Геоморфологія, як наука

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ніжинський державний університет імені Миколи Гоголя

ГЕОМОРФОЛОГІЯ

Філоненко Ю. М.

Ніжин 2015

УДК 551.4

ББК 26.3 Я73

Б 39

Затверджено вченою радою Ніжинського державного університету імені Миколи Гоголя.

Рецензенти:

Відповідальний за випуск:

Філоненко Ю. М.

Геоморфологія- Ніжин: Видавництво НДУ ім. Миколи Гоголя, 2015. - ___ с.

Даний посібник відповідає навчальній програмі для природничих спеціальностей вузів. У ньому подано всі теми лекційного курсу з геоморфології; підібрано певний обсяг ілюстративного та довідкового матеріалу.

Посібник адресовано студентам як денної так і заочної форми навчання.

Зміст

Вступ

Розділ 1. Геоморфологія як наука

1.1 Об'єкт, предмет та мета вивчення геоморфології

1.2 Основні підрозділи геоморфології

1.3 Методи дослідження в геоморфології

1.4 Історія виникнення, становлення і розвитку геоморфології

1.5 Особливості становлення та розвитку геоморфології в Україні

Розділ 2. Рельєф земної поверхні

2.1 Поняття про рельєф. Форми, елементи форм і типи рельєфу

2.2 Чинники і процеси рельєфоутворення

2.3 Генезис, вік та динаміка рельєфу

2.4 Класифікації рельєфу

Розділ 3. Морфоструктура суходолу землі

3.1 Класифікації морфструктур

3.2 Морфоструктура рівнинних областей

3.3 Морфоструктура гірських областей

Розділ 4. Рельєфоутворююча роль гіпергенезу та гравітації

4.1 Поняття про гіпергенез

4.2 Морфоскульптура процесів гіпергенезу

4.3 Гравітаційна морфоструктура

Розділ 5. Флювіальна морфоскульптура

5.1 Типи поверхневого стоку та його рельєфоутворюючі функції

5.2 Яроутворення

5.3 Особливості формування та будови річкових долин

5.4 Класифікація річкових долин

5.5 Рельєф гирлових частин річок

5.6 Схожість і відмінність рельєфоутворюючої роботи постійних і тимчасових водотоків

5.7 Типи флювіального рельєфу та практичне значення його вивчення

Розділ 6. Карстово-суфозійна морфоскульптура

6.1 Поняття «карст», умови його виникнення та основні типи

6.2 Форми карстового рельєфу та стадії розвитку карсту

6.3 Псевдокарстові процеси

6.4 Практичне значення карстових процесів і карстової морфоскульптури

Розділ 7. Гляціальна, флювіогляціальна та кріогенна морфоскульптура

7.1 Поняття про гляціальні процеси рельєфоутворення

7.2 Руйнівна діяльність льодовиків та утворені нею форми рельєфу

7.3 Транспортуюча і акумулююча діяльність льодовиків та її морфологічні наслідки

7.4 Флювіогляціальна морфоскульптура

7.5 Наукове та практичне значення вивчення льодовикових процесів і форм рельєфу

7.6 Кріогенна морфоскульптура

7.7 Практичне значення вивчення багаторічно мерзлих гірських порід

Розділ 8. Аридна морфоскульптура та еоловий рельєф

8.1 Поняття про аридну морфоскульптуру та особливості рельєфоутворюючої діяльності вітру

8.2 Еолові акумулятивні форми рельєфу

8.3 Літологічні типи пустель та особливості їх рельєфу

Розділ 9. Рельєф морських берегів, особливості його формування та будови

9.1 Поняття берегова зона. Чинники берегового рельєфоутворення

9.2 Морська абразія. Будова абразійного берега

9.3 Акумулятивні морські береги

9.4 Класифікація морських берегів. Стадії їх розвитку

9.5 Діяльність людини на морських берегах

Розділ 10. Рельєф дна світового океану

10.1 Особливості рельєфу підводних окраїн материків

10.2 Рельєф перехідних зон дна Світового океану

10.3 Рельєф ложа Світового океану

10.4 Серединно-океанічні хребти

10.5 Рельєфоутворюючі процеси на дні світового океану

Розділ 11. Антропогенна морфоскульптура

11.1 Поняття про антропогенний рельєф та антропогенне рельєфоутворення

11.2 Гірничопромисловий комплекс антропогенних форм рельєфу

11.3 Інженерно-будівельний комплекс антропогенних форм рельєфу

11.4 Агрогенні, мілітарні та рекреаційні антропогенні форми рельєфу

11.5 Наслідки втручання людини в природні геоморфологічні процеси

11.6 Проблеми охорони та раціонального використання рельєфу

Розділ 12. Біогенна морфоскульптура

12.1 Поняття про біогенний рельєф

12.2 Зональність та періодичність біогенного рельєфоутворення

12.3 Фітогенний рельєф

12.4 Зоогенний рельєф

Розділ 13. Особливості проведення геоморфологічних досліджень та геоморфологічне картографування

13.1 Особливості одержання нового фактичного матеріалу

13.2 Аналіз нового фактичного матеріалу та його синтезування

13.3 Побудова за встановленими закономірностями нових теоретичних моделей спостережуваних фактів чи явищ

13.4 Перевірка достовірності теоретичних побудов і їх коригування

13.5 Практичне застосування нової інформації про досліджувані явища

13.6 Основні методи польових геоморфологічних спостережень

13.7 Геоморфологічне картографування

Список використаних джерел

Вступ

Даний посібник призначений для студентів денної та заочної форми навчання географічних та природничо-географічних факультетів класичних і педагогічних університетів. Його структура та зміст визначаються програмою і навчальним планом для відповідних спеціальностей університетів. Зідно з навчальним планом курс «Геоморфологія» включає 24 години лекційних та 22 години лабораторних занять.

