доисторическим местом расположения морского берега, которое сместилось на сотни миль за столетия. Он сделал вывод, что земля была изменена и сформирована эрозией почвы гор и отложением ила , после наблюдения за странными естественными эрозиями гор Тайхан и горы Яньдан около Вэньчжоу . [16] [17] [18] Кроме того, он продвигал теорию постепенного изменения климата в течение столетий, когда были обнаружены древние окаменевшие бамбуки , сохранившиеся под землей в сухой северной климатической зоне Яньчжоу , которая сейчас является современным Яньанем , провинция Шэньси . [17] [19] [20] Предыдущие китайские авторы также представляли идеи об изменении рельефа. Ученый-чиновник Ду Юй (222–285) из династии Западная Цзинь предсказал, что две монументальные стелы, описывающие его достижения, одна из которых захоронена у подножия горы, а другая воздвигнута на ее вершине, со временем изменят свое относительное положение, как это сделают холмы и долины. [13] Даосский алхимик Гэ Хун (284–364) создал вымышленный диалог, в котором бессмертный Магу объяснил, что территория Восточно-Китайского моря когда-то была землей, заполненной тутовыми деревьями . [21]

Ранняя современная геоморфология

Термин «геоморфология», по-видимому, впервые был использован Лауманом в работе 1858 года, написанной на немецком языке. Кейт Тинклер предположил, что это слово вошло в общее 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 своей работе «Научное исследование ландшафта» [23] назвал свою книгу «вводным трактатом по геоморфологии, предмету, который возник из союза геологии и географии».

Ранней популярной геоморфологической моделью был географический цикл или цикл эрозионной модели широкомасштабной эволюции ландшафта, разработанный Уильямом Моррисом Дэвисом между 1884 и 1899 годами. [11] Это было развитие теории униформизма , впервые предложенной Джеймсом Хаттоном (1726–1797). [24] Что касается форм долин , например, униформизм постулировал последовательность, в которой река протекает по плоской местности, постепенно прорезая все более глубокую долину, пока боковые долины в конечном итоге не размываются, снова выравнивая местность, хотя и на более низкой высоте. Считалось, что тектоническое поднятие может затем начать цикл заново. В течение десятилетий после разработки этой идеи Дэвисом многие из тех, кто изучал геоморфологию, пытались вписать свои выводы в эту структуру, известную сегодня как «дэвисовская». [24] Идеи Дэвиса имеют историческое значение, но в настоящее время в значительной степени вытеснены, в основном из-за их отсутствия предсказательной силы и качественного характера. [24]

В 1920-х годах Вальтер Пенк разработал альтернативную модель Дэвиса. [24] Пенк считал, что эволюция рельефа лучше описывается как чередование продолжающихся процессов подъема и денудации, в отличие от модели Дэвиса, в которой один подъем сопровождается распадом. [25] Он также подчеркивал, что во многих ландшафтах эволюция склона происходит путем обратного износа горных пород, а не опускания поверхности в стиле Дэвиса, и его наука имела тенденцию подчеркивать поверхностный процесс вместо детального понимания истории поверхности данной местности. Пенк был немцем, и при жизни его идеи порой решительно отвергались англоязычным геоморфологическим сообществом. [24] Его ранняя смерть, неприязнь Дэвиса к его работе и его порой запутанный стиль письма, вероятно, способствовали этому отвержению. [26]

И Дэвис, и Пенк пытались поставить изучение эволюции поверхности Земли на более обобщенную, глобально релевантную основу, чем это было ранее. В начале 19 века авторы, особенно в Европе, были склонны приписывать форму ландшафтов местному климату и, в частности, специфическим эффектам оледенения и перигляциальных процессов. Напротив, и Дэвис, и Пенк стремились подчеркнуть важность эволюции ландшафтов с течением времени и общность процессов на поверхности Земли в различных ландшафтах при различных условиях.

