Старые и новые пути развития геоморфологии
Рельеф и биосфера. Взаимные связи, существующие между рельефом земной поверхности и биосферой, пока мало привлекают к себе внимание геоморфологов. Но изучение этих связей необходимо как в свете решения насущных вопросов проблемы «Человек и биосфера», так и для развития теории и практики геоморфологии. Ряд общих принципов и положений был сформулирован Н. А. Флоренсовым [18], который показал, что между биосферой и сферой морфогенеза существуют пространственные, функциональные и исторические связи. Пространственная связь выражается в наличии прямого и постоянного контакта биосферы с земной корой и ее рельефом. Функциональная связь осуществляется посредством взаимодействий между биосферой и рельефом. Геоморфологию прежде всего интересует воздействие биосферы на рельеф. Можно говорить о прямом и косвенном воздействии биотических факторов на морфогенез. Прямое воздействие заключается в образовании специфичных форм биогенного (коралловые постройки, рельеф болот, зоогенный микрорельеф) и, конечно, антропогенного рельефа, о котором речь пойдет дальше.
Косвенное воздействие биосферы на рельефообразование и рельеф выражается в трех формах. Первая: биогенез создает специфичные осадочные породы (известняки), которые затем, вступая в сферу морфогенеза, дают особый биогенно-литоморфный тип геоморфологических ландшафтов (карст). Вторая: участие биоты в выветривании и в конечном счете в денудации.
Помимо биохимического и биофизического выветривания, участвующего в подготовке пород к денудационному сносу, биосфера, в частности растительность, вносит ощутимый вклад в общую денудацию суши и перераспределение минерального вещества. По подсчетам Л. Г. Бондарева [24], фитогенная денудация, т. е. вынос и перемещение минерального вещества за счет транспирации растений и рассеивания пыльцы и спор, достигает 1 млрд. т в год, что лишь в 3 раза меньше ионного речного стока. Геоморфологические следствия фитогепной денудации еще совсем не изучены.
Третья форма косвенного воздействия биосферы на рельеф противоположна второй по своему геоморфологическому эффекту. Она заключается в защитной роли растительного покрова, предохраняющего земную поверхность от денудации.\
Наиболее интересно изучение исторических аспектов взаимосвязей между биосферой и рельефом. Насколько существенно исследование этой проблемы для исторической геоморфологии, видно из следующего примера. Выступая в дискуссии, развернувшейся на страницах географических и геологических журналов после появления работ Л. Кинга о педипленах, известный французский ученый А. Болиг [25] высказал предположение, что до появления в начале кайнозоя на земле травянистой растительности господствовали процессы педипленизации. Защитный дерновый покров коренным образом изменил ход поверхностных экзогенных процессов, и развитие рельефа пошло по пути его постепенного площадного выполаживания, по пути пенепленизации.
Н. А. Флоренсов, основываясь на идеях В. И. Вернадского, подчеркивает принципиальное различие между непрерывно изменявшейся в течение фанерозоя биосферой и относительно однотипными геоморфологическими ландшафтами прошлого, развивавшимися главным образом под воздействием абиотических факторов. Очень важен вывод Н. А. Флоренсова о том, что «… в ходе геологического времени влияние биосферы на рельеф необратимо расширялось и усложнялось и что, напротив, воздействие рельефа на биосферу (обратная связь) именно по причине возрастания ее сложности, внутреннего богатства и, наконец, мощи порожденного ею человеческого разума, столь же необратимо ослабевало» [18, стр. 117].
Антропогенная геоморфология. Одним из наиболее актуальных, требующих немедленной разработки направлений современной геоморфологии стало изучение геоморфологической деятельности человека. Человечество осознало себя мощной геохимической, геологической и геоморфологической силой. По масштабам, результатам и пространственному охвату антропогенное воздействие на рельеф становится равнозначным таким основным рельефообразующим агентам, как денудация и эрозия. Однако, будучи частью природы, биосферы, человек не создает принципиально нового рельефа, даже если к антропогенному рельефу относить и все инженерные сооружения, постройки, здания и т. п. Воздействие человека не выходит за рамки основных природных процессов — денудации (сноса, разрушения), переноса и аккумуляции.