Навчальний посібник являє собою розгорнутий конспект лекцій з курсу «Геоморфологія», а кожен його розділ відповідає темі окремої лекції. У ньому висвітлено теоретичні питання геоморфології, загальні дані про рельєф, рельєфоутворюючі процеси та чинники рельєфоутворення, різноманітні класифікації рельєфу. Найбільш детально розглянуті різні типи морфоскульптури суходолу Землі, які студенти мають можливість безпосередньо спостерігати як у повсякденному житті, так і під час виїзних польових практик. Велика увага приділена антропогенному рельєфоутворенню, яке в останні 100-150 років стало чи не провідним екзогенним чинником рельєфоутворення. Досить детально охарактеризовано біогенний рельєф, якому раніше приділялося недостатньо уваги. Окремі розділи присвячені також морфоструктурі суходолу Землі, рельєфу дна Світового океану, особливостям проведення геоморфологічних досліджень та геоморфологічному картографуванню.

Майже всі розділи посібника ілюстровані численними схемами та фотографіями, що допоможе студентам краще засвоїти матеріал. В кінці посібника подано обширний список рекомендованої літератури та джерел з мережі Інтернет.

Автор з вдячністю прийме всі критичні зауваження на адресу запропонованого навчального посібника і побажання щодо його покращення.

Розділ 1. Геоморфологія як наука

1.1 Об'єкт, предмет та мета вивчення геоморфології

Геоморфологія (гр. «гео» - земля; «морфо» - форма, вид; «логія» - слово, вчення. наука) - це наука, що вивчає рельєф земної поверхні (включаючи дно океанів), його зовнішній вигляд, походження, вік, історію розвитку, сучасну динаміку, географічне поширення та господарське використання.

Об'єктом вивчення геоморфології є рельєф земної поверхні, який являє собою сукупність геометричних форм цієї поверхні, що утворюються в результаті складної взаємодії земної кори з водною, повітряною і біологічною оболонками нашої планети та постійно зростаючим впливом людини.

Предметом вивчення геоморфології є зовнішній вигляд (морфологія), походження (генезис), вік (час утворення) та динаміка (показники швидкості давнього чи сучасного перетворення) рельєфу.

Метою вивчення геоморфології є пізнання законів розвитку рельєфу та використання виявлених закономірностей у практичній діяльності людини.

Основними завданнями геоморфології є:

- аналіз морфології рельєфу;

- визначення генезису рельєфу;

- встановлення віку рельєфу;

- відтворення основних етапів розвитку рельєфу;

- встановлення інтенсивності змін рельєфу під впливом ендогенних та екзогенних чинників його формування;

- оцінка придатності окремих форм рельєфу та рельєфу загалом як ресурсу для господарського використання;

- обґрунтування заходів з регулювання несприятливих процесів та їх оптимізації.

Необхідно також відзначити, що земна поверхня розділяє внутрішні та зовнішні геосфери, а рельєф цієї поверхні відображає процеси, які відбуваються в надрах Землі і перебувають у сфері інтересів геології, та процеси, що проходять в її зовнішніх оболонках і належать до сфери інтересів географії. Виходячи з цього, є всі підстави вважати геоморфологію комплексною геолого - географічною наукою.

1.2 Основні підрозділи геоморфології

Геоморфологія є багатогалузевою наукою, яка включає велику кількість порівняно самостійних підрозділів, що мають свої завдання і особливі методи дослідження. Дисциплінами геоморфології є загальна геоморфологія, регіональна геоморфологія і прикладна геоморфологія

Загальна геоморфологія - вивчає загальні закономірності формування і розвитку рельєфу на суходолі та дні океанів.

Регіональна геоморфологія - досліджує рельєф окремих регіонів планети. Вона базується на фундаменті загальної геоморфології і дає фактичний матеріал для її розвитку.

Прикладна геоморфологія - використовує принципи і методи загальної геоморфології для вирішення практичних завдань господарського використання рельєфу земної поверхні: будівництва населених пунктів і промислових об'єктів та прокладення комунікацій між ними, гідротехнічного будівництва, пошуків корисних копалин, вирішення екологічних проблем тощо. Виходячи із завдань прикладної геоморфології можна виділити її основні структурні підрозділи - інженерну, урбогенну, пошукову, сільськогосподарську (агрогенну) та екологічну геоморфологію.

Як розділи або галузі геоморфології розглядають:

- геоморфологію суходолу - вивчає представлені на суходолі форми рельєфу;

- морську геоморфологію - включає геоморфологію морських берегів та геоморфологію дна морів і океанів;

- морфографію (гр. «morphe» - форма та «graphф» - пишу) рельєфу - включає опис зовнішніх рис рельєфу земної поверхні (абсолютні та відносні висоти, густота та глибина розчленування, просторове розміщення і поєднання форм, орієнтація лінійних елементів форм рельєфу, тощо) та систематизацію їх за зовнішніми ознаками;

- морфометрію (гр. «morphe» - форма та «metrйo» - вимірюю) рельєфу - досліджує кількісні характеристики характеристики форм рельєфу земної поверхні (довжини, площі, об'єми, висоти, глибини, щільності розчленувань тощо);

- структурну геоморфологію (морфотектоніку) - вивчає головним чином великі форми рельєфу в їх зв'язку з ендогенними чинниками рельєфоутворення (геологічною структурою, тектонічними рухами земної кори тощо);

- генетичну геоморфологію - досліджує особливості походження різноманітних форм рельєфу;

- динамічну (гр. «дэнбмйт» - сила) геоморфологію - вивчає динаміку рельєфу (послідовність змін стану й стадії розвитку), рельєфоутворюючі процеси та чинники, які визначають зміни вигляду земної поверхні;

- кліматичну геоморфологію - вивчає рельєфоутворюючі процеси, насамперед у зв'язку з кліматичними умовами різних природних зон;

- екзогенну геоморфологію - досліджує роль різноманітних екзогенних процесів у фомуванні рельєфу земної поверхні;

- антропогенну геоморфологію - вивчає форми рельєфу, змінені чи створені діяльністю людини, а також роль антропогенних чинників і процесів у формуванні природних та природно-антропогенних форм рельєфу.;

- палеогеоморфологію - вивчає рельєф минулих геологічних епох (його генезис, вік, історію й закономірності розвитку);

- біогеоморфологія - вивчає форми рельєфу створені або змінені внаслідок діяльності біоти;

- геоморфологічне картографування - комплекс заходів зі створення геоморфологічних карт різного масштабу, змісту та призначення.

