Сравнительная геоморфология

Сравнительная геоморфология — это раздел геоморфологии, изучающий общие закономерности и различия в строении, происхождении и развитии рельефа земной поверхности путём сопоставления форм рельефа, их комплексов и рельефообразующих процессов в разных регионах, геологических и климатических условиях. Основная задача сравнительной геоморфологии — выявление типов рельефа, установление их генетического родства, стадий развития и пространственно-временных закономерностей. Методологической основой служит сравнительно-географический метод, широко применяемый в физической географии.

История развития

Зарождение сравнительной геоморфологии связано с трудами основоположников геоморфологии как науки. В конце XIX — начале XX века американский географ Уильям Моррис Дэвис разработал концепцию «географического цикла» (эрозионного цикла), в рамках которой рельеф рассматривался как последовательно сменяющие друг друга стадии: юность, зрелость, старость. Дэвис активно использовал сравнительный анализ рельефа различных регионов для обоснования своей модели. В то же время немецкий геоморфолог Вальтер Пенк предложил альтернативную концепцию «педиплена», также основанную на сопоставлении форм рельефа в разных климатических и тектонических условиях.

В середине XX века сравнительная геоморфология оформилась как самостоятельное направление. Большой вклад в её развитие внесли советские учёные: И. П. Герасимов, Ю. А. Мещеряков, Д. А. Тимофеев. Они разработали принципы морфоструктурного и морфоскульптурного анализа, позволяющие сравнивать рельеф на разных иерархических уровнях — от планетарных форм до микроформ. В 1960–1980-х годах активно развивалось сравнительное изучение рельефа континентов, дна океанов и других планет.

Методология

Сравнительная геоморфология опирается на несколько ключевых методов:

Сравнительно-географический метод

Основной метод, предполагающий сопоставление рельефа различных территорий по следующим параметрам:

• морфография (внешний облик, форма, размеры);
• морфометрия (количественные характеристики: высота, крутизна склонов, густота расчленения);
• генезис (происхождение);
• возраст (относительный и абсолютный);
• динамика (современные рельефообразующие процессы).

Картографический метод

Сравнение геоморфологических карт разного масштаба и содержания. Позволяет выявлять ареалы распространения однотипных форм рельефа, их пространственные сочетания и границы.

Метод аналогов

Использование изученных регионов в качестве эталонов (аналогов) для интерпретации рельефа малоизученных территорий. Например, рельеф Марса часто сравнивают с земными пустынными и вулканическими ландшафтами.

Палеогеоморфологический метод

Сравнение древних форм рельефа (погребённых, реликтовых) с современными для реконструкции истории развития рельефа.

Основные направления исследований

Сравнительная морфоструктура

Изучение крупных форм рельефа, обусловленных тектоническими структурами (морфоструктур). Сравниваются:

• Платформенные равнины (Восточно-Европейская, Сибирская, Амазонская) — общие черты: пологоволнистый рельеф, наличие древних кристаллических щитов, осадочный чехол.
• Горные системы (Альпы, Гималаи, Анды, Кавказ) — сравниваются по возрасту складчатости, высоте, типу складчато-глыбовых структур.
• Океанические структуры (срединно-океанические хребты, глубоководные желоба, абиссальные равнины) — сравниваются с континентальными аналогами.

Сравнительная морфоскульптура

Изучение мелких и средних форм рельефа, созданных экзогенными процессами (морфоскульптур). Сравниваются:

• Флювиальный рельеф (речные долины, овраги, дельты) — в разных климатических зонах (гумидной, аридной, нивальной).
• Гляциальный рельеф (троги, кары, морены) — в горных и покровных оледенениях, в разных геологических эпохах.
• Карстовый рельеф (воронки, пещеры, полья) — в известняках, гипсах, доломитах, в разных климатических условиях.
• Эоловый рельеф (барханы, дюны, гряды) — в пустынях, на побережьях, в перигляциальных зонах.

