Історія розвитку геоморфології

Геоморфологічні погляди природознавців до середини XIX ст. Класичний період розвитку геоморфології (друга половин XIX – початок XX ст.). Теоретична диференціація у геоморфології XX ст. Особливості розвитку української геоморфології (Харківська, Київська, Львівська та інші наукові школи).

Геоморфологія, як і інші науки, має складну історію розвитку, без розгляду якої неможливо об'єктивно вирішувати сучасні геоморфологічні проблеми, більшість яких тісно пов'язана з практичними питаннями. Очевидно, що відомості про рельєф використовували ще первісні люди. Вже у творах учених античності є свідчення перших спостережень за природними явищами, переважно катастрофічними процесами (землетруси, виверження вулканів, виникнення чи зникнення островів, повені й потопи). Саме про такі процеси писав Арістотель, чим, як уважають, заклав підвалини динамічної геоморфології. Однак сучасний "звичайний" рельєф не вивчали аж до нового часу, доки не заповнили брак відповідних карт, за якими можна було б робити висновки про рельєф.
Цікаво простежити, які передові досягнення давали поштовх розвитку геоморфології. На думку І. Прольоткіна, це можливість пересуватися по всій поверхні Землі після епохи Великих географічних відкриттів (XVII-XVIII ст.); точні способи передавання інформації на картах (з кінця XVII ст.); використання даних геологічних бурінь (початок XX ст.); поява аерофотознімання, а згодом і космознімання (з 30-х років XX ст.); нові інформаційні технології і комп'ютерні засоби опрацювання інформації (з 80-х років XX ст.).
Тепер важко собі уявити топографічну карту без ізогіпс. Ще 1697 р. голландський землемір П. Ангелін склав карту дельти Маасу та старої гавані Роттердама, на якій однакові глибини були поєднані лініями, тому ізобати (а це були саме вони) показали й підводний рельєф. Лише в останні роки XVIII ст. таким способом склали першу карту суші – території Франції. Проте досить довго після цього переважали карти зі схематичним чи символічним відображенням форм рельєфу. Винайдення штрихів саксонцем И.Ґ. Леманом 1799 р. дало змогу принаймні круті та пологі схили позначати різними градаціями, а отже, давати уявлення про вірогідний вигляд рельєфу.
Як окрема наука, геоморфологія зародилася у XVIII ст. в надрах геології на фоні боротьби концепцій нептунізму та плутонізму. Прихильники нептунізму на чолі з Г.А. Вернером приписували водам Світового Океану виняткову роль в утворенні порід земної поверхні та у виробленні властивого їй рельєфу. Дж. Геттон та інші прихильники плутонізму вважали, що породи, утворені на суші, зносилися в море, внаслідок дії внутрішнього тепла Землі знову піднімалися і створювали сушу. Проте обидві концепції за сутністю були катастрофічними. Гіпотезу катастроф, які знищують цілі материки зі всіма мешканцями, висловив Ж. Кюв'є.

Наприкінці XVIII – на початку XIX ст., на противагу катастрофізмові, зародився актуалізм, принципи якого сформулював Чарльз Лаєль в "Основах геології" (1830-1833):
- принцип одноманітності: всі процеси, що змінюють вигляд Землі, постійні в часі;
- принцип безперервності: сили, що визначають розвиток Землі, діють безперервно;
- принцип підсумовування (інтеграції): малопомітні зміни за тривалий час приводять до корінних змін без додаткових катастроф.

Дж. Геттон запропонував також ідею геологічних циклів, згодом підтриману Ч. Лаєлем.
У 30-40-х роках XIX ст. багато дослідників Альп зазначали про існування давніх зледенінь. Одним з перших висловив гіпотезу щодо причин цього явища Ж.-Л. Агасіс. Деякі вчені звернули увагу й на антропогенну діяльність як чинник перетворення рельєфу (Д. Рей, Ж.-Л. Леклерк де Бюффон, Ж. Ламарк, Дж. Марш та ін.).
З середини XIX ст. провідною стала німецька школа геоморфології. Зокрема, К.Ф. Науманн у багатотомному "Підручнику з геогнозії" (1850) вперше використав словосполучення "морфологія земної поверхні", хоча розумів під цим лише сучасні морфометрію та морфографію, тоді як морфогенезу не надавав жодного значення.
Обґрунтування геоморфології як нової галузі вперше дав Ф. Ріхтгофен (1886). Окрім того, він розробив одну з перших класифікацій форм рельєфу.
Значно вплинув на розвиток геоморфології вже першої третини XX ст. А. Пенк. Його перу належить двотомна "Морфологія земної поверхні" (1894). Ціла генерація провідних геоморфологів різних країн зараховувала себе до учнів А. Пенка, таким учнем уважав себе і С. Рудницький.
У 1893 р. американець Дж. МакГі на Міжнародному геологічному конгресі запропонував назву "геоморфологія" для науки, яку до того називали орографією, фізіографією, геоморфією, новою геологією, морфологією земної поверхні.