В начале 1900-х годов изучение региональной геоморфологии называлось «физиографией». [27] Позже физиография считалась сокращением от « физический » и «география » , и, следовательно, синонимом физической географии , и эта концепция оказалась втянутой в споры вокруг соответствующих интересов этой дисциплины. Некоторые геоморфологи придерживались геологической основы для 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. [ требуется ссылка ] В период после Второй мировой войны появление процессных, климатических и количественных исследований привело к тому, что многие ученые-геологи стали отдавать предпочтение термину «геоморфология», чтобы предложить аналитический подход к ландшафтам, а не описательный. [28]

Климатическая геоморфология

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. [29] [30] 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. [30] [31] Ранняя климатическая геоморфология развивалась в основном в континентальной Европе , в то время как в англоязычном мире эта тенденция не была явно выражена до публикации Л. К. Пельтье в 1950 году о перигляциальном цикле эрозии. [29]

Климатическая геоморфология подверглась критике в обзорной статье 1969 года геоморфолога процессов Д. Р. Стоддарта . [30] [32] Критика Стоддарта оказалась «разрушительной», вызвав снижение популярности климатической геоморфологии в конце 20-го века. [30] [32] 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. [32] 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. [30]

Количественная и процессуальная геоморфология

Часть Большого Уступа в Драконовых горах , Южная Африка. Этот ландшафт с его высокогорным плато , врезанным в крутые склоны уступа, был процитирован Дэвисом как классический пример его цикла эрозии . [33]

Геоморфология начала ставиться на прочную количественную основу в середине 20-го века. После ранних работ Гроува Карла Гилберта на рубеже 20-го века [11] [24] [25] группа в основном американских естествоиспытателей, геологов и инженеров-гидравликов , включая Уильяма Уолдена Руби , Ральфа Алджера Бэгнолда , Ганса Альберта Эйнштейна , Фрэнка Анерта, Джона Хэка , Луну Леопольда , А. Шилдса , Томаса Мэддока, Артура Стралера , Стэнли Шумма и Рональда Шрива, начала исследовать форму элементов ландшафта, таких как реки и склоны холмов, проводя систематические, прямые, количественные измерения их аспектов и исследуя масштабирование этих измерений. [11] [24] [25] [34] Эти методы начали позволять предсказывать прошлое и будущее поведение ландшафтов из текущих наблюдений, и позже развились в современную тенденцию высоко количественного подхода к геоморфологическим проблемам. Многие новаторские и широко цитируемые ранние геоморфологические исследования появились в Бюллетене Геологического общества Америки , [35] и получили лишь несколько ссылок до 2000 года (они являются примерами «спящих красавиц» ) [36] , когда произошел заметный рост количественных геоморфологических исследований. [37]

Количественная геоморфология может включать динамику жидкости 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 осадков , изменения ландшафта и взаимодействия между климатом, тектоникой, эрозией и осаждением. [38] [39]

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

Современная геоморфология

Сегодня область геоморфологии охватывает очень широкий спектр различных подходов и интересов. [11] Современные исследователи стремятся вывести количественные «законы», которые управляют процессами на поверхности Земли, но в равной степени признают уникальность каждого ландшафта и среды, в которой эти процессы происходят. Особенно важные реализации в современной геоморфологии включают:

1) что не все ландшафты можно считать либо «стабильными», либо «возмущенными», где это возмущенное состояние является временным смещением от некоторой идеальной целевой формы. Вместо этого динамические изменения ландшафта теперь рассматриваются как существенная часть их природы. [38] [41]
2) что многие геоморфологические системы лучше всего понимать с точки зрения стохастичности процессов, происходящих в них, то есть вероятностных распределений величин событий и времени их повторения. [42] [43] Это, в свою очередь, указало на важность хаотического детерминизма для ландшафтов и на то, что свойства ландшафтов 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-Бергстрём , региональная география с 1990-х годов больше не принимается основной наукой в ​​качестве основы для геоморфологических исследований. [45]