Сравнительная планетология

Сравнение рельефа Земли с рельефом других планет и их спутников (Луны, Марса, Венеры, Меркурия, спутников Юпитера и Сатурна). Изучаются:

• Ударные кратеры — сравниваются по морфологии, размерам, плотности распределения.
• Вулканические формы — щитовые вулканы, лавовые равнины, кальдеры.
• Тектонические структуры — разломы, грабены, горсты, складчатые пояса.
• Криогенные формы — полигональные грунты, термокарст (на Марсе, Европе, Энцеладе).

Примеры сравнительных исследований

Рельеф дна океанов и континентов

Сравнение срединно-океанических хребтов с континентальными рифтовыми зонами (Восточно-Африканская рифтовая система) показало их генетическое сходство как зон растяжения земной коры. Глубоководные желоба (Марианский, Тонга) сравниваются с предгорными прогибами (Предкавказский, Предгималайский) как зоны субдукции и коллизии.

Рельеф Марса и Земли

Сравнительный анализ показал, что на Марсе присутствуют:

• Крупные вулканы (гора Олимп) — аналоги земных щитовых вулканов Гавайских островов.
• Долины (долины Маринер) — сравниваются с земными рифтовыми долинами (Восточно-Африканская рифтовая система).
• Следы водной эрозии — некоторые формы рельефа Марса (древние русла, дельты) сравниваются с земными флювиальными формами, что указывает на возможное наличие воды в прошлом.

Рельеф Восточно-Европейской равнины и Западно-Сибирской равнины

Сравнение двух крупнейших равнин России показывает:

• Сходство: обе имеют платформенное основание, пологоволнистый рельеф, густую речную сеть, значительную залесённость.
• Различия: Восточно-Европейская равнина более древняя, имеет более расчленённый рельеф (Среднерусская возвышенность, Валдайская возвышенность), большее количество моренных гряд. Западно-Сибирская равнина более молодая, отличается плоским рельефом, сильной заболоченностью, наличием крупных речных долин (Обь, Иртыш).

Значение и применение

Сравнительная геоморфология имеет важное практическое значение:

• Поиск полезных ископаемых: сравнительный анализ рельефа позволяет выявлять зоны, перспективные на россыпные месторождения (золото, алмазы, титан), связанные с древними и современными руслами рек, а также на месторождения, приуроченные к определённым морфоструктурам (нефть, газ, уголь).
• Инженерная геология: сравнение рельефа разных регионов помогает прогнозировать опасные геоморфологические процессы (оползни, сели, обвалы, карст) и выбирать оптимальные места для строительства дорог, плотин, городов.
• Сельское хозяйство: сравнительный анализ рельефа используется для оценки пригодности земель под пашню, пастбища, сады, для мелиорации.
• Экология и охрана природы: выявление уникальных форм рельефа, требующих охраны (памятники природы), сравнение антропогенного воздействия на рельеф в разных регионах.
• Планетология: сравнительная геоморфология является основой для интерпретации данных дистанционного зондирования других планет и планирования космических миссий.

Критика и ограничения

Сравнительная геоморфология подвергается критике за:

• Субъективизм при выборе аналогов и эталонов.
• Недостаточную учётность уникальных локальных факторов (геологическое строение, история развития, климатические изменения).
• Сложность количественного сравнения из-за разного масштаба и детальности исходных данных.
• Ограниченность метода аналогов при изучении рельефа других планет, где условия (гравитация, атмосфера, состав пород) могут существенно отличаться от земных.

Тем не менее, сравнительная геоморфология остаётся одним из основных инструментов познания рельефа Земли и других небесных тел.

Источники

• Герасимов И. П., Мещеряков Ю. А. Геоморфология. — М.: Высшая школа, 1967.
• Тимофеев Д. А. Проблемы сравнительной геоморфологии. — М.: Наука, 1978.
• Леонтьев О. К., Рычагов Г. И. Общая геоморфология. — М.: Высшая школа, 1988.
• Дэвис У. М. Географический цикл // Избранные труды по геоморфологии. — М.: Изд-во АН СССР, 1962.
• Пенк В. Морфологический анализ. — М.: Географгиз, 1961.
• Симонов Ю. Г. Сравнительная геоморфология и планетология. — М.: Изд-во МГУ, 2005.
• Голубчиков Ю. Н. Геоморфология. — М.: Академия, 2012.