Визначальний вплив на розвиток геоморфології мав американець В.М. Девіс, який у "Геоморфологічних нарисах" (1899) навів одну з перших загальних геоморфологічних концепцій. Він звернув увагу на тріаду структура – процес – стадія та на циклічність розвитку рельєфу. Час від зародження до зникнення форм рельєфу В.М. Девіс назвав географічним циклом. Цей цикл полягає у таких перетвореннях земної поверхні: первинна акумулятивна морська рівнина стає складчастою гірською країною, яку денудація спочатку перетворює у горбогір'я, а згодом – у денудаційну рівнину. Отож, рельєф пройшов стадії юності, зрілості, старості. Автор виділив чотири головні цикли: 1) нормальної ерозії (гумідні зони, тайга, лісостеп – 50-60 % суші); 2) аридний; 3) гляціальний (для зон зледенінь у горах); 4) морський.
Вирівнювання рельєфу, за В.М. Девісом, відбувається завдяки більшому змиванню згори і меншому – з боків, унаслідок чого утворюється пенеплен – майже плоска рівнина.
З інших тогочасних дослідників треба згадати П. Кропоткіна, який теж висловив ідею про зледеніння минулого; В. Докучаєва, який досліджував історію розвитку річкових долин, виявив деякі закони цього розвитку, довів тісний зв'язок ґрунту з типом рельєфу, його морфологією та генезисом, запропонував генетичний ряд ерозійних форм рельєфу: яр – балка – річкова долина; О. Павлова, який з'ясовував механізми зміни рівня Світового Океану, причини асиметрії річкових долин і вплив на рельєф долин поверхневих і підземних вод, створив генетичну класифікацію форм рельєфу, запропонував терміни делювій, пролювій, суфозія, синекліза, антекліза; О. Карпінського, який вивчав тектонічні рухи, палеогеографію, трансгресії та регресії морів.
Однією з найвизначніших геоморфологічних праць XX ст. став "Морфологічний аналіз" (1924) В. Пенка, сина А. Пенка і товариша С. Рудницького. У цьому творі автор обґрунтував принципи вивчення тектонічних рухів на підставі аналізу морфології рельєфу (випуклі схили свідчать про перевагу тектонічних піднять над денудацією, рівні – про рівновагу названих сил, увігнуті – про перевагу денудації); визначив роль корелятних відкладів як ключа до історії розвитку рельєфу; зазначив, що різні поєднання процесів денудації і тектонічних рухів створюють багатоманіття форм рельєфу, які не можна розмістити у послідовний ряд, як це уявляв собі В.М. Девіс; сформулював основний закон геоморфології: для утворення земної поверхні вирішальне значення має співвідношення екзо- й ендогенних процесів переміщення мас гірських порід; запропонував схему розвитку рельєфу, за якою круті схили відступають майже паралельно до первинної поверхні, утворюючи біля підніжжя педименти – вузькі площадки крутісю 5-7°, майже без пухких відкладів; сукупність педиментів на певній ділянці формує педиплен.
Розвиток геоморфології першої половини XX ст. відбувався, на думку О. Дєдкова та Д. Тімофеєва, під впливом класичних теорій В.М. Девіса і, менше, В. Пенка. Однак матеріали нових досліджень не повністю вкладалися у рамки згаданих теорій, тому почала звучати критика на їхню адресу, а обидва чинники спричинили кризу в галузі, виходу з якої сприяли створення багатьох національних шкіл і формування теоретичного поліцентризму. За О. Дєдковим, до провідних напрямів досліджень післявоєнного часу належать такі: денудаційна хронологія у країнах Британської Співдружності; кліматична геоморфологія у Європі; структурна геоморфологія у СРСР; кількісна динамічна геоморфологія у США.
Представники денудаційної хронології мали на меті модернізацію вчення В.М. Девіса чи навіть його заміну такою ж універсальною теорією. Цим займалися новозеландець Ч. Коттон (вніс суттєві зміни до вчення Девіса) та американець Л. Кінг (створив нову теорію пенепленізації). Для цього часу характерне також захоплення пошуками та вивченням поверхонь вирівнювання.
У післявоєнні десятиліття у Франції та ФРН відбувалося становлення нових клімато-геоморфологічних уявлень, та, відповідно, нових методів досліджень. Головна заслуга в розвитку сучасної кліматичної геоморфології належить французьким дослідникам Ж. Трікару, А. Кайє, Ж. Дрешу, А. Шоллею, П. Біро; німецьким – Ю. Бюделю, Г. Луїсу, Ю. Геверманну, X. Меншингу, К. Ратьєнсу, X. Блюме, X. Мортенсену та ін. Французькій школі властива більша увага до сучасних процесів, з 1950 р. виходить у світ журнал "Revue de geomorphologie dynamic", а в Німеччині більше уваги приділяли історико-генетичним і палеогеографічним аспектам кліматичної геоморфології.