Хотя ее важность уменьшилась, климатическая геоморфология продолжает существовать как область изучения, 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] Модель или теория никогда не была доказана неверной, [46] но и не была доказана. [47] Присущие модели трудности вместо этого заставили геоморфологические исследования продвигаться в других направлениях. [46] В отличие от ее спорного статуса в геоморфологии, модель цикла эрозии является распространенным подходом, используемым для установления хронологий денудации , и, таким образом, является важной концепцией в науке исторической геологии . [48] Признавая ее недостатки, современные геоморфологи Эндрю Гуди и Карна Лидмар-Бергстрём похвалили ее за ее элегантность и педагогическую ценность соответственно. [49] [50]

Процессы

Ущелье, прорезанное рекой Инд в скале, регион Нангапарбат , Пакистан. Это самый глубокий речной каньон в мире. Сама Нангапарбат, 9-я по высоте гора в мире, видна на заднем плане.

Геоморфологически релевантные процессы обычно подразделяются на (1) производство реголита путем выветривания и эрозии , (2) транспортировку этого материала и (3) его возможное осаждение . Первичные поверхностные процессы, ответственные за большинство топографических особенностей, включают ветер , волны , химическое растворение , истощение массы , движение грунтовых вод , поверхностный поток воды , ледниковую деятельность , тектонизм и вулканизм . Другие более экзотические геоморфологические процессы могут включать перигляциальные (замерзание-оттаивание) процессы, солевое воздействие, изменения морского дна, вызванные морскими течениями, просачивание жидкостей через морское дно или внеземное воздействие.

Эоловые процессы

Разрушенная ветром ниша возле Моаба, штат Юта

Эоловые процессы относятся к активности ветров и , более конкретно, к способности ветров формировать поверхность Земли . Ветры могут разрушать, переносить и откладывать материалы и являются эффективными агентами в регионах с редкой растительностью и большим запасом мелких, неконсолидированных осадков . Хотя вода и поток массы имеют тенденцию мобилизовать больше материала, чем ветер в большинстве сред, эоловые процессы важны в засушливых средах, таких как пустыни . [51]

Биологические процессы

Бобровы плотины , подобные этой на Огненной Земле , представляют собой особую форму зоогеоморфологии, тип биогеоморфологии.

Взаимодействие живых организмов с рельефом или биогеоморфологические процессы могут иметь множество различных форм и, вероятно, имеют огромное значение для земной геоморфологической системы в целом. Биология может влиять на очень многие геоморфологические процессы, начиная от биогеохимических процессов, контролирующих химическое выветривание , до влияния механических процессов, таких как рытье нор и выбрасывание деревьев на развитие почвы, и даже контролируя глобальные скорости эрозии посредством модуляции климата через баланс углекислого газа. Земные 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 . [52]

Речные процессы

Сейфы и барханные дюны в районе Геллеспонт на поверхности Марса . Дюны — это подвижные формы рельефа, образованные переносом больших объемов песка ветром.

Реки и ручьи являются не только проводниками воды, но и осадка . Вода, протекая по руслу канала, способна мобилизовать осадок и переносить его вниз по течению, либо в виде донных наносов , взвешенных наносов или растворенных наносов . Скорость переноса осадка зависит от наличия самого осадка и от расхода реки . [53] Реки также способны разрушать горные породы и образовывать новые осадки, как из своих собственных русел, так и путем соединения с окружающими склонами холмов. Таким образом, реки считаются устанавливающими базовый уровень для крупномасштабной эволюции ландшафта в неледниковых средах. [54] [55] Реки являются ключевыми звеньями в соединении различных элементов ландшафта.

По мере того, как реки текут по ландшафту, они, как правило, увеличиваются в размерах, сливаясь с другими реками. Сеть рек, образованная таким образом, представляет собой дренажную систему . Эти системы принимают четыре общие модели: дендритную, радиальную, прямоугольную и решетчатую. Дендритная является наиболее распространенной, встречаясь, когда нижележащий слой стабилен (без сбросов). Дренажные системы имеют четыре основных компонента: водосборный бассейн , аллювиальную долину, дельтовую равнину и приемный бассейн. Некоторые геоморфологические примеры речных форм рельефа — аллювиальные конусы выноса , старицы и речные террасы .