В исследованиях, посвященных антропогенному морфогенезу, число которых растет с каждым годом, воздействие человека на рельеф подразделяется на прямое (техногенное) и косвенное [26, 27]. В результате прямого воздействия создаются новые положительные и отрицательные формы мезо- и микрорельефа (карьеры, отвалы, плотины, спланированные при строительстве участки и т. д.). Размеры этих форм порой превышают размеры природных форм, характерных для той или иной освоенной человеком местности. Так, в результате горнопромышленного освоения Михайловского месторождения железных руд в Железногорском районе Курской области амплитуда расчленения естественного холмисто-увалистого рельефа Среднерусской возвышенности оказалась превышена (глубина карьера более 100 м, высота окружающих его отвалов достигает относительной высоты 80 м и более). Но если на создание природного рельефа с максимальными относительными высотами 100—150 м потребовались многие миллионы лет геоморфологической истории, то резкорасчлененный техногенный рельеф вокруг Михайловского горно-обогатительного комбината возник за считанные годы.
Изучение техногенного рельефа не ограничивается его морфологической и типолого-генетической характеристикой и классификацией, хотя и в этом направлении еще многое предстоит сделать. Прямое антропогенное воздействие вызывает появление чуждых для данной геоморфологической обстановки форм рельефа, нарушает установившиеся в течение сотен тысяч и миллионов лет динамические связи между агентами морфогенеза и морфологией земной поверхности, побуждает к действию чуждые для этой природной обстановки процессы рельефообразования, во много раз убыстряет ход этих процессов. Естественные процессы стремятся освоить, перестроить новые техногенные формы рельефа, приблизить их к типичным для данной местности, для данных морфоклиматических условий формам.
Косвенное воздействие человека заключается в антропогенно обусловленных качественных и главным образом количественных изменениях хода естественных рельефообразующих процессов — в ускорении или замедлении этих процессов. В отличие от прямого воздействия, проявляющегося на ограниченных пока участках, косвенное воздействие в большей или меньшей степени охватывает всю сушу и начинает проникать на морское дно. Исследование геоморфологических последствий косвенного влияния человека ставит ряд вопросов, также требующих решения.
По характеру своего воздействия человек, очевидно, является экзогенным агентом морфогенеза, хотя некоторые виды его деятельности сродни эндогенным явлениям (откачка нефти, газа, воды, ведущая к просадкам поверхности). Однако, рассматривая результаты геоморфологической деятельности человека с позиций идеи о литодинамических потоках, можно видеть одно существенное различие антропоморфогенеза от натурморфогенеза. По Н. А. Флоренсову, экзогенная ветвь литодинамического потока переносит материал преимущественно сверху вниз, а эндогенная — снизу вверх, из недр Земли к ее поверхности. Человек, особенно при прямом воздействии на рельеф, подобен эндогенным процессам, перенося вещество также снизу вверх.