Вагомий внесок у розвиток напряму зробили польські (Я. Дилик, А. Ян, М. Клімашевський, Л. Старкель, Р. Галон, X. Марущак, Т. Герлах та ін.), чеські (Я. Крейчі, Я. Демек, В. Крал, Т. Чудек, Е. Мазур), угорські (Б. Булла, Ш. Ланг, Л. Якуч, А. Секей, М. Печі) та бельгійські (А. Піссар, П. Макар) вчені.
Головні об'єкти досліджень кліматичної геоморфології – сучасне рельєфотворення в різних кліматичних умовах і рельєфотворення в різних кліматах минулого, передусім, у четвертинному і неогеновому. Для вивчення еволюції схилів і поверхонь вирівнювання ефективним виявився підхід, що полягає у спільному вивченні сучасних і давніх кліматично зумовлених процесів і форм.
У 1934 p. І. Щукін започаткував концепцію морфологічних ландшафтів, яку розвинув у 60-70-х роках XX ст. Головна ідея така: на земній поверхні під впливом провідного чинника формується набір форм рельєфу одного генезису, але різного віку. Цей набір творить морфологічний краєвид (геоморфологічний ландшафт), наприклад, кінцево- моренний, ерозійний тощо.
Класичні теорії були надто загальними не тільки стосовно кліматичних, а й стосовно тектонічних уявлень про природу рельєфотворення. Тому в СРСР (передусім, Росії та Україні) зародився і набув неабиякої популярності структурно-геоморфологічний напрям. Окрім суто теоретичного інтересу, розвиток цього напряму зумовлювала потреба розширення сировинної бази. І. Герасимов, Ю. Мещеряков (1946) запропонували концепцію морфоструктурного аналізу. Учені ввели поняття геоморфологічного етапу розвитку рельєфу, зробили класифікацію морфоструктур на геотектури, морфоструктури (чотири ранги), морфоскульптури.
К. Марков (1948) розробив концепцію геоморфологічних рівнів – наслідка дії тектонічних рухів і денудації: абразійно-акумулятивної платформи (найнижчий, відповідає рівню Світового Океану); ерозійного пенеплену (приблизно відповідає рівнинам, височинам); снігової лінії, зафіксований системою карів, тому може бути і нижче, і вище сучасної; рівень вершинної поверхні гір.
Якщо у 40-60-ті роки XX ст. у західноєвропейських, американських та азійських учених інтерес до стуктурної геоморфології постійно послаблювався, то у 70-80-х роках кількість публікацій на цю тематику, за підрахунками О. Дєдкова, помітно зростала. Це було зумовлене тим, що для пояснення ендогенних процесів використовували теорію літосферних плит. Перед вели вчені Італії, Японії, Китаю, Чехословаччини, Болгарії. В класичну структурну геоморфологію В. Пенка додали динамічне начало, створивши геоморфологічну інтерпретацію тектоніки плит, як це робили К. Оллієр, Р. Дж. Райс.
У 40-50-ті роки XX ст. у СІЛА зародилася кількісна динамічна геоморфологія. Почалося це з книги Р. Гортона "Ерозійний розвиток рік і водозбірних басейнів" (1945), у якій уперше сформульовано закони, що керують річковою мережею та рельєфом водозбірних басейнів. Ця праця дала потужний поштовх застосуванню кількісних методів вивчення флювіальних систем, насамперед, у науковій школі Колумбійського університету (А. Стралер, С. Шумм, Я. Бекер та ін.), яка звернула увагу на фізичні принципи як основу розвитку геоморфологічних процесів. А. Шайдеггер, який працював в університетах Австрії і США, зробив спробу створити теоретичну геоморфологію на фізико-математичній основі. У цей час широко застосовували методи стаціонарних спостережень, польового і лабораторного експерименту, перші кроки робили в моделюванні процесів з використанням ЕОМ. Поступово у методологічному плані відбувся перехід до системного підходу.
Середину 70-х років XX ст. характеризувало швидке зростання досліджень у сфері динамічної геоморфології. Кількісний напрям вийшов далеко за межі США, а вивчення антропогенного чинника стало невід'ємною частиною геоморфологічних досліджень. Нові центри динамічної геоморфології виникли в Бельгії, Іспанії, Італії, Швеції, Японії, Китаї, Ізраїлі, Бразилії, на Кубі.
Почали випускати журнали "Earth surface processes", "GeoJournal", "Geomorphology", "Catena". Поштовхом до такого бурхливого розвитку саме кількісної динамічної геоморфології стало поширення прикладних досліджень, які стосувалися ерозії ґрунтів, оцінки й класифікації земель, охорони довкілля, визначення ступеня геоморфологічного ризику, використання рельєфу в містобудуванні, комплексної еколого-геоморфологічної оцінки й картування земель. Успіх цього напряму зумовлений також його відкритістю до впровадження нових технологій і методів.