جی آی اس (GIS) یک سیستم الکترونیک برای کسب اطلاعات جغرافیایی است.

جی آی اس (Geographic information system) سیستمی است که با بهره‌گیری از آن، کلیه اطلاعات جمع‌آوری شده به صورت لایه لایه تهیه شده و پس از تفیک و کنترل داده‌ها کلیه اطلاعات توصیفی و مکانی مورد نیاز وارد سیستم می‌شود.

بدین وسیله علاوه بر دسترسی صحیح و سریع به داده‌های موردنیاز در یک حجم وسیع، امکان ارائه و به تصویرکشیدن اطلاعات مکانی و موضوعی در قالب نقشه، جدول و نمودار، ویرایش و بهنگام نمودن داده‌ها ونیز امکان استفاده از داده‌های موجود در جهت اهداف مختلف و براساس نیازهای گوناگون کاربران فراهم می‌گردد. همچنین زمینه‌ای برای شناساندن و معرفی قابلیت‌ها و پتانسیل‌های متعدد و در عین حال، تشخیص خلأ‌های مطالعاتی مناطق مختلف جغرافیایی ایجاد خواهد شد.

جی‌آی‌اس یک سیستم اطلاعاتی است که پردازش آن بر روی اطلاعات مکان مرجع یا اطلاعات جغرافیایی است و به کسب اطلاعات در رابطه با پدیده‌هایی می‌پردازد که به‌نحوی با موقعیت مکانی در ارتباط‌اند. به‌کارگیری این ابزار با امکان استفاده در شبکه‌های اطلاع‌رسانی جهانی، یکی از زمینه‌های مناسب و مساعد در جهت معرفی توان‌ها و استعدادهای کشور در سطح جهانی است.گسترش روزافزون شبکه کاربران این سیستم‌ها از جمله نکات اساسی است که می تواند به قابلیت‌ها و توانایی‌های این سیستم بیفزاید.

در حال حاضر از این سیستم‌ها بسته به نیازهای هر منطقه یا کشور در بخش‌های مختلف (مانند مطالعات زیست‌محیطی، برنامه‌ریزی شهری و شهرداری، خدمات ایمنی شهری، مدیریت حمل و نقل و ترافیک شهری، تهیه نقشه‌های پایه، مدیریت کاربری اراضی، خدمات بانکی، خدمات پستی، مطالعات جمعیتی و مدیریت تأسیسات شهری مثل برق، آب،گاز، و..) استفاده می‌شود و با گذشت زمان و توسعه سیستم‌ها، کاربرد جی‌آی‌اس به کلیه بخش‌های مرتبط با زمین گسترش یافته است.

تاریخچه ایجاد جی ای اس

اولین نمونه از یک جی‌آی‌اس ملّی، جی‌آی‌اس کانادا است که از اواخر1960 به این طرف ‌به صورت پیوسته مورد استفاده قرار گرفته است. در دهه‌های 1970 و1980 میلادی پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای در فناوری جی‌آی‌اس به وجود آمد، به طوری که عبارت «سیستم اطلاعات جغرافیایی» در مورد مجموعه ابزارهایی برای تحلیل و نمایش نقشه‌ها و ادغام فنون و شیوه‌های آماری و نقشه‌ای و کاربرد فراگیرتر آن، بویژه برای تحلیل تأثیرات وخط مشی‌های دولتی به کارگرفته شد.

در حالی‌که سابقه فناوری جی‌آی‌اس درکشورهای غربی ازجمله کانادا وآمریکا به بیش از40 سال می‌رسد، فناوری جی‌آی‌اس در اغلب کشورهای جهان سوم بسیار جوان است.

در ایران، اولین مرکزی که به طور رسمی استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی را در کشور آغاز کرد سازمان نقشه‌برداری کشور بود که در سال 1369 براساس مصوبه مجلس شورای اسلامی، عهده‌دار طرح به کارگیری این سیستم شد.

