Геоморфология — наука, которая развилась за последние примерно 130 лет на стыке физической географии и геологии. Ее основатели — американский геоморфолог Уильям Моррис Дэвис и немецкий геоморфолог Вальтер Пенк, а также наши крупнейшие геоморфологи, в том числе основатель кафедры геоморфологии на географическом факультете МГУ им. М. В. Ломоносова профессор Иван Семенович Щукин. Закладывая в основы учения анализ рельефа, они исходили из того, что в неровностях земной поверхности отражаются структуры земной коры. И вместе с тем формы и комплексы рельефа обладают способностью к саморазвитию под воздействием как глубинных (эндогенных), так и внешних (экзогенных) сил и процессов. Среди последних — действие текучей воды, льдов, волнений у берегов морей, деятельность ветров и так далее.

1. Предмет геоморфологии

Рельеф — совокупность неровностей и ровных поверхностей литосферы и криосферы планетных тел на границе с гидросферой, атмосферой и вакуумом. Предмет науки геоморфологии — анализ данной совокупности.

Рекомендуем по этой теме:
2890
Геоморфология
Твердая поверхность планет, их крупных спутников и родительских тел астероидов исходно представляла собою базальтовые либо ледяные равнины, возникшие при застывании «океана лавы» (планеты земной группы, Луна, Ио) либо при конденсации водной составляющей атмосферы (большинство шарообразных спутников планет-гигантов). Дальнейшие нарушения сферичности планетных тел связаны с эндогенными и космогенными явлениями: тектоническими движениями разных знаков, прогрессирующим вулканизмом, импактными взрывами астероидов и, вероятно, ядер комет.

Возникавшие неровности подвергались преобразованию большей частью экзогенными процессами: положительные разрушались в ходе денудации, отрицательные заполнялись осадочными и вулканическими толщами. Топографические контрасты максимальны на Марсе (˃30 км), где они обеспечены вулканическими, вулканотектоническими и, возможно, импактными процессами. Предельно сглаженный рельеф с амплитудами всего до десятков метров — на спутнике Юпитера Европе, обладающей глобальным ледяным панцирем поверх подледного океана. 20-километровый размах рельефа Земли (почти 9 км — высóты Гималаев, 11 км — глубина Марианской впадины) имеет преимущественно тектоническую природу.

Геоморфология, таким образом, изучает происхождение, закономерности развития, историю и современную динамику рельефа. Наряду с пластически выразительными неровностями поверхности литосферы на морском дне и на суше немало обширных участков различного генезиса, обладающих идеально выровненной поверхностью.

2. Основные направления геоморфологии

Направления, на которые за время своего существования поделилась геоморфология, выкристаллизовались главным образом в зависимости от близости к тем или иным научным дисциплинам. Обособилась близкая к геологии структурная геоморфология, которая занимается расшифровкой геологических структур с учетом их отражения в рельефе. Также активно развивается родственная гидрологии суши флювиальная геоморфология, сосредоточенная на деятельности текучих вод, и в том числе русловедение, которое наиболее развито в Московском Государственном Университете, где на передовых позициях стоит лаборатория имени профессора Н. И. Маккавеева.

На стыке с изучением атмосферы усилиями французских коллег выделилась прежде всего климатическая геоморфология. «Перекликающееся» с океанологией учение о развитии морских берегов и дна также получило мощную базу после исследований современными методами (эхолотирование, сейсмоакустика и др.) мелководья, глубоководных зон и прилегающих зон суши. Наконец, прогрессирует сама классическая геоморфология — исследование равнин и гор суши. Здесь тоже сделано немало, но многое еще предстоит сделать.

3. Историческая геоморфология и датирование форм рельефа

Затем следовало бы назвать историческую (эволюционную) геоморфологию. Важнейшим остается вопрос: «Как и за какое время сформировался наблюдаемый ныне рельеф?» Так, до сих пор дискутируется вопрос о возрасте Большого Кавказа. Иногда называется эпоха в несколько десятков миллионов лет, а иногда речь идет об одном-двух миллионах. Датирование денудационного рельефа, особенно уже исчезнувших форм, — это не то же самое, что определение возраста бивня мамонта или угольного пласта, где есть много приемов датировок. Это гораздо более сложная задача, и выводы часто надолго остаются спорными.

В университетах геоморфология изучается на разных факультетах: порою на геологических факультетах, иногда на географических. Этот стык размыт и неопределен. Мы должны неплохо знать не только географические дисциплины, но и смежные отрасли геологии, а геологи изучают геоморфологию. В общем-то, авторитетные геологи хорошо разбираются в геоморфологии.

4. Динамическая геоморфология

Существенной частью и учебной подготовки студентов, и нашей практической работы является динамическая геоморфология. Это геоморфология, связанная с анализом по отдельности и в совокупности всех тех комплексов, которые возникают под действием тектоники, вулканизма (рис. 1), ледников, текучих вод, волнений, растворяющей деятельности поверхностных и подземных вод (карст), эоловых процессов, а также процессов выветривания, то есть подготовки вещества к сносу другими агентами денудации.



Динамическая геоморфология очень живая наука, в каждом из направлений которой еще не сказано последнее слово. К примеру, если мы говорим о флювиальной деятельности, речь идет об эрозии и аккумуляции. В руслах рек, а затем в дельтах аккумулируется тот материал, который размывающая сила потоков мобилизовала где-то в бассейне питания по берегам и на междуречьях (рис. 2).



С карстом гораздо сложнее. Растворяющая деятельность налицо: воронки, пещеры, карстовые колодцы. Что касается аккумулятивной составляющей, то она часто оторвана от места, где действует денудация. Так, из аккумулятивных карстовых образований в основном мы представляем себе сталактиты и сталагмиты, реже — травертиновые натеки, накопления известкового туфа где-то на пороге пещер. Бóльшая часть растворенного карбоната кальция уносится водными потоками на большие расстояния, при его осаждении в потоках водорослями и мхами могут формироваться пресноводные рифы (рис. 3).



И даже в создание океанических рифов (рис. 4) вклад карстовой денудации, по-видимому, очень велик. Но это предмет серьезных и углубленных исследований ученых из разных школ и разных стран.



5. Вопросы инженерной геоморфологии

Для геоморфологии очень важны прикладные сферы исследований. 50 лет назад, когда я начинал свою деятельность в рамках этой науки еще студентом (в 1958–1960 годах), одним из важнейших моментов была поисковая геоморфология. Сейчас эта задача временно отошла на второй план. На первый план выдвинулись вопросы инженерной геоморфологии, условия строительства в разных геоморфологических обстановках. Серьезную опасность может представлять не только активизация оползней и карста, но также развитие рельефа и поведение тех рыхлых и твердых горных пород, которые накапливались в разных комплексах рельефа, а ныне испытывают вовремя не просчитанную техногенную нагрузку.

6. Проблемы поисковой геоморфологии

Возможности поиска скоплений минерального сырья с использованием анализа современного и погребенного рельефа распространяются на россыпные месторождения золота, алмазов, оловянного камня, пьезооптического сырья и других ценных минералов в речных долинах и на морских побережьях, а также на месторождения строительных материалов (песчано-гравийных смесей и кирпичных глин), приповерхностных залежей бокситов. Геоморфологические «аномалии» на низменных равнинах выдают присутствие на некоторой глубине структурных «ловушек» жидких и газообразных углеводородов. В отношении эндогенных рудных месторождений результативен морфоструктурный анализ перспективных площадей, ибо существенная часть элементов структурного контроля залежей находит выражение в плане современных структурных форм. Геоморфологическая оценка суммарного пострудного денудационного среза позволяет разбраковать выявленные рудопроявления (либо литохимические аномалии) в отношении перспектив «слепых» месторождений.

7. Эрозия почв и предсказание сейсмической активности

Очень серьезными остаются сельскохозяйственные вопросы. В Южном Подмосковье, которое находится практически на границе современной Москвы, на юго-западе, в бассейне Протвы и Нары, со времен Дмитрия Донского снесен почвенный слой мощностью 40 сантиметров. Для наших дерново-подзолистых почв это весь плодородный слой.

На гидропонику мы в России полностью никогда не перейдем. И голландский опыт получения немыслимо больших урожаев зерновых на осушенных участках морского дна нам «не светит». То есть вопросы развития эрозии наших почв имеют для России очень серьезное практическое значение. Необходимо сохранять плодородие почв, находя возможности минимизировать плоскостной смыв с пахотных площадей, в частности, правильной ориентировкой пахотных борозд. Не менее важно остановить овражную эрозию междуречий. Геоморфология добилась существенного прогресса в решении данного круга вопросов.

Не могу не коснуться вопросов предсказания сейсмической активности. Нередко именно по длительно сохраняющимся в рельефе следам землетрясений (рис. 5) мы вместе с коллегами-сейсмологами (при обновлении карт сейсмического прогноза) добиваемся повышения возможной балльности землетрясений и их возможной магнитуды.



Серьезные катастрофы последнего десятилетия у берегов Индонезии, Японии и Китая показывают, что реальные знания возможной сейсмической активности очень важны. А здесь геоморфологическая «запись» в соответствующих специфических формах рельефа, сохраняющихся на протяжении тысячелетий, существенней, чем все современные наблюдения с использованием сейсмографов. Например, по старым представлениям Южно-Муйский хребет Станового нагорья (немного южнее современного полотна Байкало-Амурской магистрали) считался зоной умеренной сейсмической активности. Однако в рельефе этого района были обнаружены следы мощных, до 11-балльных землетрясений недавнего геологического прошлого (сейсморвы, следы сейсмооползней и сейсмолавин). Ранее эти данные не учитывались при сейсмическом прогнозировании. Неожиданно сильное (9-10 баллов) землетрясение произошло здесь в 1957 году. Современные карты даже не напоминают то, что рисовали до того, как случилось это событие. Внимание к формам рельефа, которые запечатлели сейсмические события прошлого, и сейчас во главе угла многих экспедиционных исследований, например, в Туве и на Кавказе.

8. Изменение форм рельефа

Известно, какие страшные явления связаны с подтоплением низменных территорий. Развитие идеально плоских низменностей находится на грани компенсированного и некомпенсированного тектонического прогибания. Когда оно компенсируется приносом мелкоземистых частиц, наносов, аллювия, появляется плоская низменность, на которой можно заниматься, скажем, сельским хозяйством. Когда прогибание оказывается немного энергичней, чем аккумуляция наносов в данном месте, начинают разрастаться проточные, а иногда и полупроточные озера, учащаются наводнения. Такие явления чрезвычайно опасны.

Связано это и с хозяйственным использованием низменностей при добыче полезных ископаемых. Например, вопросы нефтяного загрязнения в районе западносибирских нефтяных промыслов России из той же области. Как природа будет бороться с разливами жидких углеводородов, насколько она сможет справиться с тем техногенным прессингом, который создает человек, — это зависит от того, как эволюционируют низменные идеально плоские участки рельефа.

9. Материковый склон

Из проблем теоретической геоморфологии одной из самых интересных является объяснение гигантского комплекса форм рельефа, который называется материковым склоном. От внешней бровки шельфа, с глубины 200-500 метров до глубины 3,5 километра идут пологие подводные склоны крутизной в среднем от 5 до 15 градусов. По существу они суть цоколи материков, происхождение которых не объяснено современной наукой. Формирование материкового склона может быть результатом того, что сам материк появился из-за накопления легкоплавкого шлака мантийных выплавок, тогда это края «груды шлака». Но, возможно, перед нами результат неравномерных и контрастных тектонических движений в зоне контакта материка и погружающихся океанических впадин.

10. Актуальные проблемы геоморфологии

Из прикладных вопросов наиболее актуальна поисковая проблематика. В том числе вынужденные — на нынешнем этапе развития нашей страны — поиски углеводородов в Восточной Сибири, на арктических и дальневосточных шельфах.

Существует серьезная проблема антропогенно обусловленного сокращения протяженности рек во многих районах России, Украины и даже хорошо увлажненной атмосферными осадками Белоруссии. Когда-то полноводные реки превращались сначала в маленькие речки (рис. 6), потом в ручьи, а затем обсыхали и их верховья. Деградация рек меняет режим поступления и транзита наносов во флювиальных системах.



Обезвоживание территорий наряду с техногенным загрязнением природных вод очень острая проблема. Думаю, что через 50 лет не проблема поиска нефти, а проблема поиска воды — в том числе с помощью анализа «дневного» и погребенного рельефа — станет животрепещущей для человечества.

Величко А. А. Эволюционная география: проблемы и решения. «ГЕОС». М., 2012.

Динамическая геоморфология. Под ред. Г. С. Ананьева, Ю. Г. Симонова, А. И. Спиридонова. Изд. МГУ. 1992.

Дэвис В. М. Геоморфологические очерки. Инлит. М., 1962.

Кинг Лестер. Морфология Земли. Изд. «Прогресс». М., 1967.

Лукашов А. А. Рельеф планетных тел. Введение в сравнительную геоморфологию. Изд. МГУ, 1996.

Пенк Вальтер. Морфологический анализ. М., 1961.

Рычагов Г. И. Общая геоморфология. Изд. «Наука». М, 2006.

Симонов Ю. Г. Избранные труды. М., 2008.

Тимофеев Д. А. Размышления о фундаментальных проблемах геоморфологии. Изд. «Медиа-ПРЕСС». М., 2011.

Четырехъязычный энциклопедический словарь терминов по физической географии. Составитель проф. И. С. Щукин. Изд. «Советская энциклопедия». М., 1980.

Щукин И. С. Общая геоморфология. Изд. МГУ. Т. 1-19-60; Т. 2-19-64; Т. 3-19-74.

Anderson R.S., Anderson S.P. Geomorphology. The Mechanics and Chemistry of Landscapes. Cambridge University Press. 2010.

Burbank D.W., Anderson R.S. Tectonic geomorphology. Blackwell Publishing, 2008.