ژئومورفولوژی
فهرست مطالب این بخش
۱ تعریف
2 تاریخچه
3 سیر تحول و رشد
4 قلمرو و شاخههای ژئومورفولوژی
5 ژئومورفولوژی ساختمانی
6 ژئومورفولوژی دینامیک
7 ژئومورفولوژی اقلیمی
8 ژئومورفولوژی دیرینه
9 ژئومورفولوژی سیستماتیک
10 کاربردهای ژئومورفولوژی
11 کاربرد ژئومورفولوژی در مطالعات ژئوفیزیک
12 کاربرد ژئومورفولوژی در مطالعات زمینشناسی
13 کاربرد ژئومورفولوژی در مطالعات رسوبشناسی
14 ژئوتوریسم
15 ژئوتوریسم در ایران
تعریف
به طور کلی ژئومورفولوژی علم شناسایی اشکال ناهمواریهای زمین است و به مطالعهی علمی ویژگیهای هندسی سطح زمین میپردازد. اگرچه ویژگیهای هندسی سطح زمین عموماً به آن دسته از شکلهای سطح زمین محدود میشود که در سطح دریا یا در بالاتر از سطح دریا توسعه یافتهاند، ژئومورفولوژی همه ویژگیها یا جنبههای سطحی مشترک بین قشر جامد زمین یا لیتوسفر (سنگکره)، هیدروسفر (آبکره) و اتمسفر (هواکره) را در بر میگیرد. به این ترتیب در ژئومورفولوژی نهتنها شکلهای سطحی قارهها و مناطق حاشیه آنها، بلکه ناهمواریها و شکافهای کف دریاها و اقیانوسها نیز بررسی میشود. به علاوه مشاهده سطح ماه و مریخ و دیگر سیارهها -از نزدیک و با استفاده از سفینههای فضایی- سبب شد که ژئومورفولوژی به بررسی جنبههای خارج از سطح زمین نیز بپردازد و بر گستره مطالعاتی خود بیفزاید. ژئومورفولوژی جدید بیشتر مبتنی بر مقایسه سامانمند اشکال ناهمواریها و نهشتههایی است که موجب تعیین سن آنها میگردد و همچنین تعیین اشکال اولیه و اصلی ناهمواریها و بالاخره شناسایی فرایندها و محیط ریختاقلیمی (مورفوکلیماتیک) هنگامی که ناهمواریها را بوجود آوردهاند، مورد توجه است. همچنین ژئومورفولوژی از مطالعات آماری برای بررسی اشکال ناهمواریها بهره میگیرد و سعی دارد در تحول ناهمواریهای زمین علیرغم پیچیده بودن مساله دینامیک طبیعت، سهم فرایندهای گوناگون ناشی از آب و هوا و پوشش گیاهی و ماهیت سنگها و ساخت زمین و تغییر شکلهای زمینساختی (تکتونیکی) و میراث مراحل اولیه تکامل را از نظر دور ندارد.
تاریخچه
این علم از دیرباز به وسیله جغرافیدانان یونانی بیآنکه عنوان مشخصی داشته باشد شناخته شده بود و بعدها در دوره نوزایی (رنسانس)، توسط لئوناردو داوینچی که مطالعات خود را بیشتر در مورد شکل و ابعاد درهها و رودخانهها بهکار گرفت و برنارد پالیسی که مطالعات خود را بر روی اشکال ناهمواریها مطرح نمود استفاده شده و گسترش یافته است. لئوناردو داوینچی در یادداشتهای خود از روابط مهمی که بین ابعاد درهها و رودخانهها وجود دارد سخن میگوید. افراد دیگری چون سورل در مورد تحول رودخانهها فرضیههای متعددی ارائه داد. سوسر دانشمند سوییسی مطالعات خود را درباره یخچالها و رسوبات ناشی از آن دنبال نمود و ثابت کرد که دامنه گسترش یخچالها در گذشته بیشتر از امروز بوده است. در فرانسه افراد دیگری چون دولانوئه و مارژری کتابی بهنام «مقدمهای بر ژئومورفولوژی» تالیف نمودند و بدین ترتیب این علم بهعنوان یکی از علوم مهندسی معرفی گردید. در سده نوزدهم ژئومورفولوژی یکی از شاخههای نظاممند علوم مربوط به زمین میگردد.
