Geomorfologia -Geomorphology

Aby zapoznać się z czasopismem naukowym, zobacz Geomorphology (czasopismo) .
Badlands wcięte w łupki u podnóża płaskowyżu North Caineville w stanie Utah, w obrębie przełęczy wyrzeźbionej przez rzekę Fremont i znanej jako Blue Gate. GK Gilbert bardzo szczegółowo badał krajobrazy tego obszaru, tworząc podstawy obserwacyjne dla wielu swoich badań nad geomorfologią.
Powierzchnia Ziemi, przedstawiająca wyższe wzniesienia na czerwono.

Geomorfologia (od starożytnej greki : γῆ , gê , „ziemia”; μορφή , morphḗ , „forma”; i λόγος , lógos , „badanie”) to naukowe badanie pochodzenia i ewolucji cech topograficznych i batymetrycznych stworzonych przez fizyczne, chemiczne lub procesów biologicznych zachodzących na powierzchni Ziemi lub w jej pobliżu . Geomorfolodzy starają się zrozumieć, dlaczego krajobrazy wyglądają tak, jak wyglądają, zrozumieć ukształtowanie terenu i historię oraz dynamikę terenu oraz przewidzieć zmiany poprzez połączenie obserwacji terenowych, eksperymentów fizycznych i modelowania numerycznego . Geomorfolodzy pracują w dyscyplinach takich jak geografia fizyczna , geologia , geodezja , geologia inżynierska , archeologia , klimatologia i inżynieria geotechniczna . Ta szeroka baza zainteresowań przyczynia się do powstania wielu stylów badawczych i zainteresowań w tej dziedzinie.

Przegląd

Fale i chemia wody prowadzą do uszkodzeń strukturalnych odsłoniętych skał

Powierzchnia Ziemi jest modyfikowana przez kombinację procesów powierzchniowych, które kształtują krajobrazy, oraz procesów geologicznych, które powodują wypiętrzenie i osiadanie tektoniczne oraz kształtują geografię wybrzeża . Procesy powierzchniowe obejmują działanie wody , wiatru , lodu , ognia i życia na powierzchni Ziemi, wraz z reakcjami chemicznymi, które tworzą glebę i zmieniają właściwości materiałów, stabilność i szybkość zmian topografii pod wpływem siły grawitacji oraz inne czynniki, takie jak (w niedalekiej przeszłości) zmiany krajobrazu dokonane przez człowieka. Wiele z tych czynników jest silnie uzależnionych od klimatu . Procesy geologiczne obejmują wypiętrzenie pasm górskich , wzrost wulkanów , izostatyczne zmiany wysokości powierzchni lądu (czasami w odpowiedzi na procesy powierzchniowe) oraz tworzenie głębokich basenów osadowych , w których powierzchnia Ziemi opada i jest wypełniona materiałem erodowanym z inne części krajobrazu. Powierzchnia Ziemi i jej topografia są zatem przecięciem działań klimatycznych, hydrologicznych i biologicznych z procesami geologicznymi lub, alternatywnie, przecięciem litosfery Ziemi z jej hydrosferą , atmosferą i biosferą .

Szerokoskalowe topografie Ziemi ilustrują to skrzyżowanie działań powierzchniowych i podpowierzchniowych. Pasy górskie są wypiętrzane w wyniku procesów geologicznych. Denudacja tych wysoko wypiętrzonych regionów powoduje powstawanie osadów , które są transportowane i osadzane w innym miejscu w krajobrazie lub u wybrzeży. W coraz mniejszych skalach podobne pomysły mają zastosowanie, gdy poszczególne formy terenu ewoluują w odpowiedzi na równowagę procesów addytywnych (wypiętrzanie i depozycja) i procesów subtraktywnych ( osiadanie i erozja ). Często te procesy wpływają na siebie bezpośrednio: pokrywy lodowe, woda i osady są obciążeniami, które zmieniają topografię poprzez izostazę zginania . Topografia może modyfikować lokalny klimat, na przykład poprzez opady orograficzne , które z kolei modyfikują topografię, zmieniając reżim hydrologiczny, w którym ewoluuje. Wielu geomorfologów jest szczególnie zainteresowanych potencjałem sprzężeń zwrotnych między klimatem a tektoniką , w których pośredniczą procesy geomorficzne.