Возникновение и развитие антропогенной геоморфологии — это качественно новый этап в теории и практике нашей науки. Для решения серии проблем, возникающих при этих исследованиях, геоморфология помимо традиционных связей с геологией и физической географией вынуждена обратиться к новым для нее отраслям знания — инженерным наукам, экономике, истории, археологии, географии населения, даже социальной (политической) географии. Важнейшей задачей антропогенной геоморфологии, задачей, являющейся частью более общей проблемы отыскания оптимальных путей взаимодействия человека и природы, станет научное обоснование целесообразного и разумного переустройства рельефа нашей планеты, его охраны, прогноза естественного и искусственного развития. До сих пор человек в основном берет от природы то, что ему нужно, не особенно задумываясь над тем, что все природные процессы и явления взаимосвязаны, и что если что-то брать, использовать, расходовать, то надо и отдавать, возмещать, возобновлять. С полной силой понимание, знание этого и действия в этом направлении осуществлятся в будущем, когда Земля и населяющее ее человечество вступят в стадию ноосферы — сферы разума, столь гениально предсказанной В. И. Вернадским [28]. Сейчас мы только начинаем приближаться к этой, верю, уже недалекой стадии и наша общая задача способствовать ее скорейшему воцарению, а наша частная цель — усиление внимания к изучению всех аспектов антропогенной геоморфологии. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В своем обзоре я смог остановиться лишь на нескольких направлениях в геоморфологических исследованиях, обратив особое внимание на новые, на мой взгляд, перспективные пути развития нашей науки. Конечно, этими направлениями не исчерпываются ее содержание и ее задачи. Но из обзора явствует, что кризиса в геоморфологии нет. Наука о рельефе продолжает развивать свою теорию, активно внедряется в практику, ищет и устанавливает деловые контакты с другими отраслями знания. Совершенствуются методы геоморфологических исследований, появляются новые направления и ветви геоморфологии, но и в лоне старых, традиционных направлений (структурная и климатическая геоморфология, динамическая, историческая) еще не полностью все выяснено.
Вместе с тем развитие геоморфологической мысли, появление новых подходов, концепций, методов, источников информации не опровергает фундаментальных опор нашей науки, заложенных ее основателями. Геоморфология остается наукой геолого-географической, объяснительной, изучающей рельеф и в пространстве, и во времени. Эволюционные основы геоморфологии, заложенные трудами В. М. Дэвиса, его предшественников и последователей, сейчас отнюдь не устарели и продолжают быть фундаментом нашей науки. Более того, эти основы ныне получают более солидное подкрепление. Так, концепция динамического равновесия рельефа и рельефообразующих процессов, которая в начале (в 50 — 60-х годах), казалось бы, пошатнула теорию циклической эволюции рельефа, ныне вполне уживается с этой теорией, дополнив ее своими важными принципами [29]. Правда, в последние годы геоморфологов все более интересуют не только эволюционная смена стадий развития рельефа, но и резкие, революционные изменения, пороговые ситуации, экстремальные процессы и условия [30, 31, 32].
Успешно развивающийся уже около сотни лет эволюционный геоморфологический анализ, давший углубленные и разносторонние, хотя еще далеко не полные сведения об основных и частных закономерностях образования и развития рельефа, о факторах и агентах морфогенеза, ныне требует нового объединения теории нашей науки в виде общей теории геоморфологического синтеза. Выше была сделана попытка наметить один из путей к такому синтезу — изучение геоморфологических обстановок и ландшафтов. Это лишь один из путей к обобщению и, возможно, не наилучший. Но необходимость поисков таких путей, ведущих к синтетической геоморфологии, не конкурирующей и отвергающей аналитическую геоморфологию, а питаемой ею, очевидна. ЛИТЕРАТУРА