سیر تحول و رشد
کاربرد ژئومورفولوژی در اوایل قرن ۱۹ بهوسیله مهندسین هیدرولیک که مأمور ایجاد کانالهای آبی و تنسیق رودخانهها بودند، مورد توجه قرار گرفت و ژئومورفولوژی دینامیکی نیز در تنظیم طرحهای ایمنی و حفاظت راهها مورد توجه مهندسین عمران ناحیهای واقع شد، از جمله مهندس سورل در سال ۱۸۷۲ نظریه جدیدی در مورد چگونگی تحول و تکامل و دگرگونی رودخانهها ارائه داد. و مهندس دوس آبشناس معروف در سال ۱۸۴۱ مفهوم نیمرخ متعادل رودخانهها را بیان داشت.
جنگلبانان نیز به نوبه خود دریافتند که در جهت مبارزه علیه فرسایش خاک به وسیله سیلابها میتوان از علم ژئومورفولوژی کمک گرفت و به همین منظور در سده نوزدهم درخت کاری حوضههای سیلابی متداول گردید.
پژوهشهای علمی ژئومورفولوژی از اواخر سده ۱۸ آغاز گردیده بود و سوسور اهل ژنو ضمن بررسی یخچالها و اشکال نهشتههای یخچالی دریافته بود که گسترش یخچالها در گذشته فوقالعاده بیشتر از عصر حاضر بوده است؛ مطالعات نامبرده در سده ۱۹ به وسیله یک سوئیسی دیگر به نام آگاسیز دنبال شد.
زمینشناسان نیز به نوبه خود در جهت تعیین تاریخ زمین شناسی، تحول ناهمواریها را مورد توجه قرار دادهاند. چنانچه در اواخر قرن ۱۸ هوتون مبتکر این روش بوده و تحقیقات نامبرده چند سال بعد به وسیله پلیفر و جیکی و لئیل دنبال شده است. در اواسط قرن ۱۹ زمین شناسان انگلیسی نخستین کسانی بودن که مفهوم پیدایش دشتگون را بیان داشتهاند.
در کشور فرانسه ژنرال دولانوئه و مارژری که اولی توپوگراف و دیگری زمینشناس بود، اشکال کلاسیک ناهمواری ژورایی را با توجه به ساختهای چین خورده آن بررسی کردهاند و در سال ۱۸۸۸ کتال جالبی تحت عنوان مقدمهای بر ژئومورفولوژی به چاپ رسانیدهاند.
در ایالات متحدهٔ آمریکا، کشف قسمتهای نیمه خشک غرب به پوول اجازه داد که ضمن بازبینی زمینی کیفیت تخریب رودخانهای را در کانیون کلرادو تجزیه و تحلیل کند، و همچنین ژیلبرت در این زمینه سازوکار آبهای جاری را تعیین کرده و ماک جی نیز نقش آبهای جاری سفرهای شکل را بررسی نموده است.
این قبیل بررسیها بعداً به وسیله ویلیام موریس دیویس نظریهپرداز معروف تکمیل گردیده و نامبرده تئوری معروف چرخه فرسایش را پیشنهاد میکند و با ارائه این نظریه، ژئومورفولوژی وارد مرحله جدیدی میشود و دیویس شخصیت علمی جهانی پیدا میکند.
قلمرو و شاخههای ژئومورفولوژی
اشکال موجود در زمین حاصل و عمل مشترک دینامیک درونی و دینامیک بیرونی زمین میباشند. ناهواریهای اولیه یا اصلی زمین بر اثر دخالت نیروهای درونی بهوجود میآیند. بنابراین اشکال اولیه ناهمواریها حاصل دخالت مستقیم دینامیک درونی زمین است. دینامیک بیرونی زمین نیز در ارتباط با شرایط اقلیمی در حالتهای مختلف بر سطح زمین اثر کرده و اشکال آن را در طول زمان، متناسب با ماهیت اشکال اولیهو مکان قرارگیری آنها در سطح زمین تغییر داده و چهرهی جدیدی به آنها میدهد. در مطالعهٔ ناهمواریهای پوسته جامد زمین میتوان سه ناحیه به شرح زیر تشخیص داد:
زمینهایی که در آب فرو رفتهاند (اعماق دریاها و دریاچهها).