Oprócz tych szeroko zakrojonych pytań, geomorfolodzy zajmują się kwestiami bardziej szczegółowymi i/lub lokalnymi. Geomorfolodzy glacjalni badają osady lodowcowe, takie jak moreny , ozy i jeziora proglacjalne , a także cechy erozji lodowcowej , aby zbudować chronologię zarówno małych lodowców , jak i dużych pokryw lodowych oraz zrozumieć ich ruchy i wpływ na krajobraz. Geomorfolodzy rzeczni koncentrują się na rzekach , na tym, jak transportują osady , migrują przez krajobraz , wcinają się w podłoże skalne , reagują na zmiany środowiskowe i tektoniczne oraz wchodzą w interakcje z ludźmi. Geomorfolodzy gleb badają profile gleb i skład chemiczny, aby poznać historię danego krajobrazu i zrozumieć, w jaki sposób klimat, fauna i flora oraz skały oddziałują na siebie. Inni geomorfolodzy badają, jak tworzą się i zmieniają zbocza wzgórz . Jeszcze inni badają związki między ekologią a geomorfologią. Ponieważ geomorfologia jest zdefiniowana jako obejmująca wszystko, co dotyczy powierzchni Ziemi i jej modyfikacji, jest to szeroka dziedzina o wielu aspektach.

Geomorfolodzy wykorzystują w swojej pracy szeroki wachlarz technik. Mogą one obejmować prace terenowe i zbieranie danych terenowych, interpretację danych uzyskanych zdalnie, analizy geochemiczne oraz numeryczne modelowanie fizyki krajobrazów. Geomorfolodzy mogą polegać na geochronologii , używając metod datowania do pomiaru tempa zmian powierzchni. Techniki pomiaru terenu są niezbędne do ilościowego opisu kształtu powierzchni Ziemi i obejmują różnicowy GPS , zdalnie wykrywane cyfrowe modele terenu i skanowanie laserowe , do ilościowego określania, badania oraz generowania ilustracji i map.

Praktyczne zastosowania geomorfologii obejmują ocenę zagrożeń (takich jak przewidywanie i łagodzenie osuwisk ), kontrolę rzek i odtwarzanie strumieni oraz ochronę wybrzeża. Geomorfologia planetarna bada formy terenu na innych planetach skalistych, takich jak Mars. Badane są oznaki wpływu wiatru , rzecznego , lodowcowego , wyniszczenia masy , uderzenia meteorytu , tektoniki i procesów wulkanicznych . Wysiłek ten nie tylko pomaga lepiej zrozumieć historię geologiczną i atmosferyczną tych planet, ale także poszerza zakres badań geomorfologicznych Ziemi. Geomorfolodzy planetarni często używają analogów Ziemi, aby pomóc w badaniu powierzchni innych planet.

Historia

„Cono de Arita” nad wyschniętym jeziorem Salar de Arizaro na płaskowyżu Atacama w północno-zachodniej Argentynie . Sam stożek jest budowlą wulkaniczną, reprezentującą złożoną interakcję natrętnych skał magmowych z otaczającą solą.
Jezioro „Veľké Hincovo pleso” w Tatrach Wysokich na Słowacji . Jezioro zajmuje „ przegłębienie ” wyrzeźbione przez płynący lód, które niegdyś zajmowało tę lodowcową dolinę.

Poza kilkoma godnymi uwagi wyjątkami w starożytności, geomorfologia jest stosunkowo młodą nauką, rozwijającą się wraz z zainteresowaniem innymi aspektami nauk o Ziemi w połowie XIX wieku. Ta sekcja zawiera bardzo krótki zarys niektórych głównych postaci i wydarzeń w jej rozwoju.

