"Cono de Arita" tại hồ khô Salar de Arizaro trên cao nguyên Atacama, phía tây bắc Argentina. Bản thân hình nón là một ngọn núi lửa, đại diện cho sự tương tác phức tạp của đá lửa xâm nhập với muối xung quanh.[8]Hồ "Veľké Hincovo pleso" ở High Tatras, Slovakia. Hồ chiếm một cách "quá mức" được chạm khắc bởi bang chảy từng chiếm giữ thung lũng sông băng này.

Khác với mooht số ngoại lệ đáng chú ystrong thòi cổ đại, địa mạo học là một ngành khoa học tương đối trẻ, phát triển cùng với sự quan tâm đến các khía cạnh khác của khoa học Trái Đất vào giữa thế kỷ 19. Phần này cung cấp một phác thảo rất ngắn gọn về một số hình dáng và sự kiến chính trong sự phát triển của nó.

Địa mạo học cổ đại

Những nghiên cứu về địa hình và sự tiến hóa của bề mặt Trái Đất có thể được bắt nguồn từ các học giả của Hy Lạp cổ điển. Từ các quan sát đất đai, Herodotos lập luận rằng châu thổ sông Nin đang tích cực mở rộng ra biển Địa Trung Hải và ước tính tuổi của nó.[9] Aristoteles suy đoán rằng do vận chuyển trầm tích xuống biển nên cuối cùng những vùng biển đó sẽ bị lấp đầy trong khi đất liền thì hạ thấp xuống. Ông tuyên bố rằng điều này có nghĩa là đất và nước cuối cùng sẽ hoán đổi vị trí, từ đó các quá trình sẽ bắt đầu lại trong một chu kì bất tận.[9]

Một thuyết địa mạo học thời kỳ đầu đã được nhà khoa học kiêm chính trị gia Trung Quốc là Thẩm Quát (1031–1095) đưa ra. Điều này dựa trên quan sát các loại mai, vỏ hóa thạch đại dương trong một địa tầng của một ngọn núi cách xa Thái Bình Dương hàng trăm dặm. Nhận thấy mai/vỏ của động vật hai mảnh vỏ chạy thành dải dọc theo mặt cắt của một bên vách đá, ông đưa ra giả thuyết rằng vách đá này trong quá khứ từng là một bờ biển đã dịch chuyển hàng trăm dặm qua nhiều thế kỷ. Ông suy luận rằng vùng đất này đã được định hình lại và hình thành do xói mòn đất của núi và do sự lắng đọng của bùn đất, sau khi quan sát các xói mòn tự nhiên kỳ lạ của Thái Hành Sơn và Nhạn Đãng Sơn gần Ôn Châu.[10][11] Hơn thế nữa, ông đã thúc đẩy thuyết biến đổi khí hậu dần dần qua nhiều thế kỷ khi các loại tre, trúc cổ hóa đá được tìm thấy là được bảo tồn dưới lòng đất trong vùng khí hậu khô cằn phía bắc Diên Châu, ngày nay là Diên An, tỉnh Thiểm Tây.[11][12]

Địa mạo học hiện đại ban đầu

Thuật ngữ địa mạo dường như lần đầu tiên được Laumann sử dụng trong một tác phẩm năm 1858 viết bằng tiếng Đức. Keith Tinkler đã gợi ý từ này được sử dụng phổ biến trong tiếng Anh, tiếng Đức và tiếng Pháp sau khi John Wesley Powell và W. J. McGee đã sử dụng nó trong suốt Hội nghị Địa chất Quốc tế năm 1891.[13] John Edward Marr trong cuốn Nghiên cứu Khoa học về Phong cảnh [14] đã coi cuốn sách của mình như, 'một Chuyên luận Giới thiệu về Địa mạo học, một chủ đề xuất hiện từ sưh kết hợp của Địa chất và Địa lý '.