Ледниковые процессы

Особенности ледникового ландшафта

Ледники , хотя и ограничены географически, являются эффективными агентами изменения ландшафта. Постепенное движение льда вниз по долине вызывает абразии и выщипывание подстилающей породы . Абразия производит мелкий осадок, называемый ледниковой мукой . Обломки, переносимые ледником, когда ледник отступает, называются мореной . Ледниковая эрозия ответственна за U-образные долины, в отличие от V-образных долин речного происхождения. [56]

То, как ледниковые процессы взаимодействуют с другими элементами ландшафта, в частности, с процессами на склонах холмов и речными процессами, является важным аспектом эволюции плиоценового ландшафта и его осадочной летописи во многих высокогорных средах. Среды, которые были относительно недавно покрыты оледенением, но больше не покрыты, могут по-прежнему демонстрировать повышенные скорости изменения ландшафта по сравнению с теми, которые никогда не были покрыты оледенением. Неледниковые геоморфологические 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]

Процессы на склонах холмов

Конусы осыпей на северном берегу Исфьорда , Шпицберген , Норвегия. Конусы осыпей представляют собой скопления грубого мусора у подножия склонов, производящих материал.
Оползень Фергюсона — это действующий оползень в каньоне реки Мерсед на шоссе 140 штата Калифорния , основной подъездной дороге к национальному парку Йосемити .

Почва , реголит и скала движутся вниз по склону под действием силы тяжести посредством ползания , оползней , потоков, опрокидываний и падений. Такое массовое истощение происходит как на земных, так и на подводных склонах и наблюдалось на Земле , Марсе , Венере , Титане и Япете .

Текущие процессы на склонах холмов могут изменить топологию поверхности склонов холмов, что в свою очередь может изменить скорость этих процессов. Склоны холмов, которые становятся круче до определенных критических порогов, способны очень быстро сбрасывать чрезвычайно большие объемы материала, что делает процессы на склонах холмов чрезвычайно важным элементом ландшафтов в тектонически активных областях. [58]

На Земле биологические процессы, такие как рытье нор или падение деревьев , могут играть важную роль в установлении скоростей некоторых процессов на склонах холмов. [59]

Магматические процессы

Как вулканические (изверженные), 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 течь по новым путям. Конусы, образованные извержениями, также формируют существенно новый рельеф, на который могут влиять другие поверхностные процессы. Плутонические породы, внедряющиеся и затем затвердевающие на глубине, могут вызывать как подъем, так и опускание поверхности, в зависимости от того, является ли новый материал более плотным или менее плотным, чем вытесняемая им порода.

Тектонические процессы

Тектонические эффекты на геоморфологию могут варьироваться от масштабов миллионов лет до минут или меньше. Эффекты тектоники на ландшафт в значительной степени зависят от природы подстилающей коренной породы , которая более или менее контролирует, какой вид локальной морфологии может сформировать тектоника. Землетрясения могут, в терминах минут, затопить большие площади земли, образуя новые водно-болотные угодья. Изостатический отскок может объяснить значительные изменения в течение сотен или тысяч лет и позволяет эрозии горного пояса способствовать дальнейшей эрозии по мере удаления массы из цепи и поднятия пояса. Долгосрочная динамика тектоники плит приводит к образованию орогенических поясов , крупных горных цепей с типичным сроком жизни во многие десятки миллионов лет, которые образуют очаги для высоких скоростей речных и склоновых процессов и, таким образом, долгосрочного производства осадков.