Starożytna geomorfologia

Badania nad ukształtowaniem terenu i ewolucją powierzchni Ziemi można datować na uczonych starożytnej Grecji . W V wieku pne grecki historyk Herodot argumentował na podstawie obserwacji gleb, że delta Nilu aktywnie wrastała w Morze Śródziemne i oszacował jej wiek. W IV wieku pne grecki filozof Arystoteles spekulował , że z powodu transportu osadów do morza ostatecznie morza te wypełnią się, podczas gdy ląd się obniży. Twierdził, że oznaczałoby to, że ląd i woda ostatecznie zamienią się miejscami, po czym proces rozpocznie się od nowa w nieskończonym cyklu. Encyklopedia Braci Czystości, opublikowana po arabsku w Basrze w X wieku, również omawiała cyklicznie zmieniające się pozycje lądu i morza, w których skały rozpadały się i były wypłukiwane do morza, a ich osad ostatecznie podnosił się, tworząc nowe kontynenty. Średniowieczny perski muzułmański uczony Abū Rayhān al-Bīrūnī (973–1048), obserwując formacje skalne u ujścia rzek, postawił hipotezę, że Ocean Indyjski obejmował kiedyś całe Indie . W swoim De Natura Fossilium z 1546 r. Niemiecki metalurg i mineralog Georgius Agricola (1494–1555) pisał o erozji i naturalnym wietrzeniu .

Inną wczesną teorię geomorfologii opracował chiński naukowiec i mąż stanu z dynastii Song, Shen Kuo (1031–1095). Opierało się to na jego obserwacjach morskich muszli kopalnych w warstwie geologicznej góry oddalonej o setki mil od Oceanu Spokojnego . Zauważając muszle małży biegnące poziomo wzdłuż wyciętej części klifu, wysunął teorię, że klif był kiedyś prehistorycznym położeniem wybrzeża morskiego, które przesunęło się o setki mil na przestrzeni wieków. Wywnioskował, że ziemia została przekształcona i uformowana przez erozję gleby w górach i osadzanie się mułu , po zaobserwowaniu dziwnych naturalnych erozji gór Taihang i góry Yandang w pobliżu Wenzhou . Ponadto promował teorię stopniowej zmiany klimatu na przestrzeni wieków, kiedy odkryto, że starożytne skamieniałe bambusy zachowały się pod ziemią w suchej, północnej strefie klimatycznej Yanzhou , która jest obecnie dzisiejszym Yan'an , prowincja Shaanxi . Poprzedni chińscy autorzy również przedstawiali pomysły dotyczące zmiany ukształtowania terenu. Uczony-urzędnik Du Yu (222-285) z zachodniej dynastii Jin przewidział, że dwie monumentalne stele rejestrujące jego osiągnięcia, jedna zakopana u podnóża góry, a druga wzniesiona na szczycie, ostatecznie zmienią swoje względne położenie w czasie, tak jak wzgórza i doliny. Taoistyczny alchemik Ge Hong (284–364) stworzył fikcyjny dialog, w którym nieśmiertelny Magu wyjaśnił, że terytorium Morza Wschodniochińskiego było kiedyś krainą porośniętą morwami .

Wczesna nowożytna geomorfologia

Wydaje się, że termin geomorfologia został po raz pierwszy użyty przez Laumanna w pracy napisanej w języku niemieckim z 1858 roku. Keith Tinkler zasugerował, że słowo to weszło do powszechnego użytku w języku angielskim, niemieckim i francuskim po tym, jak John Wesley Powell i WJ McGee użyli go podczas Międzynarodowej Konferencji Geologicznej w 1891 r. John Edward Marr w swoim The Scientific Study of Scenery uznał swoją książkę za: traktat wprowadzający do geomorfologii, przedmiotu, który wyrósł z połączenia geologii i geografii”.

Wczesnym popularnym modelem geomorficznym był geograficzny cykl lub model cyklu erozji ewolucji krajobrazu na szeroką skalę, opracowany przez Williama Morrisa Davisa w latach 1884–1899. Było to rozwinięcie teorii uniformitaryzmu , którą po raz pierwszy zaproponował James Hutton (1726–1797 ). Na przykład, jeśli chodzi o formy dolin , uniformitaryzm zakładał sekwencję, w której rzeka przepływa przez płaski teren, stopniowo rzeźbiąc coraz głębszą dolinę, aż boczne doliny ostatecznie ulegają erozji, ponownie spłaszczając teren, choć na niższych wysokościach. Uważano, że wypiętrzenie tektoniczne może wtedy rozpocząć cykl od nowa. W dziesięcioleciach następujących po opracowaniu przez Davisa tego pomysłu, wielu badaczy geomorfologii starało się dopasować swoje odkrycia do tych ram, znanych dziś jako „Davisian”. Idee Davisa mają znaczenie historyczne, ale dziś zostały w dużej mierze zastąpione, głównie ze względu na brak mocy predykcyjnej i jakościowy charakter.