زمینهایی که خارج از آب هستند یعنی خشکیها.
ناحیه تلاقی این دو یعنی ساحل که خود قلمرو ویژهای است.
ژئومورفولوژی دارای زیرشاخههایی چون ژئومورفولوژی ساختمانی، ژئومورفولوژی دینامیک، ژئومورفولوژی اقلیمی و ... است.
ژئومورفولوژی ساختمانی
ژئومورفولوژی ساختمانی (Structural Geomorphology) ناهمواری را در رابطه با ساختمان زمینشناسی بررسی میکند و سپس اشکال ساختمانی را طبقهبندی مینماید واز ماهیت سنگها و طرز قرار گرفتن آنها و پدیدههایی که از عمل تکتونیک (مانند خمیدگیهای طبقات، شکستگیها، چینها و...) حاصل میشود، بحث میکند. بهعبارت دیگر خطوط اصلی پیکرشناسی ساختمان زمین از طبیعت سنگها و نظم و ترتیب آنها شناخته میشود و میتوان گفت قسمت عمده شکل گیریهای پوسته زمین به وسیله این علم شناخته میشوند. چنانچه ناهمواری را در رابطه با ساختمان زمینشناسی مطالعه کنیم و اشکال ساختمانی را طبقهبندی و تعریف نماییم با ژئومورفولوژی ساختمانی سر و کار خواهیم داشت. به عبارت دیگر اصول پیکرشناسی ساختمان زمین به کمک طبیعت سنگها یعنی ساختمان سنگشناسی و نظم و ترتیب آنها، (یعنی ساختمان زمینساخت) مورد مطالعه قرار میگیرند.
ژئومورفولوژی دینامیک
ژئومورفولوژی دینامیک (Dynamic Geomorphology) به نقش عوامل سازنده دینامیک بیرونی و چگونگی عملکرد آنها بهترتیب دخالت زمانی و به تفکیک عامل میپردازد. مهمترین عوامل دینامیک بیرونی دما و بارش و تغییرات فیزیکی آنها بر حسب زمان و مکان میباشندکه بهصورت عوامل حمل مانند آبهای جاری، باد و یخچالها موجب کندهکاری ناهمواریها گشته و کم و بیش موجب تخریب و از بین رفتن آنها میگردند، مطالعه این گونه عوامل، ژئومورفولوژی دینامیک یا فرسایشی را تشکیل میدهد که گاهی به آن با کمی تفاوت در معنی عبارت ژئومورفولوژی دورهای اطلاق میشود.
ژئومورفولوژی اقلیمی
ژئومورفولوژی اقلیمی (Climate Geomorphology) از زیرشاخههای دانش ژئومورفولوژی است که ناهمواریهای زمین را در رابطه با اثر اقلیم در ارتباط با ساختمان زمینشناسی بررسی میکند و ظهور اشکال ناهمواری را از طریق فرسایش تفریقی بیان مینماید. ژئومورفولوژی اقلیمی دنبالهی ژئومورفولوژی دینامیک است. زیرا ژئومورفولوژی دینامیک تضاد عملکرد پدیدههایی را در سطح زمین مطالعه میکند که بین عوامل و فرایندهای فرسایش حاصل شدهاند. ژئومورفولوژی اقلیمی بهنحوی چهرهی ظاهری ناهمواریها را بررسی میکند. در حالی که ژئومورفولوژی ساختمانی، استخوانبندی ناهمواری را در ارتباط با اهمیت نسبی و نظم و ترتیب تودههایی از سنگ مطالعه مینماید که در برابر فرسایش مقاومتهای متفاوتی دارند.
ژئومورفولوژی دیرینه
ژئومورفولوژی دیرینه (Paleogeomorphology) وضعیت ناهمواریهای گذشته زمین را مورد بررسی قرار میدهد و دانشمندان علوم زمین از تجزیه و تحلیل آنُ تاریخ زمین را مورد مطالعه قرار میدهند. همچنین علم خاکشناسی دیرینه (پالئوپدولوژی) در مطالعات ژئومورفولوژی دیرینه مورد استفاده قرار میگیرد. در ژئومورفولوژی دیرینه، ناهمواریهای گوناگونی مورد مطالعه قرار میگیرد که عبارتند از: ناهمواریهای بهجا مانده، ناهمواریهای دفنشده و ناهمواریهای از زیرخاک درآمده.
ژئومورفولوژی سیستماتیک
ژئومورفولوژی سیستماتیک (Systematic Geomorphology) به دانش ردهبندی چشماندازهای طبیعی اطلاق میشود. از آنجا که پیچیدگی عارضههای سطح زمین گیجکننده است، ردهبندی آنها کار سادهای نیست و به طور معمول این کار بر اساس برخی نظریات تکاملی انجام میشود.
کاربردهای ژئومورفولوژی
ژئومورفولوژی با سایر رشتههای علوم طبیعی چون هیدرولوژی، کشاورزی، آب و هوا، جنگل و مرتع، مهندسی رودخانهها و نیز خاکشناسی و سنگشناسی ارتباط دارد و در توجیه مسائل از این علوم بهره میبرد. بههمین جهت پس از جنگ جهانی دوم، ژئومورفولوژی کاربردی (Applied Geomorphology) در اغلب کشورهای جهان با روش سیستماتیک و با اهمیت خاص مورد توجه قرار گرفته است و بررسی عوامل گوناگون را بهطور ترکیبی مدنظر میگیرد و میتواند پاسخگوی نیازهای برنامههای علوم طبیعی باشد.
کاربرد ژئومورفولوژی در مطالعات ژئوفیزیک
ژئومورفولوژی با فراهم آوردن مقدمات لازم جهت استفاده از روشهای پرخرج مانند سونداژهای بازشناسی که در ژئوفیزیک رایج است و یا هدایت آنها از برتری خاصی برخوردار است. به این ترتیب که استفاده از روشهای ژئوفیزیک و سونداژهای بازشناسی به هزینههای بسیار زیادی نیاز دارد. با توسل به روشهای ژئومورفولوژی میتوان محلهای مناسبی را انتخاب کرد که احتمال توفیق بهکارگیری از روشهای مذکور در آن بیشتر باشد. بدین ترتیب از هدر رفتن هزینههای سنگین در اعمال روشهای ژئوفیزیک جلوگیری میشود.
کاربرد ژئومورفولوژی در مطالعات زمینشناسی
زمینشناسانی که اطلاعات کافی از اصول ژئومورفولوژی دارند به کمک دادههای حاصل از مطالعات اشکال ناهمواریها، خطوط اصلی اشکال تکتونیک را که از مهمترین موضوعات زمینشناسی است، مشخص میکنند. همچنین کاربرد ژئومورفولوژی در زمینشناسی و تفسیر عکسهای هوایی به منظور شناسایی برونزدها اهمیت دارد که به فتوژئولوژی معروف است. استفاده از عکسهای هوایی بیشتر در در مشخص نمودن واحدهای لیتولوژیک و وضع استقرار آنها نسبت بههم میباشد که به رخساره و ماهیت سنگها پی میبریم. همچنین در پژوهشهای زمینشناسی که بر پایه اصول منطقی استوار باشد، کشف معادن بزرگ مانند مس، طلا، نفت و... به سهولت و به سرعت امکانپذیر میشود.
کاربرد ژئومورفولوژی در مطالعات رسوبشناسی
ویژگی سنگهای رسوبی با نوع و جنس مواد تشکیل دهنده آنها و با کیفیت انباشتهشدن این مواد روی یکدیگر و نوع تغییر شکل آنها و تبدیل مواد به سنگ (دیاژنز) در ارتباط است. گرچه مرحله تبدیل مواد به سنگهای رسوبی یعنی مرحله دیاژنز در قلمرو مطالعات زمینشناسی قرار میگیرد، ولی در مرحله اولیه آن یعنی نحوه پیدایش مواد تشکیل دهنده رسوبات و چگونگی حمل و رسوبیافتن آنها در قلمرو مطالعات ژئومورفولوژی قرار دارد. ماهیت سنگهای رسوبی از نظر توصیفی که به پتروگرافی معروف است و همچنین از جهت اندازه دانههای تشکیل دهنده آن که دانهبندی خوانده میشود مستقیماً به عوامل ژئومورفولوژی مربوط میشود. همچنین مورفوژنز، با تخریب و فرسایش سنگهای مادر، نوع و مقدار مواد را که به حوضههای رسوبی میرسد تنظیم و هدایت میکند.
ژئوتوریسم
ژئوتوریسم (به انگلیسی: Geotourism) یا زمینگردشگری از دو بخش ژئو و توریسم تشکیل شدهاست بخش ژئو جاذبههای زمین شناسی، ژئومورفولوژی و میراث معدنکاری را شامل میشود و بخش توریسم آن به عنوان موضوعی چند رشتهای، تمامی زیرساختهای صنعت گردشگری از جمله تفسیر، مدیریت، اقامت، تورها و... شامل میشودو بهطور کلی با جاذبههای طبیعت بی جان سروکار داردمخاطبان ژئوتوریسم نه تنها متخصصان و کارشناسان زمین شناسی و ژئومورفولوژی، بلکه گردشگران عادی و علاقمندان طبیعت هستند. در جریان فعالیتهای ژئوتوریسمی، بازدیدکنندگان ضمن بازدید از پدیدههای زیبا و ویژه زمین شناسی و ژئومورفولوژی، با مبانی پیدایش آنها آشنا شده اهمیت وجودی آنها را درمییابند.
گردشگری از عوامل اصلی توسعه پایدار در سطوح اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و زیست محیطی است. ژئوتوریسم زیر مجموعه توریسم پایدار بوده و هدف آن حفظ منابع گردشگری در مقاصد است. یعنی هدایت گردشگران به نحوی که محل مورد بازدید برای نسلهای آینده هم همانطور باقی مانده و قابل استفاده باشد.
طبیعت دائم توسط فرسایش آبی و بادی در حال تنوع و دگرگونی است. این دگرگونی توسط خود عوامل فرسایش شکل میگیرد نه انسان، مهمترین عوامل پیدایش رخنمونها، اشکال و جلوههای زمین که موجب جلب گردشگران علاقهمندان به پدیدههای طبیعی میگردد، عبارتند از:
فرسایشها
آتشفشانها
چینخوردگیها و گسلهها
گنبدها و بلورهای نمکی
تپههای مرجانی
فرسایش مهمترین عامل ایجاد و شکل گیری پدیدههای زمین شناسی و ژئومورفولوژی، محسوب میشود. فرسایش آبی و بادی، تغییر درجه حرارت و تبلور کانیها از عمدهترین محرکهای عمل فرسایش در سطح زمین است. بارش برف و باران، رگبارهای فصلی، امواج دریا، پیشروی و پسروی آب دریاها، تغییر مسیر رودخانهها، جریان سیلابها، نفوذ آب در لایههای زمین و انحلال سنگها و رسوبات آهکی، سیلتی، مارنی و ماسهسنگی و شکل گیری غارها و حفرهها و دریاچهها و سفرههای آب زیرزمینی، نفوذ آب در سنگها، انجماد و تخریب آنها از جمله عواملی است که چهره طبیعت را دائم تغییر داده و رخنمونها و جلوههای رنگارنگ کانیها لایههای مختلف زمین را بیشتر نمایان میسازد.
ژئوتوریسم در ایران
ایران باتنوع زمین شناختی، اقلیم متنوع و ویژگیهای زمینشناسی گوناگون وطبیعت بی جان بینظیر، میتواند از پدیدههای زمین شناختی (ژئوتوپها) در سراسر کشور مانند غارها، تنگهها، درهها، مناطق فسیلی، درههای نشستی، شکافهای بزرگ زمین شناسی، سازندهای زمین شناختی، گلفشانها، زمینهای کارستیک، انواع کانیها، هرمهای ماسهای، سواحل صخرهای – سنگی، معادن باستانی، کلوتها و غیره بعنوان میراثهای زمین شناختی و ژئومورفولوژی در قالب ژئوسایتهای بالقوه متعدد پس از تدارک زیرساختهای گردشگری به عنوان ابزاری کار ساز در راستای توسعه ژئوتوریسم و تاسیس ژئوپارکها مورد استفاده قرار دهد.