Также предполагается, что особенности динамики более глубокой мантии , такие как плюмы и расслоение нижней литосферы, играют важную роль в долгосрочной (> миллионов лет), крупномасштабной (тысячи км) эволюции топографии Земли (см. динамическую топографию ). Оба могут способствовать подъему поверхности через изостазию, поскольку более горячие, менее плотные породы мантии вытесняют более холодные, более плотные породы мантии на глубине Земли. [60] [61]

Морские процессы

Морские процессы связаны 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 океанические бассейны являются конечными стоками для большой доли наземных осадков, процессы осадконакопления и связанные с ними формы (например, конусы выноса осадков, 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 на месте под воздействием атмосферных или близповерхностных агентов, и обычно изучается почвоведами и химиками- экологами , но является важным компонентом геоморфологии, поскольку именно оно обеспечивает материал, который может быть перемещен в первую очередь. Инженеры- строители и инженеры- экологи занимаются эрозией и переносом осадков, особенно связанными с каналами , устойчивостью склонов (и стихийными бедствиями ), качеством воды , управлением прибрежной средой, переносом загрязняющих веществ и восстановлением рек . Ледники могут вызывать обширную эрозию и отложение осадков за короткий период времени, что делает их чрезвычайно важными образованиями в высоких широтах и ​​означает, что они устанавливают условия в верховьях горных ручьев; поэтому гляциология важна в геоморфологии.