1.3 Методи дослідження в геоморфології

Загальним методом геоморфології є діалектичний, який дає змогу розуміти основний постулат науки: рельєф Землі - це результат взаємодії ендогенних (внутрішніх) та екзогенних (зовнішніх) чинників або рушійних сил рельєфоутворення.

У сучасній геоморфології застосовуються також спеціальні методи дослідження - морфологічний, морфометричний, генетичні, палеогеоморфологічний, структурно-геоморфологічний (морфоструктурний), морфодинамічний, морфотектонічний, морфонеотектонічний, порівняльно-морфологічний, геоморфологічна зйомка, геоморфологічне картографування, моделювання та ін.

Морфологічний метод полягає у вивченні зовнішнього вигляду форм і типів рельєфу. Його застосування дозволяє отримати інформацію про відносний вік геометричних форм земної поверхні, спрямованість та інтенсивність тектонічних рухів на певній території, будову та склад гірських порід верхньої частини літосфери тощо.

Наприклад, «гостровершинний хребет» є свідченням інтенсивних висхідних тектонічних рухів та адекватного руйнування гірської країни, «столова височина» вказує на горизонтальне залягання осадових шарів рельєфоутворюючої частини геологічного розрізу, а «височинна рівнина» - результат тривалого прояву повільних тектонічних піднять платформенних областей.

Морфометричний метод дає можливість визначити кількісні показники рельєфу. Він суттєво доповнює попередній і має відчутніше наукове та практичне значення, оскільки дозволяє дати певну оцінку глибині ерозійного розчленування земної поверхні, ухилу її схилів, ураженості певних ділянок поверхні окремими геоморфологічними явищами тощо.

Генетичні методи дозволяють встановити походження геометричних форм земної поверхні та генетичний зв'язок між окремими формами або угрупуваннями форм рельєфу, отримати нформацію про чинники екзогенного або ендогенного рельєфоутворення і встановити стадію розвитку форми рельєфу та передбачити її наступну динаміку.

Палеогеоморфологічний метод полягає у встановленні характерних рис похованого або відкопаного рельєфу та рельєфоутворюючих процесів минулого. Це дозволяє встановити його зв`язки із сучасним рельєфом, визначити межі морських трансгресій, давніх поверхонь вирівнювання та інших форм рельєфу і явищ природи у віддаленому минулому. Цей метод є найбільш ефективним при застосуванні комплексу геолого-геоморфологічних методів, узагальнення результатів яких дозволяє сформулювати закономірності рельєфоутворення та його наслідки у геологічному минулому.

Структурно-геоморфологічний (морфоструктурний) метод є найважливішим методом геоморфології при дослідженні особливостей будови земної кори та її давної або сучасної динаміки. Його суть полягає в аналізі взаємовідношень рельєфу та геологічних структур. Зокрема, якщо додатним структурам відповідають додатні форми рельєфу, то такий рельєф називатимуть прямим (так само, якщо від'ємним структурам відповідають від'ємні форми рельєфу); якщо додатним геологічним структурам відповідають від'ємні форми рельєфу або ж навпаки, коли від'ємним структурам відповідають додатні форми рельєфу, то такий рельєф - інверсійний (обернений); трапляються також приклади напівоберненого рельєфу. У 60-70 р.р. ХХ ст. цей метод почали широко використовувати для розшуків корисних копалин. Він дає можливість отримади достовірну інформацію про роль ендогенних процесів у рельєфоутворенні і містить методики оцінки тектонічних деформацій, складу і стійкості гірських порід та їхньої ролі у формуванні рельєфу. За його допомогою встановлюються особливості прояву в рельєфі геологічної структури осадових та кристалічних порід, і визначається вплив магматизму на утворення окремих форм земної поверхні.

Морфодинамічний метод дозволяє встановити динаміку екзогенних та ендогенних процесів, напрямок і темпи неотектонічних явищ, зробити прогноз темпів денудації та акумуляції і визначити зміни рельєфу під впливом діяльності людини. Цей метод часто об'єднує стаціонарні дослідження та лабораторні експерименти.

Морфотектонічний метод відіграє важливу роль при встановленні взаємозв'язку між особливостями рельєфу і тектонічними структурами та дозволяє прослідкувати прояви в рельєфі тектонічних рухів різного знаку.

Морфонеотектонічний метод полягає у вивченні за зовнішнім виглядом рельєфу характеру та інтенсивності неотектонічних рухів. Індикаторами у цьому разі є гідромережа, річкові тераси. Зокрема, за відхиленням від нормального профілю тераси і врахуванням часу її формування можна визначити інтенсивність тектонічних рухів.

Порівняльно-морфологічний метод використовують для пізнання закономірностей геоморфологічної будови, розвитку рельєфотвірних процесів у недосліджених районах на підставі інформації, отриманої в інших, уже досліджених районах.

Зазначені спеціальні методи, а також геоморфологічна зйомка, геоморфологічне картографування, моделювання, еколого-геоморфологічний та інженерно-геоморфологічний аналіз, стаціонарне вивчення рельєфу, дистанційні, математичні методи, топографічна зйомка та ін. використовуються для комплексного дослідження рельєфу і доповнюють один одного.

Разом з тим вони складають єдиний підхід до пізнання рельєфу, який прийнято називати геоморфологічним або історико-генетичним методом. Він розкриває суть процесів та взаємозв`язків, що утворюють певний зовнішній вигляд рельєфу, пояснює внутрішню структуру і походження великих і малих гометричних форм рельєфу, встановлює закономірності їх розміщення у просторі та часі. Тим самим виявляється участь у застосуванні геоморфологічного методу основних загальнонаукових підходів - системного, генетичного, географічного.

Слід також пам'ятати, що рельєф Землі постійно перебуває під впливом екзогенних та ендогенних рушійних сил (чинників) і для розуміння його еволюції необхідне використання знань інших природничих наук.

Так, вплив на процеси рельєфоутворення такого чинника як «склад і властивості гірських порід» вимагає знань із неорганічної хімії, що висвітлюють закономірності рельєфоутворення мінералів та гірських порід шляхом природних фізико-хімічних процесів. А роль тектонічних рухів, діяльність еолових, флювіальних, гляціальних та інших процесів неможливо уявити без використання законів фізики.