فعالیت‌های اجرایی پروژه ایجاد سیستم اطلاعات جغرافیایی در وزارت صنایع و معادن، از فروردین 1371 آغاز گردید و هم‌اکنون از این سیستم به طور گسترده در ارتباط با فعالیت‌های آن استفاده می‌گردد.

از دیگر مؤسساتی که در زمینه این سیستم فعالیت می‌کنند می‌توان شهرداری تهران، وزارت مسکن و شهرسازی، وزارت جهاد کشاورزی، مؤسسه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، و سازمان جنگل‌ها و مراتع را نام برد. در دانشگاه‌های کشور تاکنون از این سیستم، چنان که باید، به عنوان یک فناوری با قابلیت بسیار بالا برای در اختیار قراردادن طراحی پروژه‌ها و کاربرد آن در رشته‌های مختلف استفاده نگردیده است.

عناصراصلی تشکیل دهنده سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی

جی‌آی‌اس بر روی هرمی با چهار طبقه زیربنایی ساخته شده است:
– سخت‌افزار: با توجه به مرحله‌ای که مطالعات در آن قرار دارد، کاربران می‌توانند از سخت‌افزارهای موجود در دسته‌بندی زیر استفاده نمایند:
٭ سخت‌افزارهای مرتبط با ورود اطلاعات (صفحه کلید، رقومی‌کننده، اسکنر، و …)،
٭ سخت افزارهای مرتبط با مدیریت اطلاعات (سخت‌افزارهای جانبی رایانه‌ها مانند ماوس، …)،
٭ سخت‌افزارهای مرتبط با خروج نتایج (چاپگرها، رسام‌ها، و …).

– نرم افزار: برای راه اندازی جی‌آی‌اس برنامه رایانه‌ای لازم است. از معروف‌ترین آن‌ها می‌توان به «آرک اینفو»، «آرک ویو»، «اسپانز[8]»، «مپ اینفو[9]» اشاره نمود که دارای توابع عملیاتی متعدد در جهت تجزیه و تحلیل مسائل و محاسبات آماری هستند و عمدتاً توسط شرکت‌های بزرگ رایانه‌ای تولید می‌گردند.

هر یک از این نرم‌افزارها برای مطالعات خاصی برنامه‌ریزی شده و دارای محدودیت‌ها و محاسن خاص خود می‌باشند. در این پژوهش از دو نمونه از نرم‌افزارهای رایج این سیستم (یعنی‌«آرک اینفو» و «آرک ویو» استفاده شده است.

– اطلاعات: بدون اطلاعات نه هدفی وجود دارد و نه پیشنهادی.                  تمرکز توجه روی اطلاعات است. در واقع اکثر فعالیت‌ها برای اطلاعات انجام می‌شود، زیرا اطلاعات قلب جی‌آی‌اس را تشکیل می‌دهد. کیفیت اطلاعات یکی از مهم‌ترین موضوعات قابل توجه و اساسی می‌باشد. کیفیت اطلاعات در ارتباط مستقیم با دقت، صراحت، مبانی علمی، ترکیب اطلاعات، و تحلیل و مدلسازی است.

– سازمان و نیروی انسانی: مهم‌ترین بخش تشکیل‌دهنده جی‌آی‌اس می‌باشد، زیرا سازمان و نیروی انسانی است که عملیات جی‌آی‌اس را کنترل می‌کند. سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای بسیار قوی جی‌آی‌اس بدون پشتیباتی کادر متبحر، به کارآیی مناسب نخواهند رسید.  برای اجرای موفق سیستم، سازماندهی نیروهای متخصص و کارآمد که در جهت اجرا، بهینه نمودن و نهایتاً راهبری سیستم‌ها نقشهای گوناگونی را ایفا می‌نمایند، الزامی است.

”فرآیند تحلیل اطلاعات در سیستم اطلاعات جغرافیایی”

جی‌آی‌اس یک سیستم رایانه‌ای است که چهار قابلیت اساسی را در رابطه با داده‌های زمین مرجع فراهم می‌آورد.
1. ورودی داده‌ها،
2. مدیریت داده‌ها،
3. پردازش و تحلیل داده‌ها،
4. خروجی داده‌ها.

کاربردها و توانایی‌های سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی

بطور اجمال قابلیت‌های جی‌آی‌اس نسبت به سیستم‌های اطلاعاتی مشابه و روش‌های دستی را می‌توان به شرح زیر بیان داشت:
●  قابلیت جمع‌آوری، ذخیره، بازیابی و تجزیه و تحلیل اطلاعات با حجم زیاد؛
● قابلیت برقراری ارتباط بین اطلاعات جغرافیایی (نقشه) و اطلاعات غیرجغرافیایی(جداول اطلاعاتی) و ایجاد امکانات تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی با استفاده از اطلاعات غیرجغرافیایی و بالعکس؛
●  توانایی انجام طیف وسیعی از تحلیل‌ها مانند: روی هم قراردادن لایه‌ها، پیداکردن اشیای مختلف با استفاده از خاصیت نزدیکی آن‌ها به یک شی‌ء خاص، شبیه‌سازی، محاسبه تعداد دفعات وقوع یک حادثه در فاصله مشخص از نقطه یا نقاط معین، و …؛
● داشتن دقت، کارآیی، سرعت عمل زیاد و سهولت در بهنگام‌سازی داده‌ها؛
●  توانایی انجام محاسبات آماری مانند محاسبه مساحت و محیط پدیده‌های مشخص شده؛
●  قابلیت ردیابی و بررسی تغییرات مکان‌های جغرافیایی در طول زمان؛
● قابلیت استفاده برای مکان‌یابی پروژه‌های مختلف.

”کاری از گروه علمی فرهنگی ادنیا”

تغییرات آب‌وهوایی یا تغییر اقلیم یعنی هر تغییر مشخص در الگوهای مورد انتظار برای وضعیت میانگین آب‌وهوایی، که در طولانی‌مدت در یک منطقهٔ خاص یا برای کل اقلیم جهانی رخ بدهد. تغییر اقلیم نشان‌دهندهٔ تغییرات غیرعادی در اقلیم درون اتمسفر زمین و پیامدهای ناشی از آن در قسمت‌های مختلف کرهٔ زمین می‌باشد. برای مثال در یخ‌های قطبی مدت این تغییرات از ده سال تا چند میلیون سال تغییر می‌کند. بخصوص در کاربرد اخیر، در مقوله سیاست محیطی، اصطلاح «تغییر اقلیم» اغلب به تغییراتی که در اقلیم کنونی رخ می‌دهد اطلاق می‌گردد. در برخی موارد، این عبارت با فرض رابطه علت و معلولی بشری نیز بکار می‌رود، همچنان که در کنوانسیون چارچوب تغییر اقلیمی سازمان ملل| UNFCCC مورد استفاده قرار گرفت. کنوانسیون UNFCCC اصطلاح «تغییرات اقلیمی» را برای تغییراتی به کار می‌برد که منشأ غیرانسانی داشته باشند. تغییر اقلیم پدیده‌ای است که در نتیجه فاکتورهایی همچون فرایندهای دینامیکی زمین یا عوامل بیرونی همچون تغییرات در شدت تابش آفتاب یا فعالیت‌های انسانی رخ می‌دهد. عوامل خارجی تأثیرگذار بر اقلیم را اغلب نیروهای اقلیمی می‌نامند و شامل فرایندهایی همچون نوسانات در شدت نور خورشید، انحراف در مسیر حرکت زمین و افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای می‌شود. بازخوردهای ناشی از تغییر اقلیم متغیر می‌باشد و ممکن است سبب افزایش یا کاهش این عوامل درونی شوند. بسیاری از تغییرات درونی در سیستم‌های اقلیمی با تأخیر رخ می‌دهند. زیرا سیستم اقلیمی کرهٔ زمین بسیار بزرگ است و به کندی حرکت می‌کند و به ورودی‌ها با تأخیر پاسخ می‌دهد. برای مثال یک سال خشکسالی تنها سبب کاهش آرام سطح دریاچه‌ها یا خشک شدن حاشیه زمین‌های هموار می‌گردد. در سال‌های بعدی این شرایط ممکن است با کاهش بارش منجر شود که احتمالاً به یک سال خشک‌تر دیگر منجر می‌گردد. وقتی که نقطهٔ بحرانی بعد از x سال فرا می‌رسد، کل سیستم ممکن است به صورت دیگر تغییر کند و این حالت در هر صورت به توقف بارش منجر می‌شود. این نمونه از تغییر اقلیم سریع و برگشت‌پذیر است که به صورت تأخیری رخ می‌دهد.

عوامل تغییر اقلیمی

تغییرات اقلیمی به نوسانات درون محیط زمین، فرایندهای طبیعی موجود در اطراف آن، و تأثیر فعالیت بشر بر آن برمی‌گردد. عوامل خارجی که می‌تواند اقلیم را شکل دهد اغلب نیروهای اقلیمی نامیده می‌شوند شامل فرایندهایی همچون نوسانات در تابش خورشیدی، گردش (وضعی) زمین، و مقادیر (تمرکز) گاز گلخانه‌ای می‌باشند.

نوسانات درون اقلیم زمین

آب‌وهوا در آن و به خودی خود، یک سیستم پویای غیرخطی نامنظم| بی نظم است، اما در بسیاری از موارد، مشاهده می‌شود که اقلیم (یعنی وضعیت میانگین آب و هوا) به درستی ثابت و قابل پیش‌بینی است. این مسئله شامل دمای متوسط، میزان بارش، روزهای آفتابی، و بسیاری متغیرهای دیگری می‌شود که در هر مکانی می‌توان آن را سنجش نمود. اما، تغییراتی نیز درون محیط زمین وجود دارند که می‌تواند بر اقلیم آن تأثیر بگذارد.

یخبندان

 

درصد افزایش توده‌های یخی در کوه‌های آلپ طی ۸۰ سال اخیر

توده‌های یخی به عنوان یکی از حساس‌ترین شاخصهای تغییر اقلیمی شناخته می‌شوند، که عمدتاً طی دوره سرد شدن اقلیم افزایش می‌یابند (مانند دوره کوتاه یخبندان) و در طول گرم شدن آب و هوا در مقیاسهای متوسط زمانی شروع به پسرفت می‌کنند. افزایش و فروپاشی توده‌های یخی، هر دو به نوسان پذیری طبیعی و عمدتاً نیروهای تشدیدکننده خارجی کمک می‌کند. اما، طی قرن گذشته، توده‌های یخی نتوانسته‌اند به حدکافی لایه‌های یخی را مجدداً تولید کنند تا جبرانی برای یخ‌های از دست رفته طی ماه‌های تابستانی باشد. (نگاه به پسرفت توده‌های یخی از سال۱۸۵۰ به بعد | پسرفت توده یخی)

مهمترین فرایندهای اقلیمی چند میلیون سال اخیر چرخه‌های یخبندان و درون یخبندان در دوره یخبندان کنونی می‌باشد. اما واکنش‌های داخلی شکل گرفته در چرخه‌های میلانکوویچ| نوسانات گردشی، شامل صفحات یخی قاره‌ای و m۱۳۰ تغییر سطح دریا است که قطعاً نقش کلیدی را دربارهٔ تصمیم‌گیری پیرامون این مسئله ایفا می‌کند که چه واکنش اقلیمی در بیشتر مناطق مشاهده خواهد شد. تغییرات دیگر، از جمله وقایع هاینریش، حوادث دانسگار اوشگر و داغ‌گلی نورس نشانگر توان بالقوه نوسانات یخبندان است که حتی در غیاب تغییرات گردشی خاص بر اقلیم تأثیر می‌گذارد.