1. Mark D. М. On sclaes of investigations in geomorphology.— Canad. Geogr., 1980, v. 24, № I, p. 81. 2. Strahler A. N. Equilibrium theory of erosional slopes approaches by frequency distribution analysis.— Amer. J. Sci., l’950, v. 248, № 10. 3. Church M., Slaymaker O. Scales of investigations in geomorphology: a comment.— Canad. Geogr., 1980, v. 24, № 3, p. 311. 4. Dernek J., Zeman J. Туру reliefu Zeme. Praha: Academia, 1979. 327 p. 5. Chorley R. J., Beckinsale R. P., Dunn A. J. The history of the study of landforms. Vol. 2. The Life and work of W. M. Davis. London, 1973. 874 p. 6. Пенк В. Морфологический анализ. М.: Географгиз, 1961. 359 с. 7. Дэвис В. М. Геоморфологические очерки. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. 455 с. 8. Герасимов И. П. Архитектура Земли (геотектуры) в свете теории глобальной тектоники плит.— Геоморфология, 1976, № 3, с. 3. 9. Леонтьев О. К. Типы планетарных морфоструктур Земли и некоторые черты их динамики в кайнозое,— Геоморфология, 1971, № 3, с. 3. 10. Богданов Ю. А., Каплин П. А.. Николаев С. Д. Происхождение и развитие океана. М.: Мысль, 1978. 157 с. 11. Герасимов И. П.. Живаго А. В., Коржуев С. С. Геоморфологические и палеогеографические аспекты новой теории глобальной тектоники плит.— Изв. АН СССР. Сер. геогр., 1974, № 5, с. 5. 12. Герасимов И. П., Коржуев С. С. Тектоника плит и некоторые общие вопросы образования гор.— В кн.: Типы гор и механизмы горообразования. Иркутск, 1979, с. 4. 13. Флоренсов Н. А. О геоморфологических формациях.— Геоморфология, 1971, № 2, с. 3. 14. Флоренсов Н. А. Геоморфологические формации.— В кн.: Проблемы эндогенного рельефообразования. М.: Наука, 1976, с. 399. 15. Тимофеев Д. А. Некоторые общие вопросы неотектоники и морфотектоники на примере геоморфологической истории Южной Якутии.— В кн.: Проблемы геоморфологии и неотектоники орогенных областей Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1968, с. 235. 16. Тимофеев Д. А. Морфоструктуры, морфоскульптуры, рельеф и стадии их развития.— В кн.: Исследование взаимодействий факторов рельефообразования. Владивосток. 1977, с. 7. 17. Худяков Г. И. Геоморфотектоника юга Дальнего Востока. М.: Наука, 1977. 256 с. 18. Флоренсов Н. А. Очерки структурной геоморфологии. М.: Наука, 1978, 238 с. 19. Chorley R. J. Bases for theory in geomorphology.— In: Geomorphology: present problems and future prospects. London, 1978, p. 12. 20. Личков Б. Л. Осадкообразование, его причины и следствия.— Почвоведение, 1944, № 1, с. 29. 21. Переписка В. И. Вернадского с Б. Л. Личковым. 1940—1944. М.: Наука, 1980. 224 с. 22. Mayr F. Uberlegungen zuin Begriff Relief.—Zeitschr. Geomorph., 1973, № 4, S. 385. 23. Таргульян В. О., Соколов И. А. Структурный и функциональный подход к почве: почва — память и почва — момент.— В кн.: Математическое моделирование в экологии. М.: Наука, 1978, с. 17. 24. Бондарев Л. Г. Роль растительности в миграции минеральных веществ в атмосферу. — Природа, 1981, № 3, с. 86. 25. Baulig Н. Peneplaines et pediplaines.— Bull. soc. roy. beige etud. geogr., 1956, № 1, p. 25. 26. Rathjens C. Die Formung der Erdoberflache unter dem Einfluss des Menschen. Stuttgart, 1979, 160 S. 27. Былинская Л. Н., Тимофеев Д. А., Фирсенкова В. М. Изучение антропогенного воздействия на рельеф (методы и результаты).— В кн.: Изучение и оценка воздействия человека на природу. М., 1980, с. 144. 28. Вернадский В. И. Несколько слов о ноосфере.—Успехи биологии, 1944, № 2, с. 113. 29. Graft W. Т., Trimble S. W., Toy T. J., Costa I. E. Geographic geomorphology in the eighties.—Prof. Geogr., 1980, v. 32. № 3, p. 279. 30. Асеев А. А., Веденская И. Э., Коржуев С. С., Тимофеев Д. А. Современные проблемы экзогенного рельефообразования.— В кн.: Климат, рельеф и деятельность человека. Ч. 1. Казань, 1978, с. 9. 31. Тимофеев Д. А. Неравномерность рельефообразования во времени и пространстве.— В кн.: Проблемы регионального геоморфологического анализа. Чита, 1974, с. 16. 32. Starkel L. The role of extreme (catstrofic) meteorological events in contemporary evolution of slopes.— In: Geomorphology and climat. London, 1976, p. 203.