Cykl erozji
Cykl geograficzny lub cykl erozji jest wyidealizowanym modelem wyjaśniającym rozwój rzeźby terenu . Model rozpoczyna się od erozji , która następuje po wypiętrzeniu terenu powyżej poziomu podstawowego , a kończy się, jeśli pozwalają na to warunki, utworzeniem półwyspu . Krajobrazy, które wykazują dowody na więcej niż jeden cykl erozji, nazywane są „policyklicznymi”. Cykl erozji i niektóre związane z nim koncepcje, pomimo swojej popularności, były przedmiotem wielu krytyki.
Opis
William Morris Davis , twórca modelu, podzielił go na etapy, których przejście jest stopniowe. Model zaczyna się od podniesionego lub mającego zostać podniesionego krajobrazu. Następnie Davis zdefiniował etap młodzieńczy , w którym wcinanie się rzek jest dominującym procesem kształtującym krajobraz. Podczas młodzieńczej wysokości etapu różnice między wyżynami a dnami dolin gwałtownie rosną. Po fazie młodzieńczej następuje faza dojrzała , w której różnice wysokości między dnem doliny a wyżynami są największe. W fazie dojrzałej spadek zbocza staje się ważniejszym zjawiskiem, a wyżyny tracą wysokość szybciej niż wcinają się rzeki, skutecznie zmniejszając rzeźbę terenu. W ostatnim etapie erozja działała tak długo, że krajobraz, pomimo swojej pierwotnej wysokości, został zredukowany do falistej niziny . Ten krajobraz płaskorzeźby nazywany jest półwyspem i może zawierać szczątkowe wysokości odstające od poziomu ogólnego. Półwysep można podnieść, co rozpoczyna drugi cykl erozji.
Davis przyznał, że pełny cykl był przypadkiem szczególnym i że początkowy wzrost niekoniecznie był szybki lub następował po nim dłuższy okres spoczynku. Jednak, jak zauważył Walther Penck , Davis i jego zwolennicy zwykle stosowali podejście do szybkiego wypiętrzenia i spoczynku, aby wyjaśnić krajobrazy. Oznacza to, że model, jak rozumie większość, zakłada szybkie i epizodyczne wypiętrzenie tektoniczne. Inną cechą charakterystyczną modelu jest to, że zbocza ewoluują w wyniku spadku, przy czym początkowo strome zbocza są zniszczone przez erozję, tworząc kolejno łagodniejsze zbocza. Wadą modelu jest to, że ma on głównie charakter teoretyczny i dedukcyjny oraz nie uwzględnia złożoności ruchów tektonicznych ani zmian klimatycznych . Charakter procesów powierzchniowych jest również słabo reprezentowany przez model. Model w swojej pierwotnej formie ma na celu wyjaśnienie rozwoju rzeźby w krajobrazach o klimacie umiarkowanym , w których zakłada się, że erozja spowodowana płynącą wodą ma pierwszorzędne znaczenie. Niemniej jednak cykl erozji został rozszerzony, z modyfikacjami, na obszary suche , półpustynne , sawanny , selva , lodowcowe , przybrzeżne , krasowe i peryglacjalne . Pisząc w 1950 roku Louis C. Peltier twierdził, że cykl erozji w morskim i borealnym był jedynym, który nie został szczegółowo opisany.
| Środowisko | Zaproponowany przez | Detale |
|---|---|---|
| Jałowy | Davisa , 1905 | Na początku cyklu erozji w klimacie suchym występują liczne małe baseny, do których materiał jest wypłukiwany podczas rzadkich opadów. W następnym etapie ( stadium młodzieńcze ) rozwijają się doliny, a wyżyny są przez nie rozcinane. Łagodne zbocza i kotliny gromadziły materiał pochodzący z wyżyn. W fazie dojrzałej zlewnie zlewają się. Na końcu dochodzi do etapu, w którym teren stracił wiele ze swojej rzeźby, a zagłębienia deflacyjne zakłócają systemy odwadniające , rozbijając je na systemy lokalne. Na wszystkich etapach piasek i pył mogą być przenoszone przez wiatr do innych krajobrazów. |
| Selwa | Bawełna , 1942 | Lasy deszczowe utrudniają erozję wzgórz. Zbocza wzgórz mają grubą glebę. |
| Półsuche | Bawełna , 1942 | Tworzy wraz z cyklem sawanny cykl pośredni między „normalnymi” a suchymi i suchymi wariantami. |
| Sawanna | Bawełna , 1942 | Związany z ostańcami i stepami . Rzeki nie są wcięte , aby erodować świeżą skałę, zamiast tego erodują „czerwone gleby” i zwietrzały regolit . Płaskie powierzchnie w krajobrazach sawanny ulegają erozji w wyniku bocznej migracji rzek i regularnych powodzi, które prowadzą do wypłukiwania drobnych cząstek. Ogólny efekt to stopniowe obniżanie się tych powierzchni. Duże ostańce są policykliczne, ale mniejsze tor to nowsze cechy. |
| Nadbrzeżny | Johnsona , 1919 | Zaproponowano alternatywne modele dla profili brzegu : jeden dla profili brzegu wynurzania, a drugi dla profili brzegu zanurzenia. Model uzupełniający można zastosować do linii brzegowych , w których różne części mogły zostać zanurzone i wynurzone. |
| Lodowaty | Davisa, 1900 | Lodowaty cykl erozji dotyczy regionów górskich i brakuje mu starego etapu, ponieważ Davis twierdzi, że obecnie nie istnieje nic bardziej rozwiniętego niż dojrzałe krajobrazy lodowcowe. Lodowaty cykl erozji rozpoczyna się od krajobrazu przedlodowcowego. Z biegiem czasu lodowce dolin erodują leżące pod nimi skały w różnym tempie, tworząc doliny i lodowce, które są bardziej zakorzenione niż inne. W miarę upływu czasu mniej okopane lodowce osiągają ten sam poziom umocnienia, co bardziej zakorzenione, ponieważ im głębiej lodowiec ulega erozji, jego siła erozyjna maleje. W stadium dojrzałym doliny tworzą rynny o gładkich ścianach. |
| Kras | Cvijić , 1918 | Cykl erozji w regionach krasowych ma trzy fazy. Najpierw górne partie pęknięć ulegają rozpuszczeniu, powiększeniu i wypełnieniu wodą. Na powierzchni rozwijają się normalne doliny rzeczne, mogą istnieć małe polje . Następnie zmiana trasy wody przez rozwój systemu krasowego zdezorganizowała schemat drenażu rzecznego, a dna dolin rozwinęły duże doliny i uvalas . Grzbiety między uvalami stopniowo zanikają, gdy te formy terenu łączą się. Jeśli podłoże skalne jest pod spodem nierozpuszczalnej skały, normalne doliny rzeczne będą powoli pojawiać się ponownie, gdy podziemne systemy rzeczne dotrą do nierozpuszczalnej skały. W końcu rozpuszczalne skały pojawiają się tylko jako pojedyncze wzgórza. W przeciwieństwie do pierwotnego cyklu erozji Davisa, cykl krasowy nie kończy się utworzeniem półwyspu . |
| peryglacjalny |
Troll , 1948 Peltier, 1950 |
Peryglacjalny cykl erozji rozpoczyna się od krajobrazu nieperyglacjalnego. Niegdyś peryglacjalne wyniszczenie masy regolitu odsłania podłoże skalne w górnych zboczach. Wychodnie są następnie narażone na wietrzenie mrozowe , które powoduje cofanie się zboczy , tworząc rozległe pola blokowe u podstawy obszarów skalnych. Na późniejszym etapie soliflukcja ściera szczyty i wypełnia niziny topograficzne. |
Historia
Tło
świecie grecko-rzymskim , a następnie w świecie islamskim i Europie w średniowieczu istniały pewne koncepcje dotyczące cyklicznej erozji . Jednak bezpośredni wpływ Williama Morrisa Davisa , twórcy cyklu modelu erozji, wywarli XIX-wieczni odkrywcy amerykańscy. Koniec wojny secesyjnej (1861–1865) doprowadził do wznowienia eksploracji zachodnich Stanów Zjednoczonych. Trzej odkrywcy, John Wesley Powell , Clarence Edward Dutton i Grove Karl Gilbert , napisali o geomorfologii i geologii napotkanych krajobrazów. To właśnie z tych prac Davis zapożyczył wiele koncepcji użytych do skonstruowania modelu.
Argumentowano, że na Davisa miały również wpływ idee z dziedziny biologii , zwłaszcza myśl neolamarckowska , która była obecna w Stanach Zjednoczonych pod koniec XIX wieku. Uważa się, że Davis otrzymał część tego neolamarckowskiego wpływu od swojego nauczyciela, Nathaniela Shalera . Inne teorie biologiczne, które mogły ukształtować cykl erozji, to teorie ortogenezy i rekapitulacji , z których obie są powiązane z neolamarckianizmem. Teoria ewolucji Darwina miała mniejszy wpływ w porównaniu z neolamarkizmem. Wpływ tych pomysłów można zasugerować w zastosowaniu w modelach koncepcji „ewolucji” zamiast „zmiany”, co sugeruje przewidywalny kierunek zmian krajobrazu i ukształtowania terenu. Argumentowano, że „Davis świadomie zastosował darwinizm do krajobrazu”.
Wczesne uznanie i krytyka
Davis wymyślił model cyklu erozji w latach osiemdziesiątych XIX wieku, badając Appalachy w Pensylwanii i Wirginii . Davis po raz pierwszy szczegółowo spisał teorię cyklu erozji w 1889 r. W pełni rozwinięta do 1900 r. Zyskała szerokie uznanie, ale nigdy nie została powszechnie zaakceptowana. Początkowy entuzjazm i siła modelu cyklu erozji przypisywano różnym przyczynom. Po pierwsze, model zapewnił ramy do badania obszarów i epok w historii Ziemi, w których dominującym procesem jest erozja . Po drugie, model dobrze pasował do wielkiej myśli ewolucyjnej, która pojawiła się w XIX wieku wraz z teorią ewolucji Darwina . Wreszcie, pewną popularność można przypisać jasnemu stylowi pisania Davisa. Największą popularność model osiągnął w latach 1900–39, kiedy to opublikowano liczne opracowania oparte na modelu chronologii denudacji . W badaniach tych identyfikowano zwykle od dwóch do pięciu cykli erozji. Podejście do chronologii denudacji z modelem cyklu erozji straciło popularność od lat trzydziestych XX wieku. Prawdopodobnie stało się tak, ponieważ podejście to nie dostarczyło żadnych nieprzewidywalnych spostrzeżeń. Coraz więcej geomorfologów zaczęło badać procesy zachodzące w teraźniejszości, a nie w przeszłości, jak to miało miejsce w przypadku modelu cyklu erozji. Ci geomorfolodzy procesowi szybko zdali sobie sprawę, że niektóre z ich obserwacji były sprzeczne z modelem Davisa. Inni geomorfolodzy odwrócili się od cyklu erozji, aby zająć się klimatyczną lub tektoniczną .
Model szybko się rozprzestrzenił. W 1901 roku Hans Reusch użył go do wyjaśnienia pofałdowanego płaskowyżu południowej Norwegii. Pod dużym wpływem Davisa Walter Wråk zajął się badaniem rzeźby terenu północnych Gór Skandynawskich , opisując między innymi powierzchnię Borsu . Pierwsze badanie topografii Chin z wykorzystaniem tego modelu zostało opublikowane w 1907 roku przez B. Willisa i współpracowników. Idea cyklu erozji została rozpowszechniona wśród studentów i studentów w serii podręczników wydanych w latach 90. XIX wieku i XX wieku. Według Sheldona Judsona aż do drugiej wojny światowej raporty z geologii regionalnej zawierały zwykle krótkie wzmianki o lokalnym cyklu erozji i peneplanizacji .
Chociaż model ten był początkowo szeroko akceptowany wśród uczonych anglosaskich , w Europie kontynentalnej napotkał pewien opór, a niemieccy uczeni Albrecht i Walther Penck , Siegfried Passarge i Alfred Hettner wyróżniali się jako pierwsi przeciwnicy modelu. Pomimo wysiłków Davisa, które obejmowały przetłumaczenie jego pracy na język niemiecki, bycie profesorem wizytującym w Berlinie i podróżowanie po większej części Europy, cykl erozji nigdy nie zakorzenił się w Niemczech. Walther Penck stworzył alternatywny model z własnym zestawem założeń. Pomysły Walthera zostały opublikowane pośmiertnie w 1924 roku przez jego ojca Albrechta. W modelu Walthera rzeźba terenu kształtowana jest jako funkcja tempa denudacji/wypiętrzania. Davis, przyjaciel ojca Walthera, był krytyczny wobec nowego modelu Walthera. Recenzja Davisa dotycząca drugiej publikacji Walthera Pencka na ten temat pozostawiła zniekształcony pogląd na idee Pencka wśród późniejszych pracowników. Dzieje się tak, ponieważ Davis źle zrozumiał i źle przetłumaczył części artykułu, dlatego Davis nie jest odpowiednim krytykiem pracy Pencka.
W 1960 roku Sheldon Judson wyraził opinię, że amerykańscy geografowie w dużej mierze porzucili tę koncepcję i przeszli do badania krajobrazu i form terenu z procesowego i statystycznego punktu widzenia. Eiju Yatsu zauważył jednak, że pomimo intencji wielu geomorfologów, by po drugiej wojnie światowej porzucić idee Davisa, wielu z nich powróciło do nich z pewnymi modyfikacjami.
Zintensyfikowana krytyka (lata 60.)
Alternatywną teorię cyklu zaproponował Lester Charles King w latach sześćdziesiątych XX wieku. Chociaż pomysły Kinga były próbą obalenia cyklu erozji Davisa, same miały charakter cykliczny i przyczyniły się do zapoczątkowania fali krytyki w latach 60. XX wieku zarówno wobec modeli jego, jak i modeli Davisa. Ta krytyka została nazwana przez Cliffa Olliera „waleniem Davisa” i stanowi dla Olliera kpinę z teorii cyklicznych w geomorfologii bez zaproponowania żadnego alternatywnego modelu. Ponieważ idee Davisa były dyskredytowane, inne obszary badań, takie jak geomorfologia klimatyczna , zostały zaatakowane przez ich domniemany związek z nimi.
Krytykowano pojęcia czasu, wypiętrzenia, nachylenia i ewolucji gęstości drenażu w cyklu erozji. Ponadto zakwestionowano ważność niektórych koncepcji związanych z cyklem erozji, w tym stopnia potoku , spadku zbocza , poziomu podstawowego , a przede wszystkim półwyspów .
Pisząc w 1971 roku geomorfolog Ronald Flemal podsumował sytuację w następujący sposób:
- Obecnie geomorfolodzy dzielą się na trzy obozy: tych, którzy nadal trzymają się koncepcji Davisa, czy to w oryginalnej, czy zmodyfikowanej formie; ci, którzy pragną zastąpić idee Davisa innym cyklicznym modelem erozji; i tych, którzy całkowicie odrzucają cykliczną erozję.
Nowoczesny stan
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. Pisząc w 2007 roku Anthony Orme ocenia, że:
- „pozbawiony bagażu ewolucyjnego cykl erozji Davisa miał wartość jako ćwiczenie interpretacyjne i rzeczywiście nadal ma wartość jako element końcowy w szeregu możliwych czasowych scenariuszy rozwoju powierzchni Ziemi”.
Zobacz też
Notatki
Źródła
- Don J. Easterbrook (1999), Procesy powierzchniowe i formy terenu ; Druga edycja; Rozdział szósty
- Chorley, Richard J.; Beckinsale, Robert P.; Dunn, Antony J. (2005) [1973]. „Rozdział dwudziesty drugi”. Historia badań nad ukształtowaniem terenu . Tom. Dwa. Elektroniczna biblioteka Taylora i Francisa.
- Johnsona, Douglasa Wilsona (1919). Procesy brzegowe i rozwój linii brzegowej . Nowy Jork: John Wiley & Sons.
Linki zewnętrzne
- „Etapy fluwialnego cyklu erozji” . Ilustracje pod redakcją Towarzystwa Geomorfologów Polskich. Źródło 10 stycznia 2016 r.