วิวัฒนาการของภูมิทัศน์

วิวัฒนาการของภูมิทัศน์คือการพัฒนาภูมิประเทศในระยะยาวผ่านการแข่งขันระหว่างการยกตัวของเปลือกโลกและการกัดเซาะ รวมถึงสภาพภูมิอากาศที่เป็นตัวปรับสมดุล ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงหลายพันถึงหลายล้านปี

Definition

วิวัฒนาการของภูมิทัศน์คือการเปลี่ยนแปลงของรูปร่างพื้นผิวโลกเมื่อเวลาผ่านไป อันเป็นผลมาจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างการยกตัวของเปลือกโลก การกัดเซาะและการทับถมบนพื้นผิว และแรงขับเคลื่อนจากสภาพภูมิอากาศ

Scope

หัวข้อนี้สังเคราะห์กระบวนการบนพื้นผิวโลกเข้ากับการวิวัฒนาการระยะยาวของภูมิทัศน์: การทำงานร่วมกันของการยกตัวของเปลือกโลก ภูมิอากาศ และการกัดเซาะ, แนวคิดเรื่องสมดุลและภูมิประเทศ, การใช้ลักษณะภูมิประเทศเพื่ออ่านประวัติศาสตร์ธรณีแปรสัณฐานและภูมิอากาศ (ธรณีสัณฐานวิทยาธรณีแปรสัณฐาน), และแบบจำลองเชิงตัวเลขของการวิวัฒนาการภูมิทัศน์ ถือเป็นจุดสิ้นสุดแบบบูรณาการของธรณีสัณฐานวิทยา

Core questions

• การยกตัว การกัดเซาะ และสภาพภูมิอากาศมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรในการควบคุมภูมิประเทศ?
• ภูมิทัศน์เข้าสู่สภาวะคงที่หรือไม่ และภูมิประเทศบันทึกอะไรไว้?
• ลักษณะภูมิประเทศสามารถนำมาใช้เพื่ออนุมานอัตราการเปลี่ยนแปลงทางธรณีแปรสัณฐานและภูมิอากาศได้อย่างไร?

Key theories

วัฏจักรการกัดเซาะเทียบกับสมดุลพลวัต

วัฏจักรการกัดเซาะตามขั้นตอนของเดวิส ซึ่งแผ่นดินที่ยกตัวขึ้นจะถูกกัดกร่อนลงไปเรื่อยๆ ถูกท้าทายด้วยมุมมองที่ว่าภูมิทัศน์สามารถเข้าสู่สมดุลพลวัตได้ ซึ่งการกัดเซาะจะสมดุลกับการยกตัว และรูปร่างยังคงค่อนข้างคงที่

ธรณีสัณฐานวิทยาธรณีแปรสัณฐาน

เนื่องจากกระบวนการบนพื้นผิวตอบสนองต่อการยกตัว ลักษณะภูมิประเทศ เช่น รูปแบบแม่น้ำ ลานตะพัก และหน้าผารอยเลื่อน บันทึกอัตราและรูปแบบของการเปลี่ยนรูปทางธรณีแปรสัณฐาน ทำให้ธรณีสัณฐานวิทยาสามารถหาปริมาณธรณีแปรสัณฐานที่กำลังดำเนินอยู่ได้

Mechanisms

ธรณีแปรสัณฐานจัดหาหินและภูมิประเทศผ่านการยกตัว ในขณะที่สภาพภูมิอากาศกำหนดอัตราและรูปแบบของการกัดเซาะที่กำจัดหินออกไป เมื่อการยกตัวและการกัดเซาะสมดุลกัน ภูมิทัศน์สามารถเข้าสู่สภาวะคงที่ซึ่งระดับความสูงเฉลี่ยคงที่โดยประมาณ แม้ว่าวัสดุจะถูกกำจัดออกไปอย่างต่อเนื่อง การหาปริมาณอัตราเหล่านี้ด้วยการหาอายุและการวิเคราะห์ภูมิประเทศ และการจำลองด้วยแบบจำลองวิวัฒนาการภูมิทัศน์ เผยให้เห็นว่าภูมิประเทศพัฒนาขึ้นอย่างไรและบันทึกอะไรเกี่ยวกับแรงขับเคลื่อนในอดีต

Clinical relevance

การวิเคราะห์วิวัฒนาการของภูมิทัศน์ช่วยหาปริมาณอัตราการกัดเซาะที่เกี่ยวข้องกับการจัดการดินและอ่างเก็บน้ำ ระบุรอยเลื่อนที่ยังคงเคลื่อนไหวและการยกตัวเพื่อประเมินอันตราย และให้บริบทระยะยาวสำหรับการตีความการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมและภูมิอากาศในปัจจุบัน

History

วัฏจักรการกัดเซาะของเดวิสครอบงำแนวคิดเกี่ยวกับภูมิทัศน์ในช่วงปี 1900 แต่ถูกวิพากษ์วิจารณ์โดยจอห์น แฮก และคนอื่นๆ ในช่วงกลางศตวรรษที่ยี่สิบ ซึ่งเน้นย้ำถึงสมดุลพลวัต การเพิ่มขึ้นของการหาอายุเชิงปริมาณ ภูมิประเทศดิจิทัล และแบบจำลองเชิงตัวเลขได้ทำให้วิวัฒนาการของภูมิทัศน์และธรณีสัณฐานวิทยาธรณีแปรสัณฐานกลายเป็นสาขาวิชาที่เข้มงวดและสามารถคาดการณ์ได้

Debates

การมีอยู่และความชุกของสภาวะคงที่ทางภูมิประเทศ

การที่ภูมิทัศน์จริงมักจะเข้าสู่สภาวะคงที่ที่แท้จริงซึ่งการยกตัวและการกัดเซาะสมดุลกัน หรือมักจะอยู่ในภาวะปรับตัวชั่วคราวต่อการเปลี่ยนแปลงทางธรณีแปรสัณฐานและภูมิอากาศ ยังคงเป็นคำถามที่ยังมีการถกเถียงกันอยู่

Key figures

• William Morris Davis
• Douglas Burbank
• Robert S. Anderson
• John Hack

Seminal works

• davis1899
• burbankanderson2011

Frequently asked questions

เทือกเขาสามารถคงความสูงเท่าเดิมได้หรือไม่ในขณะที่ถูกกัดเซาะอย่างต่อเนื่อง?

ได้ หากการยกตัวของเปลือกโลกเพิ่มหินในอัตราเดียวกับการกัดเซาะที่กำจัดออกไป เทือกเขาสามารถคงระดับความสูงที่ค่อนข้างคงที่ในสภาวะคงที่พลวัตได้ แม้ว่าอนุภาคแต่ละส่วนจะถูกกัดกร่อนออกไปอย่างต่อเนื่องก็ตาม