W latach dwudziestych Walther Penck opracował model alternatywny do modelu Davisa. Penck uważał, że ewolucję ukształtowania terenu można lepiej opisać jako przemianę trwających procesów wypiętrzenia i denudacji, w przeciwieństwie do modelu Davisa, w którym pojedyncze wypiętrzenie następuje po rozpadzie. Podkreślił również, że w wielu krajobrazach ewolucja zboczy zachodzi w wyniku ścierania się skał, a nie w wyniku obniżania się powierzchni w stylu Davisa, a jego nauka kładła nacisk na proces powierzchniowy zamiast szczegółowego zrozumienia historii powierzchni danej miejscowości. Penck był Niemcem i za jego życia jego pomysły były czasami energicznie odrzucane przez anglojęzyczną społeczność geomorfologów. Jego przedwczesna śmierć, niechęć Davisa do jego pracy i jego czasami mylący styl pisania prawdopodobnie przyczyniły się do tego odrzucenia.

Zarówno Davis, jak i Penck próbowali umieścić badanie ewolucji powierzchni Ziemi na bardziej ogólnych, globalnych podstawach niż to miało miejsce wcześniej. Na początku XIX wieku autorzy – zwłaszcza europejscy – przypisywali kształt krajobrazów miejscowemu klimatowi , a zwłaszcza specyficznym skutkom zlodowacenia i procesów peryglacjalnych . Dla kontrastu, zarówno Davis, jak i Penck starali się podkreślić znaczenie ewolucji krajobrazów w czasie i ogólności procesów powierzchniowych Ziemi w różnych krajobrazach w różnych warunkach.

Na początku XX wieku badanie geomorfologii na skalę regionalną nazywano „fizjografią”. Fizjografia została później uznana za skrót od „ fizyki ” i „ geografii ”, a zatem za synonim geografii fizycznej , a pojęcie to zostało uwikłane w kontrowersje wokół odpowiednich zagadnień tej dyscypliny. Niektórzy geomorfolodzy trzymali się geologicznych podstaw fizjografii i kładli nacisk na koncepcję regionów fizjograficznych, podczas gdy sprzecznym trendem wśród geografów było utożsamianie fizjografii z „czystą morfologią”, oddzieloną od jej dziedzictwa geologicznego. W okresie po II wojnie światowej pojawienie się badań procesowych, klimatycznych i ilościowych doprowadziło do tego, że wielu naukowców zajmujących się ziemią preferowało termin „geomorfologia” w celu zasugerowania podejścia analitycznego do krajobrazów, a nie opisowego.

Geomorfologia klimatyczna

Dalsze informacje: Geomorfologia klimatyczna

W epoce nowego imperializmu pod koniec XIX wieku europejscy odkrywcy i naukowcy podróżowali po całym świecie, przynosząc opisy krajobrazów i form terenu. Wraz ze wzrostem wiedzy geograficznej w czasie, obserwacje te zostały usystematyzowane w poszukiwaniu wzorców regionalnych. W ten sposób klimat stał się głównym czynnikiem wyjaśniającym rozmieszczenie ukształtowania terenu na wielką skalę. Rozwój geomorfologii klimatycznej zapowiadały prace Władimira Köppena , Wasilija Dokuczajewa i Andreasa Schimpera . William Morris Davis , czołowy geomorfolog swoich czasów, rozpoznał rolę klimatu, uzupełniając swój „normalny” cykl erozji klimatu umiarkowanego cyklami suchymi i lodowcowymi. Niemniej jednak zainteresowanie geomorfologią klimatyczną było również reakcją na geomorfologię Davisa , która do połowy XX wieku była uważana zarówno za nieinnowacyjną, jak i wątpliwą. Wczesna geomorfologia klimatyczna rozwinęła się głównie w Europie kontynentalnej , podczas gdy w świecie anglojęzycznym tendencja ta nie była wyraźna aż do publikacji LC Peltiera z 1950 r. Na temat peryglacjalnego cyklu erozji.