Смотрите также

Ссылки

  1. ↑ Гилберт, Гроув Карл и Чарльз Батлер Хант, ред. Геология гор Генри, штат Юта, как записано в записных книжках Г. К. Гилберта, 1875–76. Том 167. Геологическое общество Америки, 1988.
  2. ^ Хаггетт, Ричард Джон (2011). "Что такое геоморфология?". Основы геоморфологии . Routledge Fundamentals of Physical Geography Series (3-е изд.). Routledge . стр. 3. ISBN 978-0-203-86008-3.
  3. ^ Уиллетт, Шон Д.; Брэндон, Марк Т. (январь 2002 г.). «О стационарных состояниях в горных поясах». Геология . 30 (2): 175–178. Bibcode :2002Geo....30..175W. doi :10.1130/0091-7613(2002)030<0175:OSSIMB>2.0.CO;2. S2CID  8571776.
  4. ^ Roe, Gerard H.; Whipple, Kelin X.; Fletcher, Jennifer K. (сентябрь 2008 г.). «Обратные связи между климатом, эрозией и тектоникой в ​​критическом клиновидном орогене» (PDF) . American Journal of Science . 308 (7): 815–842. Bibcode :2008AmJS..308..815R. CiteSeerX 10.1.1.598.4768 . doi :10.2475/07.2008.01. S2CID  13802645. 
  5. ^ Саммерфилд, MA (1991). Глобальная геоморфология . Пирсон . стр. 537. ISBN 9780582301566.
  6. ^ Дунай, Т. Дж. (2010). Космогенные нуклеиды . Издательство Кембриджского университета . стр. 187. ISBN 978-0-521-87380-2.
  7. ↑ Мессина, Пол (2 мая 1997 г.). «Что такое цифровой анализ рельефа?». Географический факультет колледжа Хантер , 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 по геоморфологии". Организация Европы. Архивировано из оригинала 2013-03-17.
  10. ↑ Патовари, Кошик (16 июля 2014 г.). «Коно де Арита в Аргентине». amusingplanet.com .
  11. ^ abcdef Бирман, Пол Р. и Дэвид Р. Монтгомери. Ключевые концепции геоморфологии . Macmillan Higher Education, 2014.
  12. ^ Рафферти, Джон П. (2012). Геологические науки; Геология: формы рельефа, минералы и горные породы . Нью-Йорк: Britannica Educational Publishing, стр. 8–9. ISBN 9781615305445 
  13. ^ abc Рафферти, Джон П. (2012). Геологические науки; Геология: формы рельефа, минералы и горные породы . Нью-Йорк: Britannica Educational Publishing, 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 небесах и земле . Cambridge University Press . стр. 604. ISBN 9780521058018.
  16. ^ Сивин, Натан (1995). Наука в Древнем Китае: Исследования и размышления . Брукфилд, Вермонт: VARIORUM, Ashgate Publishing. III, стр. 23
  17. ^ ab Needham, Joseph. (1959). Наука и цивилизация в Китае: Том 3, Математика и науки о небесах и земле . Cambridge University Press . С. 603–618.
  18. ^ Рафферти, Джон П. (2012). Геологические науки; Геология: формы рельефа, минералы и горные породы . Нью-Йорк: Britannica Educational Publishing, стр. 6–8. ISBN 9781615305445 
  19. ^ Чан, Алан Кам-леунг и Грегори К. Кланси, Хуэй-Чие Лой (2002). Исторические перспективы восточноазиатской науки, технологий и медицины . Сингапур: Singapore University Press . стр. 15. ISBN 9971-69-259-7 . 
  20. ^ Рафферти, Джон П. (2012). Геологические науки; Геология: формы рельефа, минералы и горные породы . Нью-Йорк: Britannica Educational Publishing, стр. 6. ISBN 9781615305445 
  21. ^ Шоттенхаммер, Анджела. «Китайские моря» в мировой истории: общий очерк роли китайского и восточноазиатского морского пространства с момента его возникновения до 1800 г.», Журнал морских и островных культур , (том 1, выпуск 2, 2012 г.): 63–86. ISSN 2212–6821, стр. 72. https://doi.org/10.1016/j.imic.2012.11.002.
  22. ^ Тинклер, Кит Дж. (1985). Краткая история геоморфологии . Rowman & Littlefield Publishers . стр. 4. ISBN 978-0389205449.
  23. ^ Марр, Дж. Э. (1900). Научное изучение пейзажа. Метуэн. стр. v.
  24. ^ abcdefg Oldroyd, David R. & Grapes, Rodney H. Contributions to the history of geomorphology and Quaternary Geology: an introduction. В: Grapes, RH, Oldroyd, D. & GrigelisR, A. (ред.) History of Geomorphology and Quaternary Geology . Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации, 301, 1–17.