Một mô hình địa mạo phổ biến ban đầu là chu kỳ địa lý hoặc mô hình chu kỳ xói mòn của tiên hóa cảnh quan quy mô rộng được phát triển bởi William Morris Davis từ 1884 đến 1899.[9] Đó là một công trình của lý thuyết đồng nhất, lần đầu tiên được đề xuất bởi James Hutton (1726–1797).[15] Ví dụ, đối với dạng thung lũng, chủ nghĩa đồng nhất đã tạo ra một chuỗi trong đó một dòng sông chảy qua một địa hình bằng phẳng, dần dần khắc một thung lũng ngày càng sâu, cho đến khi side valley cuối cùng bị xói mòn, làm phẳng địa hình một lần nữa, mặc dù ở độ cao thấp hơn. Người ta nghĩ rằng nâng kiến tạo có thể bắt đầu chu kỳ kết thúc. Trong những thập kỷ qua khi Davis's phát triển ý tưởng này, một trong những nghiên cứu về địa mạo học đã tìm cách phù hợp với những phát hiện của họ trong khuôn khổ này, ngày nay gọi là "Davisian".[15] Ý tưởng của Davis có tầm quan trọng lịch sử, nhưng phần lớn đã được thay thế ngày nay, chủ yếu là do chúng không có sức mạnh dự đoán và bản chất định tính.[15]

Vào những năm 1920, Walther Penck đã phát triển một mô hình thay thế cho Davis.[15] Penck nghĩ rằng sự tiến hóa địa hình được mô tả tốt hơn như là sự xen kẽ giữa các quá trình nâng cấp và sụt lún đang diễn, trái ngược với mô hình Davis của một cuộc nâng cấp duy nhất theo sau là sự phân rã.[16] Ông cũng nhấn mạnh rằng trong nhiều sự tiến hóa dốc của cảnh quan bằng cách mài mòn đá, không phải do hạ thấp bề mặt theo kiểu Davis, và khoa học của ông ấy có xu hướng nhấn mạnh quá trình bề mặt hơn là hiểu chi tiết về lịch sử bề mặt của một địa phương nhất định. Penck là người Đức, và trong suốt cuộc đời của ông ấy, những ý tưởng của ông đôi khi bị cộng đồng địa mạo nói tiếng Anh từ chối mạnh mẽ.[15] Cái chết sớm của ông ấy, Davis không thích công việc của ông ấy, và phong cách viết khó hiểu của ông ấy có thể hầu hết đã góp phần vào sự từ chối này.[17]

Cả Davis và Penck đều đang cố gắng đặt nghiên cứu về sự tiến hóa của bề mặt Trái Đấttrên một nền tảng tổng quát hơn, có liên quan toàn cầu hơn so với trước đây. Vòa đầu thế kỷ 19, các tác giả-đặc biệt ở châu Âu-đã có xu hướng gán thuộc tính cảnh quan cho khí hậu địa phương, và đặc biệt là các tác động cụ thể thời kỳ băng hà và các quá trình nội soi. Ngược lại, cả Davis và Penck đều đang tìm cách nhấn mạnh tầm quan trọng của sự tiến hóa của cảnh quan qua thời gian và tính tổng quát của các quá trình bề mặt Trái Đất trên các cảnh quan khác nhau dưới các điều kiện khác nhau.

Vào đầu thập niên 1900, nghiên cứu địa mạo học quy mô khu vực được gọi là "địa văn học".[18] Địa văn học sau này được coi là sự kết hợp của tự nhiên và "địa lý, và do đó nó đồng nghĩa với địa lý tự nhiên, và khái niệm này bị lôi kéo vào cuộc tranh luận xung quanh các mối quan tâm thích hợp của ngành học này. Một vài nhà địa mạo học duy trì quan điểm trên cơ sở địa chất học của địa văn học và nhấn mạnh khái niệm về các vùng địa văn trong khi xu hướng đối ngược từ các nhà địa lý học là đánh đồng địa văn học với "hình thái học thuần túy", tách khỏi di sản địa chất học của nó.[cần dẫn nguồn] Trong giai đoạn sau Thế chiến II, sự xuất hiện của các nghiên cứu về quá trình, khí hậu và định lượng đã dẫn đến sự ưa thích thuật ngữ "địa mạo học" của nhiều nhà khoa học Trái Đất nhằm đề xuất cách tiếp cận phân tích đối với cảnh quan thay vì chỉ là mô tả nó.[19]

Địa mạo học khí hậu

Trong thời đại của Chủ nghĩa Tân đế quốc vào cuối thế ký 19, các nhà thám hiểm và khoa học ỏ châu Âu đã đi khắp thế giới manh theo những mô tả veef phong cảnh của địa hình. Khi kiến thức địa lý tắng lên theo thời gian, những quan sát này dsax được hệ thống tìm kiếm các mẫu trong khu vực. Do đó, khí hậu nổi lên như là yếu tố chính để giải thích sự phân bố địa hình ở quy mô lớn. Sự gia tang của địa mạo học khí hậu đã được báo trước bởi công trình của Wladimir Köppen, Vasily Dokuchaev và Andreas Schimper. William Morris Davis, nhà địa mạo học hàng đầu lúc bấy giờ, đã nhận ra vai trò của khí hậu bằng cách bổ sung cho chu kỳ xói mòn khí hậu ôn hòa "bình thường" của ông với sự khô cằn và băng giá.[20][21] Tuy nhiên, sự quan tâm về địa mạo học khí hậu cũng như là một phản ứng chống lại địa mạo học Davis vào giữa thế kỉ 20 được coi là không sáng tạo và mơ hồ.[21][22] Địa mạo học ban đầu phát triển chủ yếu ở châu Âu lục địa trong khí thế giới nói tiếng Anh có xu hướng không rõ ràng cho đến khi L.C. Peltier's 1950 được xuất bản về chu kỳ xói mòn vuông góc.[20]

Địa mạo học khí hậu đã bị chỉ trích trong một bài báo đánh giá vào năm 1969 bởi nhà địa mạo quá trình D.R. Stoddart.[21][23] Những lời chỉ trích của Stoddart đã chứng tỏ sự "tàn phá" làm dấy lên sự suy giảm mức độ phổ biến của địa mạo học khí hậu vào cuối thế kỉ 20.[21][23] Stoddart đã chỉ trích địa mạo học khí hậu đang áp dụng phương pháp giả định "tầm thường" trong sự hình thành địa hình khác nhau giữa các khu vực hình thái, được liên kết với địa mạo học Davis và bằng cách quả quyết bỏ qua thực tế rằng các quy luật vật lý điều chỉnh các quá trình quản trị là giống nhau trên toàn cầu.[23] In addition some conceptions of climatic geomorphology, like that which holds that chemical weathering is more rapid in tropical climates than in cold climates proved to not be straightforwardly true.[21]

Định lượng và quá trình địa mạo học

Một phần của Great Escarpment ở Drakensberg, miền nam châu Phi. Phong cảnh này, với cao nguyên cao độ của nó được khắc sâu vào các sườn dốc của vách núi, được Davis trích dẫn như một ví dụ kinh điển về chu kỳ xói mòn của ông ấy.[24]

Địa mạo học đã bắt đầu được đặt trên một nền tảng định lượng vững chắc vào giữa thế kỷ 20. Sau công trình đầu tiên của Grove Karl Gilbert vào đầu thế kỷ 20,[9][15][16] một nhóm người chủ yếu là người Mỹ là các nhà khoa học tự nhiên, nhà địa chất học và các kỹ sư thủy lực bao gồm William Walden Rubey, Ralph Alger Bagnold, Hans Albert Einstein, Frank Ahnert, John Hack, Luna Leopold, A. Shields, Thomas Maddock, Arthur Strahler, Stanley Schumm, và Ronald Shreve đã bắt đầu nghiên cứu hình thức của các yếu tố cảnh quan như sông và sườn đồi bằng cách thực hiện các phép đo có hệ thống, trực tiếp, định lượng về các khía cạnh của chúng và nghiên cứu tỉ lệ của nhứng phép đo này.[9][15][16][25][cần dẫn nguồn]. Những phương pháp này bắt đầu cho phép sự đoán tính chất của cảnh quan trong quá khứ và tương lai từ những quan sát hiện tại, và sau đó được phát triển thành xu hướng hiện đại của cách tiếp cận định lượng cao đối với các vấn đề địa mạo. Nhiều nghiên cứu về địa mạo học ban đầu có nhều đột phá và được trích dẫn rộng rãi đã xuất hiện trong Bản tin của Hiệp hội Địa chất Hoa Kỳ,[26] và chỉ nhận được một vài trích dẫn trước năm 2000 (chúng là ví dụ về "người đẹp ngủ")[27] khi sự gia tăng chứng cớ đáng kể về địa mạo học định lượng nghiên cứu xảy ra.[28]

Đạo mạo học định lượng có thể liên quan đến động lực học chất lưu và cơ học vật rắn, địa mạo và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, đo đạc thực địa, công việc lý thuyết, và mô hình tiến hóa cảnh quan toàn cảnh. Các phương pháp này được sử dụng để hiểu về phong hóa và sự hình thành của đất, vận chuyển trầm tích, thay đổi cảnh quan, và sự tương tác giữa khí hậu, kiến tạo, xói mòn, và lắng đọng.[29][30]

Ở Thụy Điển, luận án tiến sĩ của Filip Hjulström, "Dòng sông Fyris" (1935), chứa một trong những nghiên cứu định lượng đầu tiên về các quá trịnh địa mạo học từng được công bố. Các sinh viên của ông ấy đã theo cùng một hướng, thực hiện các nghiên cứu định lượng về vận chuyển hàng loạt (Anders Rapp), vận chuyển lưu động (Åke Sundborg), lắng đọng châu thổ (Valter Axelsson), và các quá trình ven biển (John O. Norrman). Điều này đã phát triển thành "Trường Đại học Địa lý tự nhiên Uppsala".[31]

Địa mạo học đương đại

Ngày nay, lĩnh vực địa mạo học có phạm vi rộng bao gồm nhiều cách tiếp cận và quan tâm khác nhau.[9] Các nhà nghiên cứu hiện đại nhằm mục đích đưa ra các "định luật" định lượng chi phối các quá trình trên bề mặt Trái Đất, nhưng đồng đều, nhận ra tính độc đáo của từng cảnh quan và môi trường nói các quá trình này hoạt động. Các nhận thức rõ ràng đặc biệt quan trọng trong địa mạo học đương đại bao gồm:

1) không phải tất cả các cảnh quan đều có tể được coi là "ổn định" hoặc "nhiễu loạn", trong đó trạng thái nhiễu loạn này là sự dịch chuyển tạm thời khỏi một vài mục tiêu lý tưởng. Thay vào đó, những thay đổi năng lượng của cảnh quan hiện được xem là một phần thiết yếu trong bản chất của chúng.[32][33]

2) nhiều hệ thống địa mạo học được hiểu rõ nhất về sự ngẫu nhiên của các quá trình xảy ra trong chúng, nghĩa là, phân phối xác suất của cường độ sự kiện và thời gian quay trở lại.[34][35] Chính điều này đã chỉ ra tầm quan trọng của chủ nghĩa quyết định hỗn loạn đối với cảnh quan và các tính chất cảnh quan đy=ược xem xét tốt nhất theo thống kê.[36] Cac quá trình tương tự trong cùng một cảnh quan không phải lúc nào cũng dẫn đến kết quae cuối cùng.

Mặc dù tầm quan trọng của nó làm giảm khả năng địa mạo khí hậu tiếp tục tồn tại như một lĩnh vực nghiên cứu sản xuất có liên quan đến nghiên cứu. Gần đây những lo ngại về sự ấm lên toàn cầu đã dẫn đến một mối quan tâm mới trong lĩnh vực này.[21]

Mặc dù có nhiều sự chỉ trích nhưng mô hình chu kỳ xói mòn vẫn là một phần của khoa học về địa mạo học.[37] Mô hình hoặc lý thuyết chưa bao giờ bị chứng minh là sai,[37] nhưng cũng chưa được chứng minh.[38] Thay vào đó, những khó khắn cố hữu của mô hình đã khiến nghiên cứu địa mại tieean kên theo các dòng.[37] Trái ngược với tình trạng tranh chấp của nó trong địa mạo học, chu trình của mô hình xói món là một cách tiếp cận phổ biến được sử dụng để thiết lập niên đại phủ nhận, và do đó là một khái niệm quan trọng trong khoa học về địa chất lịch sử.[39] Trong khi thừa nhận những thiếu sót của nó, các nhà địa mạo học hiện đại là Andrew Goudie và Karna Lidmar-Bergström đã ca ngợi nó vì sự thanh lịch và giá trị sư phạm tương ứng.[40][41]