Erosionscykel
Den geografiska cykeln , eller erosionscykeln , är en idealiserad modell som förklarar utvecklingen av relief i landskap . Modellen börjar med erosionen som följer på landhöjningen över en basnivå och slutar, om förhållandena tillåter, i bildandet av en peneplain . Landskap som visar tecken på mer än en erosionscykel kallas "polycykliska". Erosionscykeln och några av dess associerade koncept har, trots sin popularitet, varit föremål för mycket kritik.
Beskrivning
William Morris Davis , upphovsmannen till modellen, delade upp den i stadier vars övergång sker gradvis. Modellen börjar med ett upplyft eller att bli upplyft landskap. Sedan definierade Davis ett ungdomligt stadium där flodsnitt är den dominerande processen som formar landskapet. Under den ungdomliga scenhöjden ökar skillnaderna mellan högland och dalbottnar snabbt. Det ungdomliga stadiet följs av ett moget stadium där höjdskillnaderna mellan dalbottnar och högland är som störst. I det mogna stadiet blir lutningens nedgång ett viktigare fenomen, och höglandet tappar höjd snabbare än floder skär sig, vilket effektivt minskar lättnaden. I det allra senaste skedet har erosionen agerat så länge att landskapet, trots sin ursprungliga höjd, reducerats till ett böljande lågland . Detta landskap med låg relief kallas en peneplan och kan innehålla resthöjder som sticker ut från den allmänna nivån. Peneplanet kan lyftas upp, vilket startar en andra erosionscykel.
Davis erkände att en hel cykel var ett specialfall och att den initiala höjningen inte nödvändigtvis var snabb eller följdes av en längre period av lugn. Men, som Walther Penck påpekade, använde Davis och hans anhängare vanligtvis ett snabbt upplyftande och lugnande tillvägagångssätt för att förklara landskap. Detta innebär att modellen, som de flesta förstår, antar en snabb och episodisk tektonisk lyftning. Ett annat kännetecken för modellen är att sluttningar utvecklas med nedgång, med initialt branta sluttningar som slits ut av erosion och bildar successivt mjukare sluttningar. Svagheter med modellen är att den mestadels är teoretisk och deduktiv till sin natur och att den inte tar hänsyn till komplexiteten i tektoniska rörelser eller klimatförändringar . Ytprocessernas karaktär är också dåligt representerad av modellen. Modellen i sin ursprungliga form är avsedd att förklara reliefutvecklingen i tempererade landskap där erosion av rinnande vatten antas vara av största vikt. Ändå har erosionscykeln utökats, med modifieringar, till torra , halvtorra , savana , selva , glaciala , kust- , karst- och periglacialområden . Louis C. Peltier skrev 1950 att erosionscykeln i maritima och boreala klimat var den enda som inte hade beskrivits i detalj.
| Miljö | Föreslagen av | Detaljer |
|---|---|---|
| Torr | Davis , 1905 | I början av erosionscykeln i torrt klimat finns det många små bassänger dit material tvättas under de knappa nederbörden. I nästa steg ( ungdomsstadiet ) utvecklas dalar och högland dissekeras av dessa. Svaga sluttningar och bassänger samlade material från höglandet. I det mogna stadiet smälter dräneringsbassängerna samman. I slutet nås ett stadium där terrängen har förlorat mycket av sin lättnad och tömningshålen stör dräneringssystemen och bryter upp den i lokala system. Under alla stadier kan sand och damm exporteras av vinden till andra landskap. |
| Selva | Bomull , 1942 | Regnskog hindrar erosion av bergssluttningar. Bergssluttningar har tjock jord. |
| Halvtorrt | Bomull , 1942 | Bildar tillsammans med savanncykeln mellancykel mellan de "normala" och torra torra varianterna. |
| Savann | Bomull , 1942 | Förknippas med inselbergs och pediplains . Floder är inte inskurna för att erodera färsk sten, eroderar istället "röda jordar" och vittrad regolith . Plana ytor i savannlandskap eroderas av flodens laterala migration och av regelbundna översvämningar som leder till borttvättning av fina partiklar. Den övergripande effekten en gradvis sänkning av denna yta. Stora inselbergs är polycykliska, men mindre tor är nyare funktioner. |
| Kust | Johnson , 1919 | Alternativa modeller föreslås för strandprofiler : en för strandprofiler vid uppkomst och en annan för strandprofiler för nedsänkning. En kompletterande modell kan tillämpas på strandlinjer där olika delar kan ha genomgått nedsänkning och uppkomst. |
| Glacial | Davis, 1900 | Erosionens glaciala cykel handlar om bergiga regioner och saknar ett gammalt stadium eftersom Davis hävdar att inget mer utvecklat än mogna glaciala landskap existerar för närvarande. En glacial cykel av erosion börjar med ett pre-glacialt landskap. Med tiden eroderar dalglaciärer den underliggande stenen i olika takt, vilket skapar dalar och glaciärer som är mer förankrade än andra. Allt eftersom tiden går når de mindre förankrade glaciärerna samma nivåer av förskansning som de mer förankrade, eftersom ju djupare en glaciär eroderar, minskar dess erosiva kraft. I ett moget stadium bildar dalar slätsidiga dalar. |
| Karst | Cvijić , 1918 | Erosionscykeln i karstregioner har tre faser. Först löses de övre delarna av frakturer upp, förstoras och fylls med vatten. Normala floddalar utvecklas på ytan, små poljer kan finnas. Därefter, omdirigering av vatten genom tillväxten av ett karstsystem desorganiserade det fluviala dräneringsmönstret, med dalbottnar som utvecklade stora dolines och uvalas . Åsar mellan uvalor försvinner gradvis när dessa landformer smälter samman. Om berggrunden är underliggande av olösligt berg, kommer normala floddalar långsamt att återuppstå när de underjordiska flodsystemen når det olösliga berget. I slutändan visas lösliga bergarter endast som isolerade kullar. I motsats till Davis ursprungliga erosionscykel, slutar karstcykeln inte i bildandet av en peneplain . |
| Periglacial |
Troll , 1948 Peltier, 1950 |
Den periglaciala erosionscykeln börjar med ett icke-periglacerat landskap. En gång perglacierad massförlust av regolit exponerar berggrunden i de övre sluttningarna. Berghällarna utsätts sedan för frostvittring som gör att sluttningar drar sig tillbaka och bildar vidsträckta blockfält vid basen av berggrundsområdena. I ett senare skede solfluktion ner toppar och fyller ut topografiska låga nivåer. |
Historia
Bakgrund
Det hade funnits några idéer om cyklisk erosion i den grekisk-romerska världen och sedan i den islamiska världen och Europa under medeltiden . Men de omedelbara influenserna från William Morris Davis , skaparen av modellen för erosionscykeln, var amerikanska upptäcktsresande från 1800-talet. Slutet på det amerikanska inbördeskriget (1861–1865) ledde till ett återupptagande av utforskningen av västra USA. Tre upptäcktsresande, John Wesley Powell , Clarence Edward Dutton och Grove Karl Gilbert , skrev om geomorfologin och geologin i landskapen de mötte. Det var från dessa verk som Davis lånade många begrepp som användes för att konstruera modellen.
Det har hävdats att Davis också var influerad av idéer från biologifältet, särskilt den neo-lamarckska tanken som var aktuell i slutet av 1800-talets USA. Man tror att Davis fick en del av detta neo-lamarckiska inflytande från sin lärare, Nathaniel Shaler . Andra biologiska teorier som kan ha format erosionscykeln är de om ortogenes och rekapitulation som båda är kopplade till neo-lamarckianism. Darwins evolutionsteori var ett mindre inflytande i förhållande till nylamarckismen. Effekten av dessa idéer kan antydas i modellernas användning av begreppet "evolution" snarare än "förändring", vilket innebär en förutsägbar riktning för förändring av landskap och landform. Det har hävdats att "Davis medvetet tillämpade darwinismen på landskapet".
Tidig hyllning och kritik
Davis tänkte på en erosionscykelmodell på 1880-talet medan han studerade Appalacherna i Pennsylvania och Virginia . Davis skrev ner Cycle of erosion-teorin i detalj för första gången 1889. Mer färdigutvecklad 1900 fick den stor hyllning, men blev aldrig allmänt accepterad. Den initiala entusiasmen och styrkan hos erosionscykelmodellen har tillskrivits olika orsaker. För det första gav modellen ett ramverk för att studera områden och epoker i jordens historia där erosion är den dominerande processen. För det andra passade modellen väl in i den stora evolutionära tanke som hade uppstått på 1800-talet med Darwins evolutionsteori . Slutligen kan viss popularitet tillskrivas Daviss klarsynta skrivstil. Modellen uppnådde sin största popularitet under perioden 1900–39 då många studier om denudationskronologi baserade på modellen publicerades. I dessa studier identifierades vanligtvis två till fem erosionscykler. Tillvägagångssättet att göra denudationskronologi med modellen för erosionscykel förlorade popularitet från 1930-talet och framåt. Förmodligen var det så eftersom tillvägagångssättet inte gav några oförutsebara insikter. Ett ökande antal geomorfologer hade börjat studera processer som sker i nuet och inte i det förflutna som man gjorde med modellen för erosionscykeln. Dessa processgeomorfologer insåg snart att några av deras observationer var i strid med Davis modell. Andra geomorfologer vände sig bort från erosionscykeln för att istället arbeta med klimatisk eller tektonisk geomorfologi .
Modellen spred sig snabbt. 1901 använde Hans Reusch den för att förklara den böljande platån i södra Norge. Mycket influerad av Davis Walter Wråk flyttade för att studera reliefen av de norra Skandinaviska bergen och beskrev bland annat Borsu-ytan . Den första studien av Kinas topografi med hjälp av modellen publicerades 1907 av B. Willis och medarbetare. Idén om erosionscykeln spreds bland högskole- och universitetsstudenter med en serie läroböcker som publicerades på 1890- och 1900-talen. Enligt Sheldon Judson tenderade rapporter om regional geologi fram till andra världskriget att innehålla korta omnämnanden av den lokala cykeln av erosion och peneplanisering .
Medan modellen till en början var allmänt accepterad bland anglosaxiska forskare, mötte den i Kontinentaleuropa visst motstånd med tyska forskare Albrecht och Walther Penck , Siegfried Passarge och Alfred Hettner som stod ut som tidiga motståndare till modellen. Trots Davis ansträngningar, som inkluderade att översätta hans arbete till tyska, vara gästprofessor i Berlin och turnera stora delar av Europa, slog erosionscykeln aldrig fast rot i Tyskland. Walther Penck kom att skapa en alternativ modell med sina egna grundsatser. Walthers idéer publicerades postumt 1924 av hans far, Albrecht. I Walthers modell är relief formad som en funktion av denudation/upplyftningshastigheten. Davis, en vän till Walthers far, var kritisk till Walthers nya modell. Davis granskning av Walther Pencks andra publikation i ämnet lämnade en förvrängd syn på Pencks idéer bland senare arbetare. Detta beror på att Davis missförstod och översatte delar av tidningen fel, varför Davis inte är en adekvat kritiker av Pencks arbete.
År 1960 ansåg Sheldon Judson att amerikanska geografer i stort sett hade övergett konceptet och flyttat för att studera landskap och landskapsformer ur en process och statistisk synvinkel. Eiju Yatsu noterade dock att trots många geomorfologers avsikt att överge Davisian idéer efter andra världskriget, slutade många med att återvända till dem med vissa modifieringar.
Intensifierad kritik (1960-talet)
En alternativ cykelteori föreslogs av Lester Charles King på 1960-talet. Medan Kings idéer var ett försök att vederlägga Davis erosionscykel, var de själva av cyklisk natur och bidrog till att inleda en våg av kritik på 1960-talet mot både hans och Davis modeller. Denna kritik har kallats "Davis bashing" av Cliff Ollier och utgör för Ollier ett förlöjligande av cykliska teorier inom geomorfologi utan att någon alternativ modell har föreslagits. Sedan Davis idéer misskrediterades andra forskningsområden, som den av klimatisk geomorfologi , attackerades av deras upplevda association till den.
Begreppen tid, höjning, lutning och dräneringsdensitetsutveckling i erosionscykeln har kritiserats. Vidare har giltigheten av vissa hela begrepp som är associerade med erosionscykeln ifrågasatts, inklusive bäckens grad , lutningens nedgång , basnivån och framför allt peneplains .
Genom att skriva 1971 sammanfattade geomorfologen Ronald Flemal situationen på följande sätt:
- För närvarande är geomorfologer indelade i tre läger: de som fortfarande håller fast vid Davisian begrepp, antingen i den ursprungliga eller en modifierad form; de som önskar ersätta Davisian idéer med en annan cyklisk erosionsmodell; och de som avvisar cyklisk erosion helt.
Modern status
Trots avsevärd kritik har cykeln av erosionsmodell förblivit en del av vetenskapen om geomorfologi . Modellen eller teorin har aldrig bevisats fel, men inte heller har den bevisats. Modellens inneboende svårigheter har istället fått den geomorfologiska forskningen att avancera i andra banor. I motsats till dess omtvistade status i geomorfologi, cykla av erosionsmodell är ett vanligt tillvägagångssätt som används för att fastställa denudationskronologier, och är således ett viktigt begrepp i vetenskapen om historisk geologi . Samtidigt som de erkänner dess brister har de moderna geomorfologerna Andrew Goudie och Karna Lidmar-Bergström berömt den för dess elegans respektive pedagogiska värde. Anthony Orme skrev 2007 att:
- "Fråntagen sitt evolutionära bagage, hade Davisian Cycle of Erosion meriter som en tolkningsövning, och har faktiskt fortfarande meriter som en slutmedlem i en rad möjliga tidsscenarier för jordens ytutveckling."
Se även
Anteckningar
Källor
- Don J. Easterbrook (1999), Ytprocesser och landformer ; Andra upplagan; Kapitel sex
- Chorley, Richard J.; Beckinsale, Robert P.; Dunn, Antony J. (2005) [1973]. "Kapitel tjugotvå". Landformstudiens historia . Vol. Två. Taylor & Francis e-bibliotek.
- Johnson, Douglas Wilson (1919). Shore Processer och Shoreline Development . New York: John Wiley & Sons.
externa länkar
- "Stadier i erosionens fluvialcykel" . Illustrationer redigerade av Association of Polish Geomorphologists. Hämtad 10 januari 2016.