Geomorfologia klimatyczna została skrytykowana w artykule przeglądowym z 1969 roku autorstwa geomorfologa procesowego DR Stoddarta . Krytyka Stoddarta okazała się „niszczycielska”, wywołując spadek popularności geomorfologii klimatycznej pod koniec XX wieku. Stoddart skrytykował geomorfologię klimatyczną za stosowanie rzekomo „trywialnych” metodologii do ustalania różnic w ukształtowaniu terenu między strefami morfoklimatycznymi, powiązanie z geomorfologią Davisa i rzekome zaniedbywanie faktu, że prawa fizyczne rządzące procesami są takie same na całym świecie. Ponadto niektóre koncepcje geomorfologii klimatycznej, takie jak ta, według której wietrzenie chemiczne zachodzi szybciej w klimacie tropikalnym niż w klimacie zimnym, okazały się nie do końca prawdziwe.

Geomorfologia ilościowa i procesowa

Część Wielkiej Skarpy w Górze Smoczej w południowej Afryce. Ten krajobraz, z wysoko położonym płaskowyżem wcinanym przez strome zbocza skarpy, Davis przytoczył jako klasyczny przykład jego cyklu erozji .

Geomorfologię zaczęto opierać na solidnych podstawach ilościowych w połowie XX wieku. Po wczesnych pracach Grove'a Karla Gilberta na przełomie XIX i XX wieku grupa składająca się głównie z amerykańskich przyrodników, geologów i inżynierów hydraulicznych, w tym William Walden Rubey , Ralph Alger Bagnold , Hans Albert Einstein , Frank Ahnert , John Hack , Luna Leopold , A. Shields , Thomas Maddock , Arthur Strahler , Stanley Schumm i Ronald Shreve rozpoczęli badania nad formą elementów krajobrazu, takich jak rzeki i zbocza wzgórz , dokonując systematycznych, bezpośrednich, ilościowych pomiarów ich aspektów i badając skalę tych pomiarów. Metody te zaczęły umożliwiać przewidywanie przeszłego i przyszłego zachowania krajobrazów na podstawie obecnych obserwacji, a później rozwinęły się we współczesny trend wysoce ilościowego podejścia do problemów geomorficznych. Wiele przełomowych i szeroko cytowanych wczesnych badań geomorfologicznych pojawiło się w Biuletynie Towarzystwa Geologicznego Ameryki i otrzymało tylko kilka cytowań przed 2000 r. (Są to przykłady „śpiących królewien” ), kiedy nastąpił wyraźny wzrost ilościowych badań geomorfologicznych.

Geomorfologia ilościowa może obejmować dynamikę płynów i mechanikę ciał stałych , geomorfometrię , badania laboratoryjne, pomiary terenowe, prace teoretyczne i pełne modelowanie ewolucji krajobrazu . Podejścia te są wykorzystywane do zrozumienia wietrzenia i formowania się gleb , transportu osadów , zmian krajobrazu oraz interakcji między klimatem, tektoniką, erozją i depozycją.

W Szwecji praca doktorska Filipa Hjulströma „Rzeka Fyris” (1935) zawierała jedno z pierwszych opublikowanych ilościowych badań procesów geomorfologicznych. Jego uczniowie poszli w tym samym duchu, przeprowadzając ilościowe badania transportu masowego ( Anders Rapp ), transportu rzecznego ( Åke Sundborg ), depozycji delta ( Valter Axelsson ) i procesów przybrzeżnych ( John O. Norrman ). To rozwinęło się w „ Szkołę Geografii Fizycznej w Uppsali ”.

Współczesna geomorfologia

Dzisiejsza dziedzina geomorfologii obejmuje bardzo szeroki wachlarz różnych podejść i zainteresowań. Współcześni badacze dążą do określenia ilościowych „praw”, które rządzą procesami na powierzchni Ziemi, ale jednocześnie rozpoznają wyjątkowość każdego krajobrazu i środowiska, w którym te procesy zachodzą. Do szczególnie ważnych realizacji we współczesnej geomorfologii należą:

1) że nie wszystkie krajobrazy można uznać za „stabilne” lub „zaburzone”, gdzie ten zaburzony stan jest tymczasowym przesunięciem od idealnej formy docelowej. Zamiast tego dynamiczne zmiany krajobrazu są obecnie postrzegane jako istotna część ich natury.
2) że wiele systemów geomorficznych najlepiej zrozumieć w kategoriach stochastyczności zachodzących w nich procesów, czyli rozkładów prawdopodobieństwa wielkości zdarzeń i czasów powrotu. To z kolei wskazało na znaczenie chaotycznego determinizmu dla krajobrazów i że właściwości krajobrazu najlepiej rozpatrywać statystycznie . Te same procesy w tych samych krajobrazach nie zawsze prowadzą do takich samych rezultatów końcowych.