Застосування палеогеоморфологічних методів часто вимагає міцних знань із біології та геології, а обробка морфологічних та морфометричних результатів вивчення рельєфу земної поверхні вимагає застосування методів математичної статистики, інших математичних методів, а також комп'ютерних технологій і програм.

1.4 Історія виникнення, становлення і розвитку геоморфології

Відомості про рельєф земної поверхні накопичувались з самих ранніх етапів виникнення і розвитку людського суспільства, проте, як наукова дисципліна геоморфологія почала формуватися лише наприкінці ХVІІІ - на початку ХІХ ст., а як самостійна система знань, що входить до комплексу наук про Землю, остаточно сформувалася в кінці ХІХ ст.

До того часу вивчення рельєфу мало описовий характер і виконувалося в процесі геологічних, географічних та землеописових досліджень. Правда слід відзначити, що упродовж середньовіччя висловлювалися й досить сміливі твердження окремих вчених щодо деяких аспектів розвитку земної поверхні. Так, геніальний художник, інженер і вчений Леонардо да Вінчі вважав, що обриси суходолу не є постійними і припускав, що річкові долини сформовані роботою самих річок.

Прогресивними для свого часи були також погляди М. Ломоносова. У своїй книзі «О слоях земных» (1763) він стверджував, що причиною формування і безперервних змін рельєфу земної поверхні є ендогенні та екзогенні процеси. М.В. Ломоносов дотримувався також думки, що рельєф земної поверхні тісно пов'язаний із внутрішньою будовою земних надр. Крім того, він доводив, що головні нерівності земної поверхні - гірські хребти утворені внутрішніми силами Землі, а в руйнуванні їх головна роль належить воді, вітру та іншим агентам, що діють на її поверхні.

У другій половині ХVІІІ століття виникли і певний час конкурували між собою дві концепції - «нетунізму» і «плутонізму», які обстоювали виняткову роль одного з чинників формування і зміни поверхні Землі.

Перша концепція, фундатором якої був саксонський вчений Г. Вернер, одержала свою назву від імені давньоримського бога моря Нептуна. Її суть полягала в тому, що Вернер, досліджуючи головним чином осадові породи, зробив хибний висновок про виняткову роль океану у формуванні гірьих порід і рельєфу.

Друга концепція, одержала свою назву від імені давньогрецького бога земних надр Плутона. Її автором був шотландський вчений Д. Геттон (Хеттон), який вважав, о провідна роль у формуванні гірських порід і, відповідно, рельєфу «належить внутрішньому вогню Землі». Д. Геттон (Хеттон) дотримувався також думки, що вигляд земної поверхні безперервно змінюється, форми рельєфу руйнуються, а продукти руйнування відкладаються на дні моря.

Слід відзначити, що важливим поштовхом для формуванням геоморфологічних уявлень і вивчення рельєфу як компонента довкілля став розвиток гірничої справи і цілеспрямованого розшуку корисних копалин у ХVІІІ ст. На формування геоморфологічних уявлень вплинули також праці таких європейських вчених, як Плейфер, Кюв'є та ін.

Вагомий внесок у розвиток геології та геоморфології у ХІХ ст. зробив британський геолог Ч. Лайєль. У своїй книзі «Основи геології» (1830) він доводив, що основні форми рельєфу виникають як результат рухів земної кори, а потім, внаслідок впливу зовнішніх сил, зазнають руйнування. Ч. Лайєль - основоположник принципу актуалізму в геології, згідно з яким «сучасне є ключем до пізнання минулого». На його думку, земна поверхня повільно і неперервно змінювалась завдяки процесам, що діють і в наш час, відповідно, і наслідки цих процесів у минулому можуть бути подібні до сучасних.

Упродовж всього ХІХ ст. майже на усіх материках проводилися регіональні географічні, геологічні та геоморфологічні дослідження, які дозволили одержати величезний об'єм інформації про морфологію, генезис, вік та динаміку форм рельєфу земної поверхні, із якого викристалізувалася наукова основа геоморфології.

У другій половині ХІХ ст. геоморфологія почала вирізнятися із комплексних геолого-географічних (землезнавчих) досліджень як самостійна їхня частина, що вивчає рельєф.

Найбільш відомими дослідниками цього часу є:

К. Науман - увів термін «морфологія земної поверхні» (1852);

Д. Дан і Е. Зюсс - вивчали особливості тектоніки, структурної геології та будови планетарних форм рельєфу;

О. Карпінський - майже одночасно з Е Зюссом розробив теорію коливальних рухів земної кори і окреслив напрямки змін земної поверхні у зв'язку із трансгресіями та регресіями (1888);

П. Кропоткін - обґрунтував теорію материкових зледенінь четвертинного періоду та адекватного перетворення рельєфу північноазіатських рівнин (1886);

Ж. Сюррель, Рютімєєр, С. Нікітін, В. Докучаєв - вивчали умови формування і розвиток річкових долин, ярів, балок;

М. Головківський - встановив зв'язок між епейрогенічними рухами та формуванням річкових терас (1865);

І. Черський - досліджував вплив водної ерозії на еволюцію гірського рельєфу (1878);

Д. Пауелл - вивчав проблеми площинного змиву;

Ф. Ріхтгофен, А. Пенк - проводили роботи, присвячені дослідженню генезису рельєфу та його класифікації;

О. Павлов - досліджуючи розвиток рельєфу рівнин, детально вивчав зсувні процеси, ввів класичні терміни «делювій» і «пролювій»;

В. Обручєв - зробив висновок, що головні форми сучасного рельєфу є результатом коливальних рухів палеоген-антропогенового часу, і назвав їх неотектонічними;

Г. Джільберт (Гільберт) - досліджував будову земних надр і рельєфу;

А. Пенк, Е. Брікнер (Брюкнер), А. Вегенер, Е. Зюсс, Е. де Мартонн, Г. Е. Ог, Ф. Ріхтгофен, Г. Штілле - досліджують рельєф і обґрунтовують загальні теоретичні питання його розвитку.

П. Тутковський - вивчав вплив еолових процесів на перетворення рельєфу;

В. Різниченко - досліджував вплив гляціодислокацій на формування рельєфу земної поверхні;

Л. Берг - здійснив першу в Росії спробу геоморфологічного районування і на високому науковому рівні розглядав вплив клімату на рельєф, грунти, біоту;

О. Крубер, Ф. Ріхтгофен, А. Гетнер - описують і класифікують рельєф території Російської імперії та сусідніх регіонів.

Спробою створити загальну картину закономірного розвитку рельєфу Землі були геоморфологічні вчення американського геолога В. Дейвіса та німецького геоморфолога В. Пенка (з іменами цих двох вчених багато дослідників пов'язує виділення геоморфології у повністю самостійну галузь знання).

Головним у вченні Дейвіса є уявлення про циклічний розвиток рельєфу (теорія географічних циклів (1899)). Певні особливості форм рельєфу, які виникають під час його розвитку, залежать як від характеру процесу, що формує рельєф, так і від геологічної структури. Під впливом відповідного процесу форми рельєфу проходять ряд стадій розвитку, які разом становлять цикл.

В. Дейвіс та його послідовники розглядають еволюцію рельєфу в межах таких циклів: ерозійного (нормального), льодовикового, морського (берегового), аридного (пустельного) та карстового. Кожен з циклів, на думку В. Дейвіса, проходить стадійно (4стадії: юність > зрілість > старість > згасання)

Найбільшу увагу Дейвіс приділяє ерозійному циклові, або, як він його називав циклові нормальної ерозії. Він розглядав розвиток ерозійного рельєфу в умовах тектонічного спокою, тобто при відсутності підняття або опускання земної кори. За вихідний (початковий) рельєф Дейвіс бере вирівняну ділянку суходолу, більш або менш значно підняту над рівнем моря. Під впливом ерозійної роботи річок рельєф цієї ділянки змінюється, проходячи низку стадій. Стадія «юності» характеризується різким і глибоким розчленуванням, крутими схилами, значними коливаннями висот. У стадії «зрілості» рельєф загалом знижений, коливання висот менші, обриси долин і вододілів менш чіикі, схили більш пологі. Потім настають стадії «старості» й «згасання», які характеризуються ще більшим зниженням і пом'якшенням обрисів рельєфу.

Еволюція ерозійного рельєфу у межах нормального циклу завершується утворенням ледь піднятої над рівнем моря і надзвичайно слабко розчленованої поверхні - «майже рівнини», або пенеплену (лат. «paene» - майже і англ. «plain» - рівнина). Рельєф на кінцевій стадії ерозійного циклу відрізняється від початкового досить кардинально, цикл розвитку завершується і в разі підняття пенеплену над рівнем моря може знову повторитися. Всі особливості еволюції рельєфу земної поверхні Дейвіс пояснював опираючись на формулу: геологічна структура - екзогенний процес, який формує рельєф на її основі - стадія розвитку цього процесу.

Позитивним у вченні Дейвіса є те, що воно орієнтує на вивчення розвитку рельєфу. Але слід розуміти, що картина розвитку рельєфу, представлена у вигляді ряду ізольованих циклів, є схематичною, надуманою і не зовсім вірною. Дійсність же значно складніша. Важко знайти таку ділянку, поверхня якої формувалася б під впливом лише одного процесу. Зазвичай, має місце поєднання різних рельєфоутворюючих процесів. Помилковим є також припущення, що земна поверхня упродовж геоморфологічного циклу перебуває у стані спокою. Виходячи з вище сказаного, слід розуміти, що багато стадій розвитку рельєфу, за Дейвісом, є суто абстрактними (теоретичними моделями) і в природі не існують.

Вагомий внесок у розвиток геоморфології зробив і німецький геоморфолог В. Пенк, який бачив головне завдання цієї науки у дослідженні схилів. У своїй книзі «Морфологічний аналіз» (1924) він розробив «принцип вивчення тектонічних рухів на основі аналізу рельєфу». В. Пенка насамперед цікавили внутрішньоземні, тектонічні процеси, для з'ясування характеру яких необхідно, на його думку, вивчати рельєф. Таким чином, у розумінні Пенка, геоморфологічний аналіз вивчення рельєфу відіграє роль одного з допоміжних геологічних методів тоді, коли необхідно з'ясувати особливості тектонічних рухів. Незважаючи на таке спрощене розуміння змісту геоморфології, «Морфологічний аналіз» В. Пенка становить значний інтерес завдяки всебічному і ретельному опису процесів формування схилів.

Головну увагу В. Пенк надавав зв'язкам денудаційних процесів з вертикальними рухами земної кори. Для вивчення тектонічних рухів він застосовував аналіз форми схилових поверхонь. За В. Пенком, при швидкому та значному піднятті, що супроводжується енергійним ерозійним поглибленням долин, схили повинні набувати опуклого профілю. При повільнішому піднятті і певній відповідності глибинної ерозії та інтенсивності денудації профіль схилів виглядає більш-менш прямим. Врешті, при тривалому стаціонарному стані земної кори, коли ерозійне врізання досягло межі, а денудація схилів долин та їх відступ у бік вододілів продовжується, схили мають набути увігнутого профілю. Якщо після такого розвитку схилів знову почнеться швидке підняття, то вони набудуть східчастого або опукло-увігнутого профілю.

Процес пенепленізації (руйнування гірських країн та утворення на їхньому місці майже рівнини - пенеплену) В. Пенк уявляв інакше, ніж В. Дейвіс. На його думку, знищення межирічних висот розвивається у горизонтальному напрямку внаслідок розростання долин у ширину і руйнування межирічних плато з боків при порівняно малому зменшенні їх висоти. Межиріччя починають швидко знижуватися лише після того, як схили сусідніх долин, прямуючи назустріч один одному, перетнуться між собою. На відміну від В. Дейвіса, В. Пенк розглядав розвиток рельєфу в умовах одночасного впливу на земну поверхню ендо- та екзогенних чинників. Ним запропоновані поняття «висхідний» та «нисхідний» розвиток рельєфу, як наслідки переважаючого впливу ендо- чи екзогенних процесів.

Необхідно відзначити, що В. Дейвіс і В. Пенк розробляли свої концепції у різний час. Як вище зазначалося, вчення про географічні цикли В. Дейвіса побачило світ у 1899 році, а погляди В. Пенка оприлюднено у 1924 році. Зважаючи на бурхливий розвиток наук на рубежі ХІХ-ХХ століть, тридцятирічний термін між опублікуванням концепцій цих вчених був достатнім, щоб В. Пенк, врахувавши деякі помилки свого попередника, висловив більш зрілі наукові ідеї, що сприяли подальшому розвитку геоморфології. Крім того, перебування В. Дейвіса у системі Геологічної служби США (на той час вона займалася численними секретними розробками, пов'язаними з пошуком корисних копалинах) не давала йому можливості повністю оприлюднити результати своїх досліджень.

У ХХ столітті бурхливий розвиток геоморфології продовжувався. Процес накопичення геоморфологічних знань найбільш інтенсивними темпами проходив у колишньому СРСР, США та країнах Європи. У 30-ті роки ХХ ст. значний внесок у розвиток геоморфології зробили І. Щукін, О. Енгельн, А. Любек та ряд інших вчених. Саме в цей час зявляються роботи узагальнюючого плану, найбільш знаковою серед яких є «Загальна морфологія суходолу» І. Щукіна у 2-х томах.

Васлідок віськових дій кінця 30-х - першої поовини 40-х років ХХ ст. розвиток геоморфології, як і багатьох інших природничих наук був загальмований, але після 2-ої світової війни геологічні та геоморфологічні дослідження стали проводитися із ще більшою інтенсивністю. Це було викликано відродженням економіки і зростанням промислового виробництва, яке вимагало розширення сировинної бази.

Найбільш відомими вченими повоєнного часу є Л. Кінг, К. Марков, І. Щукін, І Герасимов, Ю. Мещеряков та ін.

Опираючись на дослідження еволюції схилів, Л. Кінг розробив динамічну модель розвитку рельєфу (1967). У будові схилу він виділяв чотири елементи - вершину, уступ, уламковий схил і педимент (передгірна рівнина - лат. «pedimentum» - підніжжя від лат. «pedis» - нога). Кожен елемент, на думку Л. Кінга, розвивається диференційовано під впливом різних, але взаємопов'язаних між собою процесів. Головним механізмом вирівнювання рельєфу він вважав педиментацію (утворення передгірних рівнин). З часом, коли підвищена ділянка зрізується і кілька педиментів об'єднуються утворюється «педиплен» (англ. «pediplain» від лат. «pedis» -- нога та англ. «plain» -- рівнина),

К. Марков є основоположником вчення про базові геоморфологічні рівні земної поверхні :

1) абразійно-акумулятивний (формується діяльністю морів або великих озер),

2) денудаційний (виникає внаслідок ерозії постійних і тимчасових водотоків та ін.),

3) снігової лінії в горах,

4) вершинний денудаційний (для найвищих гір).

Крім того, К. Марков розробив систематику дослідження віку рельєфу, застосовуючи спорово-пилковий, палеонтологічний, діатомовий та інші види аналізу. Він також був одним з авторів «Атласу Антарктиди» та, разом з І Герасимовим, склав перше зведення з історії льодовикового періоду на території колишнього СРСР.

Значний внесок у розвиток теоретичних і практичних питань геоморфології зробив професор Московського університету І. Щукін, якому належить унікальна праця стала «Загала геоморологія», три томи якої побачили світ у 1960, 1964 та 1974 роках.

І.Герасимов та Ю. Мещеряков дотримувалися думки, що існує три генетичні категорії форм рельєфу, які охоплюють усе різноманіття рельєфу земної поверхні. Найбільші з них (материки, океанічні западини, рівнинно-платформенні області, головні гірські пояси) вони називали елементами геотектури і припускали, що своєю появою такі форми завдячують взаємодії планетарних (космічних) сил з усіма іншими процесами формування рельєфу.

Переважно великі форми рельєфу, які утворюються внаслідок взаємодії ендо- та екзогенних сил за провідної, визначальної ролі ендогенного чинника (рухів земної кори) І. Герасимов та Ю. Мещеряков називали морфоструктурами. До них належать деякі гірські системи та їх частини: хребти, нагір'я, плоскогір'я, міжгірні западини, низовини й височини рівнин, а також відображені в рельєфі окремі тектонічні структури (антикліналі й синкліналі, рідняті та опущені блоки земної кори, обмежені розломами).

Здебільшого невеликі форми рельєфу, утворені екзогенними процесами при взаємодії з іншими чинниками формування рельєфу вчені назвали морфоскульптурами. До них вони відносили яри, балки, моренні пасма, троги, бархани тощо.

За концепцією І. Герасимова та Ю. Мещерякова елементи морфоструктури утворюють основу (каркас) рельєфу, а елементи морфоскульптури - своєрідний орнамент, який цей каркас вкриває. Найбільша одиниця класифікації морфоскульптур - морфоскульптурна (морфокліматична) зона. Зони розрізняють за основним екзогенним процесом, який вплинув на їх рельєф у теперішній або минулий час, наприклад, зона давньольодовикової, аридної, флювіальної морфоскульптури. Частини морфоскульптурної зони - країни, провінції, області, райони - відображають індивідуальні особливості різних територій, які найчастіше визначають за морфоструктурними умовами.

І. Герасимову та Ю. Мещерякову належить також ідея про «геоморфологічний етап розвитку земної поверхні», який триває з мезозою. Вони припускали, що рельєф був створений у мезозої, а протягом наступного часу лише набував сучасного вигляду.

Протягом останніх десятиліть активно розвивалися такі напрямки геоморфологічних знань, як структурна, кліматична, динамічна, інженерна, екологічна, пошукова геоморфологія, палеогеоморфологія, геоморфологія морів та океанів (завдяки новітньому устаткуванню дослідницьких суден) та ін., а також проводилося моделювання геоморфологічних процесів.

До країн, у яких геоморфологія протягом другої половини ХХ-початку ХХІ століття розвивалась найбільш інтенсивно належали колишній СРСР (тут плідно працьювали М. Гвоздецький, Ю. Симонов, Д. Тимофєєв, О. Леонтьєв, Г. Ананьєв, Б. Агафонов, М. Жандаєв, Г. Уфімцев, А. Спиридонов, Н. Башеніна, Г. Ричагов, А. Ільїн, Г. Горецький, Д. Германович, А Живаго, С. Кальян, О. Дєдков, А. Ласточкін та ін), США (Б. Хізен, Е. Емері, Ф. Шепард та ін.), Німеччина (Й. Будель, Х. Вільхельм), Польща (М. Клімашевський, Б. Криговський), Австралія (К. Твідейл, Л. Кінг) та ін.

У колишньому СРСР основними центрами геоморфологічної науки були Московський, Ленінградський, Київський, Новосибірський, Владивостоцький та Тбіліський університети.

1.5 Особливості становлення та розвитку геоморфології в Україні

Становлення української геоморфологічної школи охоплює тривалий час і пов`язується з іменами відомих вчених другої половини ХІХ - початку ХХ ст., що крокували у своїх дослідженнях шляхами, типовими для тогочасного вивчення рельєфу Європи. Це, в першу чергу, В. Агафонов, М. Андрусов, П. Армашевський, М. Барбот-де-Марні, А. Гуров, І. Леваковський, В. Докучаєв, В. Ласкарєв, С. Рудницький, Н. Соколов, П. Тутковський, К. Феофілактов, а також ряд польських вчених, що досліджували рельєф Західної України, ка на той час входила до складу Польщі.

Формуванню нових знань про рельєф України і виробленню передових наукових концепцій сприяли дослідження географів та геологів Київського, Львівського, Одеського та Харківського університетів, грунтознавчих експедицій В. Докучаєва, десятиверстова геологічна зйомка та проведення осушення боліт. Пріоритетними на той час були дослідження льодовикового, долинно-ерозійного, еолового рельєфу, а також вивчення впливу геологічної будови на формування рельєфу.

У 20-30 роках ХХ ст. рельєф України досліджувався у зв`язку із проведенням широкомасштабних геологічних пошуків та картографуванням грунтового покриву. Тогочасні публікації П. Тутковського, В. Бондарчука, Р. Виржиківського, М. Дмітрієва, Б. Лічкова, Г. Мірчінка, В. Різниченка, Д. Соболєва, С. Соболєва, В. Чирвінського, Н. Дмітрієва, В. Крокоса, Б. Мефферта, С. Рудницького, В. Кубійовича та інших дали змогу створили цілісне уявлення про рельєф України та основні етапи його формування упродовж антропогенового періоду. У той час були створені перші схеми природно-географічного районування, опубліковано низку узагальнюючих робіт, зокрема праця Д. Соболєва «Ескіз геоморфології України» (1928), «Атлас України та суміжних країв» (1937) і «Географія українських і суміжних земель» (1938) за редакцією В. Кубійовича. У цих роботах наведено характеристику рельєфу України і процесів його формування. Водночас закладаються підвалини геоморфологічних шкіл у Києві, Харкові, Львові, які й зараз визначають напрямки та тенденції геоморфологічних досліджень.

В цей же час у зв`язку із вирішенням чисельних господарських завдань, проводилося дослідження природи україни загалом та її рельєфу зокрема. Особлива увага приділялась вивченню річкових долин та історії розвитку рельєфу, що було дуже важливим для гідроенергетичного будівництва (московський фахівець Ф. Саваренський та українські - Д. Назаренко, А. Ромоданова). У 1936 році виходить і перша праця узагальнюючого характеру щодо рельєфу - «Рельєф України» ( автор - Н. Дмітрієв), у якій вперше зроблено спробу геоморфологічного районування нашої країни. На 30-ті роки припадає й початок активної дискусії про походження Канівських дислокацій (В. Різниченко, В. Бондарчук та ін.).

Після другої світової війни сильний вплив на розвиток української геоморфології справили праці В. Бондарчука, К. Геренчука, Б. Лічкова та П. Цися, у яких знайшли втілення основи загальної та теоретичної геоморфології, вчення про тектоорогенію, що стало початком виникнення морфоструктурного аналізу та концептуальних основ прикладної геоморфології. Дуже важливими для формуванні української геоморфологічної школи стали праці П. Заморія, який продовжив формування морфолітогенетичного напрямку, розпочатого ще П. Тутковським. П. Заморій очолив у 1949 р. першу в Україні кафедру геоморфології у Київському університеті імені Тараса Шевченка. Рельєф Західної України активно досліджується зусиллями К. Геренчука та П. Цися, Полісся інтенсивно вивчається О. Мариничем, палеогеографічні дослідження проводив М. Веклич.

Починаючи з 50-х років ХХ ст., формуються основні напрямки геоморфологічних досліджень в Україні. Так, майже в усіх геоморфологічних центрах нашої держави значного розвитку набули морфоструктурні та неотектонічні дослідження (К. Геренчук, І. Соколовський, П. Цись, О. Маринич, М. Веклич, І. Рослий, М. Волков, І. Гофштейн, С. Проходський, В. Палієнко, І. Черваньов та ін.). Важливими напрямками геоморфологічних знань стали дослідження теорії та методології геоморфології (В. Бондарчук, І. Соколовський, К. Геренчук, І. Рослий, В. Палієнко, І. Черваньов), палеогеоморфології та палеогеографії (А. Ромоданова, П. Заморій, М. Веклич, В. Галицький, Н. Сіренко, О. Адаменко, М. Куниця, І. Рослий, П. Гожик, М. Волков, Ю. Кошик, І. Мельничук), ярусності рельєфу та циклічності геоморфогенезу (О. Маринич, І. Рослий, П. Цись, В. Палієнко, О. Адаменко), геоморфологічного картографування (І. Соколовський, Я. Кравчук, І. Рослий, І. Черваньов, В. Пономар, Ю. Грубрін, Е. Палієнко), сучасних геоморфологічних процесів (Л. Скварчевська, А. Оліферов, Ю. Шуйський, А. Клюкін, Я. Кравчук, Л. Зеленська, І. Ковальчук, В. Стецюк), регіональної геоморфології ( П. Цись, О. Маринич, М. Кожуріна, В. Некос, Ю. Грубрін, Е. Палієнко, В. Чирка та ін.), закономірностей формування рельєфоутворюючих відкладів (П. Заморій, М. Веклич, А. Ромоданова, П. Гожик, В. Чирка).

Упродовж усієї історії становлення української геоморфології важливе місце належало прикладним геоморфологічним дослідженням, особливо, у зв`язку із розшуками родовищ нафти й газу (П. Заморій, М. Веклич, М. Волков, В. Палієнко, І. Соколовський та ін.), вирішенням інженерно-геоморфологічних (Я. Кравчук, Р. Купраш, В. Палієнко, Ю. Швидкий, Е. Палієнко, Г. Рудько, І Ковальчук, В. Стецюк та ін.) та еколого-геоморфологічних завдань (О. Адаменко, І. Ковальчук, Г. Рудько, В. Стецюк та ін.).

Протягом останнього часу геоморфологи України особливу увагу приділяють теоретичним проблемам розвитку рельєфу, зокрема, проблемам морфологічної структури та саморозвитку рельєфу (школа І. Черваньова), геоморфодинаміки (В. Дублянський, А. Клюкін, І. Ковальчук, А. Оліферов, Ю. Шуйський, Г. Рудько, О. Комлєв), моделювання рельєфоутворюючих процесів (Є. Єлісєєва), екологічної, антропогенної геоморфології, урбогеоморфології тощо.

Перспективними напрямками української геоморфології є наступні:

- вдосконалення знань про рельєф як одну з основних складових ландшафту з властивими йому морфологічними, віковими, генетичними та динамічними особливостями, що визначають розподіл речовини та енергії у географічній оболонці;

- вивчення сучасних геоморфологічних процесів, їх динаміки та інших закономірностей функціонування;

- пошук родовищ корисних копалин;

- вирішення інженерних, екологічних, природоохоронних та освітніх завдань.

Розділ 2. Рельєф земної поверхні

2.1 Поняття про рельєф. Форми, елементи форм і типи рельєфу

Рельєф (фр. «relief», від лат. «relevo» - піднімаю; підняття, підвищення) - це сукупність геометричних форм земної поверхні різних розмірів, що утворилися внаслідок складної взаємодії земної кори з водною, повітряною та біологічною оболонкою нашої планети.

Він характеризується цілим комплексом ознак і особливостей:

1) рельєф значною мірою залежить від особливостей геологічної будови, у зв'язку з чим його вивчення неможливе без знайомства із складом та властивостями гірських порід, а також без розуміння процесів, що протікають у надрах Землі;

2) особливості рельєфу визначаються також процесами, які домінують у зовнішніх оболонках Землі (атмосфері, гідросфері, біосфері), що вимагає спеціального вивчення цих процесів для розуміння умов формування рельєфу;

3) утворюючись на контакті різних середовищ географічної оболонки, що безперервно змінюються у часі і в просторі, рельєф являє собою продукт динамічної системи, аналізувати який можна лише в історичному аспекті (з урахуванням його мінливості у часі, яку часто називають динамікою рельєфу);

рельєф впливає на активність геоморфологічних процесів (тобто, однією з ознак рельєфу виступає його саморозвиток).У визначенні фізичної сутності рельєфу земної поверхні як об'єкту дослідження геоморфології існує дві позиції.Відповідно до першої позиції рельєф розглядається як якесь тіло, об'ємне утворення, що включає в себе частину земної кори, в якій проходять процеси рельєфоутворення, зокрема відбуваються тектонічні рельєфоутворюючі процеси. Іноді під рельєфом розуміють деякий шар речовини верхньої частини земної кори, в якому відбувається взаємодія процесів, зумовлених динамікою зовнішніх геосфер та літосфери.Згідно другої позиції, земна поверхня двомірна, двомірний і її рельєф, який не має об'єму, не є тілом. У такій трактовці земна поверхня з її рельєфом розуміється як деяка геометрична поверхня, що має ту чи іншу, закономірно побудовану морфологічну структуру. Остання складається з поєднання геометричних точок, ліній та елементарних поверхонь, кожна з яких відрізняється особливостями своєї геометрії, експозиції, нахилом, висотою.На будь-якій ділянці земна поверхня являє собою нескінченне чергування піднять і знижень, які утворюють опуклі та увігнуті об'ємні тіла природного і антропогенного походження, що називаються формами рельєфу. Форми рельєфу відокремлюються одна від одної чіткими морфологічними (геометричними)межами.За своїми особливостями вони можуть бути малими і великими, простими і складними, додатними (випуклими) - (вищими за оточуючі простори) і від'ємними (увігнутими) - нижчими за оточуючі простори), замкнутими (горби, западини - їх можна оконтурити лінією) або відкритими (яри, балки).В залежності від спрямування діяльності зовнішніх агентів (води, вітру, льодовиків тощо) розрізняють форми рельєфу акумулятивні і денудаційні. Акумулятивні форми утворюються за рахунок нагромадження матеріалу (бархани, дюни, моренні горби), а денудаційні (руйнівні або вироблені) форми рельєфу формуються при винесенні матеріалу (яри, карстові лійки тощо).Одним з найважливіших етапів геоморфологічного аналізу будь-якої території є встановлення генезису форм рельєфу, тобто, визначення причин і умов їх утворення, а точніше - визначення чинників, які зумовили утворення тієї чи іншої форми. За походженням (генезисом) форми рельєфу бувають тектонічні, ерозійні, дефляційні, гляціальні, акумулятивні тощо).Кожну форму рельєфу можна уявити у вигляді геометричного тіла, обмеженого характерними точками та лінійними елементами (елементами форм рельєфу). І хоч реально жодна з форм рельєфу (за дуже незначними винятками) не має чітких геометричних обрисів, визначення окремих елементів «геометризованих» форм є чи не єдиним шляхом до кількісних оцінок земної поверхні та окремих її ділянок, що має надзвичайно важливе практичне значення. Головними елементами форм рельєфу є:

- грані - похилі площини (поверхні), які обмежують нерівності;

- ребра - лінії перетину граней (вододіли, річкових долин, ярів, балок тощо);

- гранні кути - утворюються при перетині (сходженні) трьох і більше граней (поверхонь), з положенням яких пов'язується формування окремих вершин, дна карстових лійок та інших характерних точок рельєфу;

- вершини - точки перетину граней і ребер;

...