Nützliche Hinweise zur Geomorphologie

Geomorphologie würde, wenn wir uns an den griechischen Wurzeln des Begriffs orientieren, "einen Diskurs über Formen der Erdoberfläche" bedeuten.

Anfangs beschäftigte sich das Thema mit der Aufarbeitung der Geschichte der Landformentwicklung, jetzt geht es aber auch darum, die Prozesse zu verstehen, die Landformen erzeugen, und wie diese Prozesse ablaufen.

In vielen Fällen haben Geomorphologen versucht, diese Prozesse zu modellieren, und in letzter Zeit haben einige die Auswirkungen menschlicher Einflussnahme auf solche Prozesse berücksichtigt. Geomorphologie ist im Wesentlichen das Studium der Natur und der Geschichte von Landformen und der Prozesse, die sie erzeugen.

Geomorphologie wird häufig mit Geologie identifiziert oder als Zweig der Geologie angesehen. Die systematische Untersuchung von Landformen erfordert tatsächlich einige grundlegende Kenntnisse der Geologie, da die Entstehung und Entwicklung aller Arten von Landformen von den Materialien der Erdkruste und den Kräften abhängt, die von der Erde ausgehen.

Einige grundlegende Konzepte werden von WD Thornbury aufgezählt, die bei der Interpretation von Landschaften zum Einsatz kommen.

Diese sind:

1. Dieselben physikalischen Prozesse und Gesetze, die heute funktionieren, haben sich während der geologischen Zeit durchgesetzt, wenn auch nicht notwendigerweise immer mit derselben Intensität wie jetzt.

Dies ist das große Grundprinzip der modernen Geologie und wird als Prinzip des Uniformitarismus bezeichnet. Es wurde zum ersten Mal von Hutton im Jahr 1785 verkündet, von Play-Fair im Jahr 1802 neu formuliert und von Lyell bekannt gemacht. Hutton lehrte, dass „die Gegenwart der Schlüssel zur Vergangenheit ist“, er wendete dieses Prinzip jedoch etwas zu starr an und argumentierte, dass geologische Prozesse während der gesamten geologischen Zeit mit derselben Intensität wie jetzt ablaufen.

Wir wissen jetzt, dass das nicht stimmt. Gletscher waren während des Pleistozäns und in anderen geologischen Zeiten viel bedeutender als jetzt; Das Weltklima war nicht immer so verteilt, wie es jetzt ist, und daher waren die Regionen, die jetzt feucht sind, Wüste und Gebiete, die jetzt Wüste sind, waren feucht. Perioden krustaler Instabilität scheinen getrennte Perioden relativer Krustenstabilität zu haben, obwohl einige daran zweifeln; und es gab Zeiten, in denen Vulkanismus wichtiger war als jetzt.

Zahlreiche andere Beispiele könnten angeführt werden, um zu zeigen, dass sich die Intensität verschiedener geologischer Prozesse im Laufe der geologischen Zeit verändert hat. Es besteht jedoch kein Grund zu der Annahme, dass Bäche in der Vergangenheit keine Täler wie jetzt oder das zahlreichere und ausgedehntere Tal geschnitten haben Die Gletscher des Pleistozäns verhielten sich anders als die bestehenden Gletscher.

2. Die geologische Struktur ist ein dominierender Kontrollfaktor bei der Entwicklung von Landformen und spiegelt sich in diesen wider.

Der Begriff Struktur wird hier nicht im engeren Sinn solcher Gesteinsmerkmale wie Falten, Verwerfungen und Nichtübereinstimmungen verwendet, sondern umfasst alle Arten, auf die sich die Erdmaterialien, aus denen Landformen geformt werden, in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften unterscheiden .

Es umfasst solche Phänomene wie Felshaltung; das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Fugen, Bettungsflächen, Fehlern und Falten; Felsmassivität; die physikalische Härte der Mineralien; die Anfälligkeit der mineralischen Bestandteile für eine chemische Veränderung; die Durchlässigkeit oder Undurchlässigkeit von Gesteinen; und verschiedene andere Wege, durch die sich die Felsen der Erdkruste voneinander unterscheiden.

Der Begriff Struktur hat auch stratigraphische Implikationen, und das Wissen über die Struktur einer Region impliziert eine Bewertung der Gesteinssequenz sowohl im Aufschluss als auch im Untergrund sowie die regionalen Beziehungen der Gesteinsschichten. Handelt es sich bei der Region um im Wesentlichen horizontale Sedimentgesteine, oder ist es eines, in dem die Steine ​​steil abfallen, gefaltet oder fehlerhaft sind? Die Kenntnis der geologischen Struktur im engeren Sinne wird somit wesentlich.

3. Die Oberfläche der Erde ist weitgehend entlastet, da die geomorphen Prozesse unterschiedlich schnell ablaufen.

Der Hauptgrund, warum die Abstufung der Erdoberfläche differenziell verläuft, besteht darin, dass die Gesteine ​​der Erdkruste in ihrer Lithologie und Struktur variieren und somit den Gradationsprozessen unterschiedlichen Widerstand entgegensetzen. Einige dieser Variationen sind sehr bemerkenswert, während andere sehr winzig sind, aber keine ist so gering, dass sie bis zu einem gewissen Grad die Geschwindigkeit beeinflusst, mit der Steinabfälle anfallen.

Abgesehen von Gebieten mit jüngster Diastrophie kann normalerweise davon ausgegangen werden, dass topografisch hoch gelegene Bereiche von „harten“ Gesteinen und solche, die von „schwachen“ Gesteinen niedrig sind, relativ betrachtet werden. Unterschiede in der Gesteinszusammensetzung und -struktur spiegeln sich nicht nur in der regionalen geomorphen Variabilität, sondern auch in der lokalen Topographie wider. Ein großer Teil der kleineren topographischen Details, oder was wir als Mikrotopographie bezeichnen können, hängt mit Gesteinsvariationen zusammen, die zu klein sind, um leicht erkannt zu werden.

4. Geomorphe Prozesse hinterlassen ihre charakteristische Wirkung auf Landformen, und jeder geomorphe Prozess entwickelt seine eigene charakteristische Ansammlung von Landformen.

Genauso wie Pflanzen- und Tierarten ihre diagnostischen Merkmale haben, so haben Landformen ihre individuellen Unterscheidungsmerkmale, die von dem für ihre Entwicklung verantwortlichen geomorphen Prozess abhängen. Auen, Schwemmlandfächer und Deltas sind Produkte der Strömung; Dolinen und Kavernen werden vom Grundwasser erzeugt; und Endmoränen und Drumlins in einer Region zeugen von der früheren Existenz von Gletschern in dieser Region.

Die einfache Tatsache, dass einzelne geomorphe Prozesse unterschiedliche Landmerkmale erzeugen, ermöglicht eine genetische Klassifizierung von Landformen. Landformen sind nicht zufällig in Bezug aufeinander entwickelt, es kann jedoch erwartet werden, dass bestimmte Formen miteinander verbunden sind. Daher wird das Konzept bestimmter Geländearten grundlegend im Denken eines Geomorphologen. Wenn er weiß, dass bestimmte Formen vorhanden sind, sollte er in der Lage sein, die anderen Formen, die aufgrund ihrer genetischen Verwandtschaftsverhältnisse erwartet werden können, in einem erheblichen Maße zu antizipieren.

5. Da die verschiedenen Erosionsmittel auf die Erdoberfläche einwirken, entsteht eine geordnete Folge von Landformen.

Unter unterschiedlichen geologischen, strukturellen und klimatischen Bedingungen können sich die Landformmerkmale stark unterscheiden, auch wenn die geomorphen Prozesse möglicherweise vergleichbare Zeiträume durchlaufen haben. Eine Ähnlichkeit der topographischen Details zweier Regionen wäre nur zu erwarten, wenn die ursprünglichen Oberflächen-, Lithologie-, Struktur-, Klima- und diastrophischen Bedingungen vergleichbar wären. Obwohl der Zeitablauf im Konzept des geomorphen Zyklus enthalten ist, ist er eher relativ und nicht absolut.

Es gibt keinen Hinweis darauf, dass zwei Bereiche, die sich in vergleichbaren Entwicklungsstadien befinden, dieselbe Zeitspanne für ihre Erreichung benötigten. Viel Verwirrung hat sich aus der Tatsache ergeben, dass zahlreiche Geologen einen geomorphen Zyklus als die Zeitspanne definiert haben, die für die Reduzierung eines Gebiets auf das Basisniveau erforderlich ist, und nicht als Änderungen, durch die eine Landmasse verläuft, wenn sie zum Basisniveau hin abnimmt.

6. Die Komplexität der geomorphen Entwicklung ist üblicher als die Einfachheit.

Der ernsthafte Schüler von Landformen entwickelt sich nicht weit, bevor er erkennt, dass wenig von der Topografie der Erde als Ergebnis eines einzigen geomorphen Prozesses oder eines einzelnen geomorphen Entwicklungszyklus erklärt werden kann.

Normalerweise wurden die meisten der topographischen Details während des aktuellen Erosionszyklus erzeugt, aber es können Reste von Merkmalen, die während vorangegangener Zyklen erzeugt wurden, in einem Bereich vorhanden sein, obwohl es viele einzelne Landformen gibt, von denen man annimmt, dass sie das Produkt von einigen sind Bei einem einzigen geomorphen Prozess ist es selten, Landschaftsassemblagen zu finden, die nur einem geomorphen Prozess zugeordnet werden können, obwohl wir im Allgemeinen die Dominanz eines Prozesses erkennen können.

7. Die Topographie der Erde ist wenig älter als das Tertiär, und die meisten davon sind nicht älter als das Pleistozän.

Ältere Diskussionen über das Zeitalter topographischer Merkmale beziehen sich auf Erosionsoberflächen aus der Kreidezeit oder sogar bis zum Präkambrium. Allmählich sind wir zu der Erkenntnis gelangt, dass topographische Merkmale selten sind und, wenn sie existieren, eher exhumierte Formen sind als diejenigen, die durch große geologische Zeitabschnitte einer Verschlechterung ausgesetzt waren.

Es ist natürlich richtig, dass viele geologische Strukturen sehr alt sind. Es wurde bereits festgestellt, dass geologische Strukturen im Allgemeinen viel älter sind als die darauf entwickelten topographischen Merkmale. Die einzigen nennenswerten Ausnahmen sind in Gebieten des späten Pleistozäns und der jüngsten Diastrophie zu finden.

Der Cincinnati-Bogen und die Nashville-Kuppel begannen sich bereits vor dem Ordovizier zu bilden, aber ein einziger der heute entwickelten Topographie geht auf das Tertiär zurück. Der Himalaya wurde wahrscheinlich zuerst in der Kreidezeit und später im Eozän und im Miozän gefaltet, aber seine heutige Erhebung wurde erst im Pliozän erreicht, und der größte Teil der topographischen Details ist Pleistozän oder später; Die strukturellen Merkmale, die die Rocky Mountains charakterisieren, wurden größtenteils durch die Laramid-Revolution hervorgerufen, die wahrscheinlich am Ende der Kreidezeit ihren Höhepunkt erreichte, aber die Topographie in diesem Gebiet stammt noch aus dem Pliozän und die heutigen Schluchten und Details des Pleistozäns oder Jüngstes Alter.

8. Eine korrekte Interpretation heutiger Landschaften ist nicht möglich, ohne die vielfältigen Einflüsse der geologischen und klimatischen Veränderungen während des Pleistozäns zu berücksichtigen.

Mit der Verwirklichung der geologischen Aktualität der meisten Topografien der Welt korreliert die Erkenntnis, dass die geologischen und klimatischen Veränderungen während des Pleistozäns weitreichende Auswirkungen auf die heutige Topographie hatten.

Gletscherüberflutete und aus dem Wind geblasene Materialien aus der Gletscherausdehnung erstreckten sich auf Gebiete, die nicht vergletscherten. In den mittleren Breiten waren die Klimafolgen sicherlich tiefgreifend. Es gibt unbestreitbare Beweise dafür, dass viele Regionen, die heute trocken oder halbtrocken sind, in der Eiszeit feuchte Klimata hatten. In vielen Gebieten gab es Süßwasserseen, die heute über eine innere Entwässerung verfügen.

Wir wissen auch, dass viele Regionen während der Eiszeit heute gemäßigte Temperaturen erlebt haben, die jetzt in den subarktischen Teilen Nordamerikas und Eurasiens anzutreffen sind, wo dauerhaft gefrorener Boden existiert oder als Permafrostbedingungen bezeichnet wird. Stromregime waren von den klimatischen Veränderungen betroffen, und es gibt Hinweise auf einen Wechsel der Abbauphasen und des Abholzens von Tälern.

Obwohl die Vereisung wahrscheinlich das bedeutendste Ereignis des Pleistozäns war, sollten wir nicht die Tatsache aus den Augen verlieren, dass der Diastrophismus, der während des Pliozäns begann, sich in vielen Bereichen im Pleistozän und sogar im Jüngsten fortsetzte.

9. Ein Verständnis des Weltklimas ist notwendig, um die unterschiedliche Bedeutung der verschiedenen geomorphen Prozesse richtig verstehen zu können.

Klimaschwankungen können den Betrieb geomorpher Prozesse indirekt oder direkt beeinflussen. Die indirekten Einflüsse hängen weitgehend davon ab, wie das Klima die Menge, Art und Verteilung der Vegetationsfläche beeinflusst. Die direkten Kontrollen sind so offensichtlich wie die Menge und die Art des Niederschlags, seine Intensität, die Beziehung zwischen Niederschlag und Verdunstung, der tägliche Temperaturbereich, ob und wie oft die Temperatur unter den Gefrierpunkt fällt, die Durchdringung des Frostes und die Windgeschwindigkeiten und -richtungen .

Es gibt jedoch andere Klimafaktoren, deren Auswirkungen weniger offensichtlich sind, wie beispielsweise wie lange der Boden gefroren ist, außergewöhnlich starke Regenfälle und deren Häufigkeit, Jahreszeiten des maximalen Regens, Häufigkeit des Einfrierens und Auftauens, Unterschiede zwischen den klimatischen Bedingungen Hänge, die der Sonne ausgesetzt sind und denen, die nicht so exponiert sind, die Unterschiede zwischen den Bedingungen auf der Luv- und Leeseite der topographischen Merkmale quer zu den feuchtigkeitsbringenden Winden und die raschen Änderungen der klimatischen Bedingungen mit zunehmender Höhe.

10. Die Geomorphologie, obwohl sie sich in erster Linie mit heutigen Landschaften befasst, wird durch historische Erweiterung maximal genutzt.

Die Geomorphologie befasst sich hauptsächlich mit den Ursprüngen der gegenwärtigen Landschaft, aber in den meisten Landschaften gibt es Formen, die auf frühere geologische Epochen oder Epochen zurückgehen. Ein Geomorphologe muss daher einen historischen Ansatz wählen, wenn er die geomorphologische Geschichte einer Region richtig interpretieren soll.

Die historische Natur der Geomorphologie wurde von Bryan (1941) erkannt, als er erklärte:

„Wenn Landschaftsformen nur das Ergebnis heutiger Prozesse wären, gibt es keine Entschuldigung für die Trennung der Untersuchung von Landschaftsformen als ein von der dynamischen Geologie unterschiedliches Arbeitsfeld. Der wesentliche und entscheidende Unterschied ist das Erkennen von Landformen oder Resten von Landformen, die von nicht mehr aktiven Prozessen erzeugt werden. Die Physiographie (Geomorphologie) ist also in ihrem Wesen und in ihrer Methodologie historisch. Dabei ist es ein Teil der Historischen Geologie, obwohl der Ansatz auf eine ganz andere Art und Weise abläuft als gewöhnlich. “