Według Karny Lidmar-Bergström geografia regionalna od lat 90. XX wieku nie jest już akceptowana przez główny nurt nauki jako podstawa badań geomorfologicznych.

Chociaż jej znaczenie zmniejszyło się, geomorfologia klimatyczna nadal istnieje jako dziedzina badań prowadząca do odpowiednich badań. Niedawno obawy związane z globalnym ociepleniem doprowadziły do ​​ponownego zainteresowania tą dziedziną.

Pomimo znacznej krytyki model cyklu erozji pozostał częścią nauki o geomorfologii. Model lub teoria nigdy nie została udowodniona, że ​​jest błędna, ale też nie została udowodniona. Nieodłączne trudności modelu sprawiły, że badania geomorfologiczne posunęły się w innym kierunku. W przeciwieństwie do swojego spornego statusu w geomorfologii, model cyklu erozji jest powszechnym podejściem stosowanym do ustalania chronologii denudacji , a zatem jest ważną koncepcją w nauce geologii historycznej . Uznając jego wady, współcześni geomorfolodzy Andrew Goudie i Karna Lidmar-Bergström chwalili go odpowiednio za elegancję i wartość pedagogiczną.

Procesy

Wąwóz wycięty przez rzekę Indus w podłożu skalnym, region Nanga Parbat , Pakistan. To najgłębszy kanion rzeczny na świecie. W tle widoczna jest sama Nanga Parbat, 9. najwyższa góra świata.

Geomorficznie istotne procesy generalnie obejmują (1) produkcję regolitu przez wietrzenie i erozję , (2) transport tego materiału oraz (3) jego ostateczne osadzanie . Podstawowe procesy powierzchniowe odpowiedzialne za większość cech topograficznych obejmują wiatr , fale , rozpuszczanie chemiczne , marnowanie masy , ruch wód gruntowych , przepływ wód powierzchniowych , działanie lodowców , tektonizm i wulkanizm . Inne bardziej egzotyczne procesy geomorficzne mogą obejmować procesy peryglacjalne (zamrażanie i rozmrażanie), działanie zasolone, zmiany dna morskiego spowodowane prądami morskimi, przesiąkanie płynów przez dno morskie lub wpływ istot pozaziemskich.

procesy eolskie

Niszczona przez wiatr alkowa w pobliżu Moab w stanie Utah

Procesy eolskie dotyczą działalności wiatrów , a dokładniej zdolności wiatrów do kształtowania powierzchni Ziemi . Wiatry mogą erodować, przenosić i osadzać materiały i są skutecznymi czynnikami w regionach o rzadkiej roślinności i dużej podaży drobnych, nieskonsolidowanych osadów . Chociaż woda i przepływy masowe mają tendencję do mobilizowania większej ilości materiału niż wiatr w większości środowisk, procesy eoliczne są ważne w suchych środowiskach, takich jak pustynie .

Procesy biologiczne

Tamy bobrowe , jak ta na Ziemi Ognistej , stanowią specyficzną formę zoogeomorfologii, rodzaj biogeomorfologii.

Interakcja żywych organizmów z formami terenu lub procesami biogeomorfologicznymi może przybierać wiele różnych form i prawdopodobnie ma ogromne znaczenie dla ziemskiego systemu geomorficznego jako całości. Biologia może wpływać na bardzo wiele procesów geomorficznych, począwszy od procesów biogeochemicznych kontrolujących wietrzenie chemiczne , poprzez wpływ procesów mechanicznych, takich jak kopanie nor i rzucanie drzew na rozwój gleby, a nawet kontrolowanie globalnego tempa erozji poprzez modulację klimatu poprzez równowagę dwutlenku węgla. Krajobrazy lądowe, w których można ostatecznie wykluczyć rolę biologii w pośredniczeniu w procesach powierzchniowych, są niezwykle rzadkie, ale mogą zawierać ważne informacje dla zrozumienia geomorfologii innych planet, takich jak Mars .

Procesy rzeczne

Wydmy Seif i Barchan w regionie Hellespontus na powierzchni Marsa . Wydmy to ruchome formy terenu utworzone w wyniku transportu dużych ilości piasku przez wiatr.
Główny artykuł: Fluvial
Zobacz też: Prawo Hacka i Transport osadów

Rzeki i strumienie to nie tylko kanały wody, ale także osadów . Woda, przepływając przez dno kanału, jest w stanie zmobilizować osad i przenieść go w dół rzeki, jako ładunek złoża , ładunek zawieszony lub ładunek rozpuszczony . Szybkość transportu osadów zależy od dostępności samego osadu oraz od przepływu rzeki . Rzeki są również zdolne do erozji w skałach i tworzenia nowych osadów, zarówno z własnych koryt, jak i poprzez łączenie się z otaczającymi zboczami wzgórz. W ten sposób uważa się, że rzeki wyznaczają poziom podstawowy dla ewolucji krajobrazu na dużą skalę w środowiskach nieglacjalnych. Rzeki są kluczowymi ogniwami łączącymi różne elementy krajobrazu.

Gdy rzeki przepływają przez krajobraz, na ogół zwiększają swoją objętość, łącząc się z innymi rzekami. Powstała w ten sposób sieć rzek jest systemem melioracyjnym . Systemy te przyjmują cztery ogólne wzory: dendrytyczny, promieniowy, prostokątny i kratowy. Dendrytyczny zdarza się być najbardziej powszechnym, występującym, gdy podstawowa warstwa jest stabilna (bez uskoków). Systemy odwadniające składają się z czterech głównych elementów: zlewni, doliny aluwialnej, równiny delty i zlewni. Geomorficznymi przykładami ukształtowania terenu rzecznego są wachlarze aluwialne , starorzecza i tarasy rzeczne .

Procesy lodowcowe

Cechy krajobrazu lodowcowego

Lodowce , choć ograniczone geograficznie, są skutecznymi czynnikami zmiany krajobrazu. Stopniowe przemieszczanie się lodu w dół doliny powoduje ścieranie i wyrywanie leżącej pod nią skały . Ścieranie wytwarza drobny osad, zwany mąką lodowcową . Szczątki transportowane przez lodowiec, gdy lodowiec się cofa, nazywane są morenami . Erozja lodowcowa jest odpowiedzialna za doliny w kształcie litery U, w przeciwieństwie do dolin w kształcie litery V pochodzenia rzecznego.

Sposób, w jaki procesy lodowcowe wchodzą w interakcje z innymi elementami krajobrazu, zwłaszcza zboczami wzgórz i procesami rzecznymi, jest ważnym aspektem ewolucji krajobrazu plio-plejstocenu i jego osadów w wielu środowiskach wysokogórskich. Środowiska, które były stosunkowo niedawno zlodowacone, ale już nie są, mogą nadal wykazywać wyższe tempo zmian krajobrazu w porównaniu z tymi, które nigdy nie były zlodowacone. Nielodowcowe procesy geomorficzne, które mimo wszystko zostały uwarunkowane przez wcześniejsze zlodowacenie, nazywane są procesami paraglacjalnymi . Ta koncepcja kontrastuje z procesami peryglacjalnymi , które są bezpośrednio napędzane przez tworzenie się lub topnienie lodu lub szronu.

Procesy na zboczu wzgórza

Szyszki Talus na północnym brzegu Isfjorden , Svalbard , Norwegia. Stożki kości skokowej to nagromadzenie grubych gruzu ze zboczy wzgórza u podnóża zboczy wytwarzających materiał.
Ferguson Slide to aktywne osuwisko w kanionie rzeki Merced na California State Highway 140 , głównej drodze dojazdowej do Parku Narodowego Yosemite .

Gleba , regolit i skały przesuwają się w dół zbocza pod wpływem siły grawitacji poprzez pełzanie , osuwanie się, przepływy, przewracanie się i opadanie. Takie masowe wyniszczanie występuje zarówno na zboczach lądowych, jak i podwodnych i zaobserwowano je na Ziemi , Marsie , Wenus , Tytanie i Japetusie .

Trwające procesy na zboczach wzgórz mogą zmienić topologię powierzchni zboczy, co z kolei może zmienić tempo tych procesów. Zbocza wzgórz, które wznoszą się do pewnych krytycznych progów, są w stanie bardzo szybko zrzucić bardzo duże ilości materiału, co sprawia, że ​​procesy na zboczach są niezwykle ważnym elementem krajobrazu na obszarach aktywnych tektonicznie.

Na Ziemi procesy biologiczne, takie jak rycie lub rzucanie drzewami, mogą odgrywać ważną rolę w ustalaniu tempa niektórych procesów na zboczach wzgórz.

Procesy magmowe

Zarówno wulkaniczne (erupcyjne), jak i plutoniczne (intruzyjne) procesy magmowe mogą mieć istotny wpływ na geomorfologię. Działanie wulkanów ma tendencję do odmładzania krajobrazów, pokrywając starą powierzchnię lądu lawą i tefrą , uwalniając materiał piroklastyczny i zmuszając rzeki do nowych ścieżek. Stożki zbudowane w wyniku erupcji tworzą również znaczną nową topografię, na którą mogą oddziaływać inne procesy powierzchniowe. Skały plutoniczne wnikające, a następnie zestalające się na głębokości, mogą powodować zarówno wypiętrzenie, jak i osiadanie powierzchni, w zależności od tego, czy nowy materiał jest gęstszy, czy mniej gęsty niż skała, którą wypiera.

Procesy tektoniczne

Zobacz też: Erozja i tektonika

Wpływ tektoniczny na geomorfologię może wahać się od milionów lat do minut lub mniej. Wpływ tektoniki na krajobraz jest w dużej mierze zależny od natury podłoża skalnego , które w mniejszym lub większym stopniu kontroluje, jaki rodzaj lokalnej morfologii może kształtować tektonika. Trzęsienia ziemi mogą w ciągu kilku minut zatopić duże obszary lądu, tworząc nowe tereny podmokłe. Odbicie izostatyczne może odpowiadać za znaczące zmiany na przestrzeni setek do tysięcy lat i pozwala erozji pasa górskiego sprzyjać dalszej erozji, gdy masa jest usuwana z łańcucha i unosi się pas. Długoterminowa dynamika płyt tektonicznych prowadzi do powstania pasów orogenicznych , dużych łańcuchów górskich o typowym okresie życia wynoszącym dziesiątki milionów lat, które tworzą punkty ogniskowe dla szybkiego tempa procesów rzecznych i zboczy wzgórz, a tym samym długoterminowej produkcji osadów.

Postawiono hipotezę, że cechy dynamiki głębszego płaszcza , takie jak pióropusze i rozwarstwienie dolnej litosfery, odgrywają ważną rolę w długoterminowej (> milion lat), ewolucji topografii Ziemi na dużą skalę (tysiące km) (patrz topografia dynamiczna ). Oba mogą sprzyjać wypiętrzaniu się powierzchni poprzez izostazę, ponieważ cieplejsze, mniej gęste skały płaszcza wypierają chłodniejsze, gęstsze skały płaszcza w głębi Ziemi.

Procesy morskie

Procesy morskie to procesy związane z działaniem fal, prądów morskich i przesiąkaniem płynów przez dno morskie. Masowe wyniszczanie i osuwiska podwodne są również ważnymi procesami dla niektórych aspektów geomorfologii morza. Ponieważ baseny oceaniczne są ostatecznym pochłaniaczem dużej części osadów lądowych, procesy depozycji i związane z nimi formy (np. wachlarze osadów, delty ) są szczególnie ważne jako elementy geomorfologii morza.

Pokrywają się z innymi polami

Istnieje znaczne nakładanie się geomorfologii i innych dziedzin. Depozycja materiału jest niezwykle ważna w sedymentologii . Wietrzenie to chemiczne i fizyczne rozerwanie materiałów ziemnych w miejscu wystawienia na działanie czynników atmosferycznych lub w pobliżu powierzchni i jest zwykle badane przez gleboznawców i chemików zajmujących się środowiskiem , ale jest istotnym elementem geomorfologii, ponieważ zapewnia materiał, który można przenieść na pierwszym miejscu. Inżynierowie budownictwa i ochrony środowiska zajmują się erozją i transportem osadów, w szczególności związanymi z kanałami , stabilnością zboczy (i zagrożeniami naturalnymi ), jakością wody , zarządzaniem środowiskiem przybrzeżnym, transportem zanieczyszczeń i odbudową strumieni . Lodowce mogą powodować rozległą erozję i depozycję w krótkim czasie, co czyni je niezwykle ważnymi obiektami na dużych szerokościach geograficznych i oznacza, że ​​ustalają warunki w górnym biegu górskich strumieni; dlatego glacjologia jest ważna w geomorfologii.

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne