Глава 2 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 катастро-физма, 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. ПЛ. 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" {водно-эрозионный), 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 30-х годах XX в. 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 ЮА Ме­щерякова (1967).

К. К. Марков выдвинул и разработал представление о геомор­фологических уровнях. Он выделяет четыре таких уровня: абрази-онно-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, O.K. 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, O.K. 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.