  25. ^ abc Риттер, Дейл Ф., Крейг Р. Кохель и Джерри Р. Миллер. Геоморфология процессов . Бостон: McGraw-Hill, 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, Вейдун; Марстон, Ричард А., ред. (2017). «Формы рельефа и физиография». Международная географическая энциклопедия, 15 томов: Люди, Земля, окружающая среда и технологии . Wiley-Blackwell . стр. 3979–3980. ISBN 978-0470659632. Получено 2019-09-06 .
  28. ^ Бейкер, Виктор Р. (1986). "Геоморфология из космоса: глобальный обзор региональных форм рельефа, введение". NASA . Архивировано из оригинала 2008-03-15 . Получено 2007-12-19 .
  29. ^ ab Twidale, CR ; Lageat, Y. (1994). «Климатическая геоморфология: критика». Progress in Physical Geography . 18 (3): 319–334. doi :10.1177/030913339401800302. S2CID  129518705.
  30. ^ abcdef Goudie, AS (2004). «Климатическая геоморфология». В Goudie, AS (ред.). Энциклопедия геоморфологии . стр. 162–164.
  31. ^ Флемал, Рональд К. (1971). «Атака на систему геоморфологии Дэвиса: синопсис». Журнал геологического образования . 19 (1): 3–13. Bibcode : 1971JGeoE..19....3F. doi : 10.5408/0022-1368-XIX.1.3.
  32. ^ abc Томас, Майкл Ф. (2004). «Тропическая геоморфология». В Goudie, AS (ред.). Энциклопедия геоморфологии . стр. 1063–1069.
  33. ^ Берк, Кевин и Янни Ганнелл. «Африканская эрозионная поверхность: континентальный синтез геоморфологии, тектоники и изменений окружающей среды за последние 180 миллионов лет». Мемуары Геологического общества Америки 201 (2008): 1–66.
  34. ^ Этридж, Фрэнк Г.; Воль, Эллен; Геллис, Аллен; Джерманоски, Дрю; Хейс, Бен Р.; Оучи, Шунджи (декабрь 2012 г.). «Мемориал Стэнли А. Шумму (1927–2011)» (PDF) . Мемориалы . Геологическое общество Америки .
  35. ^ Морисава, Мари (1988-07-01). «Бюллетень Геологического общества Америки и развитие количественной геоморфологии». Бюллетень GSA . 100 (7): 1016–1022. Bibcode : 1988GSAB..100.1016M. doi : 10.1130/0016-7606(1988)100<1016:TGSOAB>2.3.CO;2. ISSN  0016-7606.
  36. ^ Goldstein, Evan B (2017-04-17). «Задержка признания статей по геоморфологии в бюллетене Геологического общества Америки». Progress in Physical Geography . 41 (3): 363–368. doi :10.1177/0309133317703093. S2CID  132521098. Архивировано из оригинала 2020-08-07 . Получено 2019-01-19 .
  37. ^ Чёрч, Майкл (2010-06-01). «Траектория геоморфологии». Progress in Physical Geography . 34 (3): 265–286. doi :10.1177/0309133310363992. ISSN  0309-1333. S2CID  140160085.
  38. ^ ab Whipple, Kelin X. (2004-04-21). «Коренные реки и геоморфология активных орогенов». Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 32 (1): 151–185. Bibcode : 2004AREPS..32..151W. doi : 10.1146/annurev.earth.32.101802.120356. ISSN  0084-6597.
  39. ^ Мерриттс, Дороти Дж.; Такер, Грегори Э.; Уиппл, Келин Х.; Снайдер, Ноа П. (01.08.2000). «Реакция ландшафта на тектоническое воздействие: анализ цифровой модели рельефа профилей потоков в районе тройного сочленения Мендосино, северная Калифорния». Бюллетень GSA . 112 (8): 1250–1263. Bibcode : 2000GSAB..112.1250S. doi : 10.1130/0016-7606(2000)112<1250:LRTTFD>2.0.CO;2. ISSN  0016-7606. S2CID  5844478.
  40. ^ Грегори, К.Дж., 1985: «Природа физической географии», Э. Арнольд
  41. ^ Аллен, Филип А. (2008). «Временные масштабы тектонических ландшафтов и их систем маршрутизации осадков». Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации . 296 (1): 7–28. Bibcode : 2008GSLSP.296....7A. doi : 10.1144/SP296.2. S2CID  128396744.
  42. ^ Бенда, Ли; Данн, Томас (декабрь 1997 г.). «Стохастическое воздействие наносов на сети каналов от оползней и селевых потоков». Water Resources Research . 33 (12): 2849–2863. Bibcode : 1997WRR....33.2849B. doi : 10.1029/97WR02388 .
  43. ^ Найтон, Дэвид. Речные формы и процессы: новая перспектива. Routledge, 2014.
  44. ^ Дитрих, В. Э.; Беллуджи, Д. Г.; Склар, Л. С.; Сток, Дж. Д.; Хеймсат, А. М.; Роеринг, Дж. Дж. (2003). "Геоморфные законы переноса для прогнозирования формы и динамики ландшафта" (PDF) . Прогнозирование в геоморфологии . Серия геофизических монографий. Том 135. Вашингтон, округ Колумбия. С. 103–132. Bibcode : 2003GMS...135..103D. doi : 10.1029/135GM09. ISBN 978-1118668559.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  45. ^ Лидмар-Бергстрём, Карна (2020). «Основные формы рельефа коренных пород Швеции — с точки зрения взаимосвязи физической географии и геологии». Geografiska Annaler . 102 (1). Шведское общество антропологии и географии : 1–11. Bibcode : 2020GeAnA.102....1L. doi : 10.1080/04353676.2019.1702809 .
  46. ^ abc Slaymaker, Olav (2004). «Геоморфная эволюция». В Goudie, AS (ред.). Энциклопедия геоморфологии . стр. 420–422.
  47. ^ Рой, Андре. Современные значения в физической географии: от чего к почему?. стр. 5.
  48. ^ Джонс, Дэвид К.С. (2004). «Хронология денудации». В Goudie, AS (ред.). Энциклопедия геоморфологии . С. 244–248.
  49. ^ Лидмар-Бергстрем, Карна . «erosionscykel» [Эрозионный цикл]. Национальциклопедин (на шведском языке). Развитие Сидонии . Проверено 22 июня 2016 г.
  50. ^ Goudie, AS (2004). «Цикл эрозии». В Goudie, AS (ред.). Энциклопедия геоморфологии . С. 223–224.
  51. ^ Лидер, М. (1999). Седиментология и осадочные бассейны, от турбулентности к тектонике . Blackwell Science . стр. 592. ISBN 0-632-04976-6.
  52. ^ Дитрих, Уильям Э.; Перрон, Дж. Тейлор (26 января 2006 г.). «Поиск топографической сигнатуры жизни». Nature . 439 (7075): 411–418. Bibcode :2006Natur.439..411D. doi :10.1038/nature04452. PMID  16437104. S2CID  4417041.
  53. ^ Knighton, D. (1998). Речные формы и процессы . Hodder Arnold. стр. 383. ISBN 0-340-66313-8.
  54. ^ Strahler, AN (1 ноября 1950 г.). «Теория равновесия эрозионных склонов, приближенная к анализу распределения частот; Часть II». American Journal of Science . 248 (11): 800–814. Bibcode :1950AmJS..248..800S. doi : 10.2475/ajs.248.11.800 .
  55. ^ Burbank, DW (февраль 2002 г.). "Скорости эрозии и их последствия для эксгумации" (PDF) . Mineralogic Magazine . 66 (1): 25–52. Bibcode :2002MinM...66...25B. CiteSeerX 10.1.1.518.6023 . doi :10.1180/0026461026610014. S2CID  14114154. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-03-15 . Получено 2012-09-29 . 
  56. ^ Беннетт, MR; Глассер, NF (1996). Ледниковая геология: ледяные щиты и формы рельефа . John Wiley & Sons Ltd. стр. 364. ISBN 0-471-96345-3.
  57. ↑ Чёрч, Майкл; Райдер, Джун М. (октябрь 1972 г.). «Парагляциальная седиментация: рассмотрение флювиальных процессов, обусловленных оледенением». Бюллетень Геологического общества Америки . 83 (10): 3059–3072. Bibcode : 1972GSAB...83.3059C. doi : 10.1130/0016-7606(1972)83[3059:PSACOF]2.0.CO;2. S2CID  56240248.
  58. ^ Roering, Joshua J.; Kirchner, James W.; Dietrich, William E. (март 1999). «Доказательства нелинейного диффузионного переноса осадков на склонах холмов и их значение для морфологии ландшафта». Water Resources Research . 35 (3): 853–870. Bibcode : 1999WRR....35..853R. doi : 10.1029/1998WR900090 .
  59. ^ Габет, Эммануэль Дж.; Райхман, О. Дж.; Сиблум, Эрик В. (май 2003 г.). «Влияние биотурбации на процессы в почве и транспорт осадочных пород». Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 31 (1): 249–273. Bibcode : 2003AREPS..31..249G. doi : 10.1146/annurev.earth.31.100901.141314.
  60. ^ Cserepes, L.; Christensen, UR; Ribe, NM (15 мая 2000 г.). «Высота геоида в сравнении с топографией для модели плюма Гавайского вала». Earth and Planetary Science Letters . 178 (1–2): 29–38. Bibcode : 2000E&PSL.178...29C. doi : 10.1016/S0012-821X(00)00065-0.
  61. ^ Seber, Dogan; Barazangi, Muawia; Ibenbrahim, Aomar; Demnati, Ahmed (29 февраля 1996 г.). «Геофизические доказательства литосферного расслоения под морем Альборан и горами Риф-Бетик» (PDF) . Nature . 379 (6568): 785–790. Bibcode :1996Natur.379..785S. doi :10.1038/379785a0. hdl : 1813/5287 . S2CID  4332684.
  62. ^ Гилчер, А., 1958. Морфология прибрежных и подводных зон. Метуэн.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки