Основные сведения из истории возникновения и развития геоморфологической науки

Рельеф земной поверхности — одно из важнейших условий обитания человека, его хозяйственной деятельности. Сведения о рельефе накапливались с ранних этапов возникновения и развития человеческого общества. Как научная дисциплина геоморфология начала оформляться в конце XVIII — начале XIX в., вслед за геологией, с развитием которой она тесно связана. Именно в это время появились работы, в которых давалось первое, соответствующее тому уровню знаний, научное представление об условиях возникновения и развития рельефа земной поверхности.

В 1763 г. была написана работа М. В. Ломоносова «О слоях земных (Прибавление второе к первым основаниям металлургии и рудных дел)», в которой он впервые выдвинул идею развития рельефа в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных сил. Эта идея лежит в основе и современной геоморфологической науки.

Ко второй половине XVIII в. относится возникновение двух противоположных друг другу учений об агентах, принимающих участие в образовании земной коры и вызывающих изменения ее поверхности, — нептунизма и плутонизма. Основателем школы нептунистов был немецкий ученый Г. А. Вернер, взгляды которого сложились на основе наблюдений территории Саксонии, где ему приходилось иметь дело преимущественно с осадочными породами. Согласно концепции Вернера Мировому океану принадлежит исключительная роль как в образовании горных пород, слагающих земную поверхность, так и в выработке присущего ей рельефа. Эта концепция вынуждена была в конце концов уступить место концепции плутонистов, одним из авторов которой был шотландец Д. Геттон. Свои наблюдения и исследования, проведенные преимущественно в Шотландии, Геттон опубликовал в 1788 г. в книге «Теория Земли». Он ввел в науку понятие о геологическом цикле, рассматривал изменения рельефа как составную часть геологического развития Земли.

В начале XIX в. в геологии господствовала концепция катастрофизма, у истоков которой стоял французский ученый Ж. Кювье.

Согласно этой концепции деформации земной коры, а также изменения органического мира происходят катастрофически быстро, в течение коротких промежутков геологического времени, разделенных длительными периодами покоя. Возникла эта концепция для объяснения смены флор и фаун, наблюдаемых в пластах горных пород. В конце XIX в. она потеряла свое значение.

Основоположник научной геологии Ч. Лайель в книге «Основы геологии» (1830) уделил значительное внимание вопросам эволюции рельефа. Он выдвинул теорию медленного и непрерывного изменения земной поверхности под влиянием процессов, действующих и в настоящее время (в геологии это эволюционное учение получило название актуализма). Основные формы рельефа, по Ч. Лайелю, возникают как результат движения земной коры, а затем нивелируются, разрушаются под действием внешних сил. Совокупное разрушение гор под действием внешних сил получило наименование денудации. К. Науманн в 1852 г. впервые вводит в научную литературу понятие морфология земной поверхности.

Вторая половина XIX в. знаменуется появлением ряда работ по геологии и рельефу Земли как общего, так и специального характера. В работах Д. Дана и Э. Зюсса разрабатываются основы тектоники и структурной геологии, освещается строение планетарных форм рельефа материков и океанов. П. А. Кропоткин обосновывает теорию материкового оледенения (1876). В работах Сюрреля, а позднее Рютимейера, С. Н. Никитина и В. В. Докучаева рассматриваются проблемы образования и развития речных долин, Д. Пауэлла — процессы плоскостного смыва и т. д. К концу XIX в. выходят в свет крупные обобщающие труды Ф. Рихтгофена, А. Пенка, А. П. Павлова, в которых систематизируются представления о строении земной поверхности, происхождении рельефа и делаются попытки его классификации.

Выделение геоморфологии в самостоятельную отрасль знания и появление первых научных общегеоморфологических концепций неразрывно связано с именами американского ученого В. Девиса (1899) и немецкого исследователя В. Пенка (1924). В. Девис разработал учение о географических (геоморфологических) циклах, которое долгое время служило теоретической основой геоморфологической науки, не потеряло оно своей научной ценности и до сих пор. Выдвинутую им формулу «структура — процесс (цикл) — стадия» он считал основой познания развития рельефа. По признаку ведущего процесса В. Девис выделил «нормальный» (водноэрозионный), ледниковый, морской и аридный (эоловый) циклы развития рельефа. Согласно В. Дэвису деятельность ведущего процесса протекает стадийно и дает разные результаты в условиях разной геологической структуры, но в конечном счете ведет к выравниванию рельефа, к образованию почти равнины, или пенеплена. Новый цикл развития, по В. Девису, наступает при поднятии пенеплена, а последовательное развитие рельефа от ранней.

(юной) стадии к стадии дряхлости на отдельных этапах может нарушаться тектоническими или климатическими изменениями.

В работе В. Пенка «Морфологический анализ» основное внимание уделяется связи денудационных процессов с вертикальными движениями земной коры. Им выдвинут и разработан принцип изучения тектонических движений на основе анализа рельефа. Эту задачу В. Пенк пытался решить на основании анализа форм склонов. Согласно В. Пенку при быстром и значительном поднятии, сопровождающемся энергичным эрозионным углублением долин, склоны должны приобрести выпуклый профиль. При менее быстром поднятии и при известном соответствии глубинной эрозии и интенсивности денудации профиль склонов будет более или менее прямым. Наконец, при длительном стационарном состоянии земной коры, когда эрозионное врезание достигло предела, а денудация склонов долин и их отступление в сторону водоразделов продолжается, склоны должны приобрести вогнутый профиль. Если после такого развития склонов начнется снова быстрое поднятие, то склоны должны будут приобрести профиль, изогнутый в виде буквы S (выпуклый внизу, вогнутый вверху).

В. Пенк представлял себе процесс пенепленизации иначе, чем В. Девис. По В. Пенку, процесс уничтожения водораздельных пространств развивается в горизонтальном направлении за счет роста долин в ширину и разрушения водораздельных плато с боков при сравнительно малом вначале уменьшении их высоты. Водоразделы начинают быстро понижаться лишь после того, как склоны смежных долин, отступая навстречу друг другу, пересекутся между собой. Он в противоположность В. Девису рассматривает развитие рельефа в условиях одновременного воздействия на земную поверхность эндогенных и экзогенных агентов. Им предложены понятия «восходящее» и «нисходящее» развитие рельефа. В. Пенк обратил внимание исследователей на медленное, незаметное для глаза движение коры выветривания вниз по склонам как на один из видов общей денудации.

В 1930;х гг. как в нашей стране, так и за рубежом появляется ряд обобщающих сводок по общей геоморфологии (А. Лобек, О. Энгельн, И. С. Щукин и др.). В книге И. С. Щукина «Морфология суши» наряду с обобщением огромного, накопившегося к тому времени фактического материала развиваются оригинальные концепции по систематике и классификации рельефа. Эти концепции получили дальнейшее развитие в послевоенные годы в его работе «Общая геоморфология» (в трех томах).

В послевоенные годы развитие общегеоморфологических концепций связано с именами К. К. Маркова (1948), И. С. Щукина (1960,1964, 1974), Л. Кинга (1953, 1967), И. П. Герасимова и Ю. А. Мещерякова (1967).

К. К. Марков выдвинул и разработал представление о геоморфологических уровнях. Он выделяет четыре таких уровня: абразионно-аккумулятивный, создаваемый деятельностью моря или большого озера;

денудационный, связанный с эрозионной деятельностью поверхностных водотоков и общей денудацией; уровень снеговой границы в горах; верхний денудационный уровень, до которого поднимаются самые высокие вершины гор в условиях конкретной физико-географической обстановки. Анализ деформаций этих уровней позволяет судить о новейших движениях земной коры и характеризовать их не только с качественной, но и с количественной стороны. К. К. Марков систематизировал и развил представление о возрасте рельефа, методах геоморфологических исследований, путях практического применения геоморфологии.

В трудах Л. Кинга ставится под сомнение универсальность применения концепции пенепленизации, выдвинутой В. Девисом и развитой его последователями. Согласно Л. Кингу, планация (выравнивание) рельефа в большинстве случаев идет по пути отступания склонов, в результате чего перед их подножиями образуются наклонные выровненные поверхности — педименты. Параллельное отступание склонов может привести к полному срезанию положительной формы рельефа и к образованию педиплена.

И. П. Герасимов и Ю. А. Мещеряков выдвинули тезис о «геоморфологическом этапе» развития Земли. Современный рельеф, по их представлениям, был в основном предопределен в мезозое: отрезок геологической истории от мезозоя до наших дней является временем формирования современного рельефа земной поверхности. Этими же авторами развито представление о геотектурах и морфоструктурах — крупнейших и крупных структурах земной коры, выраженных в современном рельефе.

В последние десятилетия XX в. в развитии геоморфологической науки большое внимание, с одной стороны, уделяется изучению связей между обликом рельефа и геологической структурой, так называемой структурной геоморфологии, с другой — исследованию экзогенных геоморфологических процессов — климатической и динамической геоморфологии.

Успешно развиваемое в нашей стране структурно-геоморфологическое направление находит применение при решении ряда геологических задач, в первую очередь при поисках месторождений нефти и газа. Большие успехи достигнуты и в других областях прикладной геоморфологии, в частности в изучении современных геоморфологических процессов. Так, в Московском государственном университете (МГУ) большую роль в постановке работ по моделированию некоторых геоморфологических процессов, а также по изучению взаимодействия этих процессов и тектоники сыграл Н. И. Маккавеев. Изучение флювиальных и склоновых процессов необходимо для успешного поиска россыпных месторождений золота, касситерита, титановых руд. В последние десятилетия XX в. существенное развитие получили такие направления в геоморфологии, как инженерная и экологическая геоморфология, ставящие и решающие задачи, далеко выходящие за рамки прикладных исследований. Набирает силу системный подход в изучении рельефа.

В геоморфологии важное место занимает палеогеоморфология (учение о древнем рельефе). Анализ древнего рельефа, истории его развития, как это показали исследования на Урале, в Восточной Сибири (С. С. Воскресенский), в Забайкалье (Ю. Г. Симонов), применим при поисках полезных ископаемых.

Характеризуя современное состояние геоморфологии, необходимо сказать еще об одной новой и очень важной отрасли — морской геоморфологии, в которой можно выделить два самостоятельных направления. Одно из них — геоморфология морских берегов. В основе современного учения о морских берегах (В. П. Зенкович, В. В. Лонгинов, О. К. Леонтьев) лежит концепция о единстве потока энергии, преобразующего подводный береговой склон и надводную часть берега. Эта концепция оказалась очень плодотворной при решении практических задач — проектировании морских портов, защите берегов от размыва, поисках морских россыпей, строительстве крупных водохранилищ. Другое направление — геоморфология дна морей и океанов, в развитии которого большой вклад сделан русскими (Г. Б. Удинцев, А. В. Живаго, Д. Е. Гершанович, А. В. Ильин, О. К. Леонтьев и др.) и американскими (Ф. Шепард, К. Эмери, Б. Хизен) учеными. Если раньше все геологические и геоморфологические научные концепции основывались лишь на материалах, относящихся в основном к суше, то современная геоморфология, располагая данными, характеризующими рельеф дна морей и океанов, разрабатывает научные идеи, основанные на изучении и этого рельефа.