نوسان پذیری اقیانوس

نمایی از گردش جدید ترموهالاین

تقریباً در مقیاس چند دهه، تغییرات اقلیمی نیز می‌تواند از تغییرات درون سیستم‌های اقیانوسی/ جوی حاصل شود. بسیاری از شرایط اقلیمی، مشهود تر از همه ENSO| نوسان جنوبی ال نینو، بلکه شامل نوسان دهه‌ای پاسیفیک، نوسانان اقیانوس اطلس شمالی، و نوسان اقیانوس منجمد جنوبی بوده که به عنوان شرایطی خاص درون سیستم اقلیمی شناخته شده‌اند، که دست کم در اثر وجود آن‌ها تا حدودی با روش‌های گوناگون گرما توانسته در اقیانوسها ذخیره شده و بین منابع مختلفی جابجا شود. در مقیاسهای زمانی طولانی‌تر، فرایندهای اقیانوسی همچون گردش ترمو هالاین نقش کلیدی را در توزیع مجدد گرما ایفا می‌نماید، و در صورت تغییر توانسته به شدت بر اقلیم تأثیر بگذارد.

حافظه (بازگشت) اقلیمی

بیشتر اشکال نوسان پذیری داخل یک سیستم اقلیمی را می‌توان به شکل پسماند محسوب نمود، به این مفهوم که وضعیت جاری اقلیم نه تنها بیانگر ورودی‌های آن بلکه تاریخچه چگونگی پیدایش و رسیدن به این مرحله در آن می‌باشد. مثلاً، یک دهه شرایط خشکسالی می‌تواند موجب نابودی دریاچه‌ها، خشک شدن کامل دشتها و توسعه کویرها شود. در عوض، این شرایط می‌تواند به بارشهای کمتر در سال‌های جاری بینجامد. بطور خلاصه، تغییر اقلیمی می‌تواند یک فرایند خودجوش دائمی باشد زیرا جنبه‌های گوناگون محیطی با نسبت‌های متفاوت و به طرق گوناگون نسبت به نوساناتی که ناگزیر روی می‌دهد، پاسخ می‌دهند.

عوامل غیر اقلیمی ایجادکننده تغییر آب و هوایی

گازهای گلخانه‌ای

نوسانات دی‌اکسید کربن طی ۵۰۰ میلیون سال اخیر

مطالعات اخیر، نشان می‌دهد که نیروی تابشی در اثر گازهای گلخانه‌ای عامل اصلی گرم شدن جهانی می‌باشد. گازهای گلخانه‌ای نیز نقش مهمی در درک تاریخچه اقلیمی زمین دارند. بر طبق این مطالعات، اثر گلخانه‌ای که در اثر به دام انداختن حرارت از سوی گازهای گلخانه‌ای، تولید گرما می‌کند، نقشی کلیدی در تنظیم دمای زمین دارد.

در طول ۶۰۰ میلیون سال اخیر، مقادیر دی‌اکسید کربن احتمالاً از بیش از ۵۰۰۰ ppm تا کمتر از ۲۰۰ ppm تغییر کرده که عمدتاً به خاطر تأثیر فرایندهای زمین‌شناسی و ابداعات زیست‌شناسی بوده‌است. با دقتی بیشتر، این مسئله (توسط وایزر و دیگران ۱۹۹۹) مورد بحث قرار گرفت که نوسانات در مقادیر گازهای گلخانه‌ای به ازای ده‌ها میلیون تن در سال به خوبی با تغییر اقلیمی همبستگی ندارد که احتمالاً در این مورد تکتونیک صفحه‌ای نقش غالب تری را ایفا می‌کند. اما، نمونه‌های متعددی از تغییرات سریع در مقادیر گازهای گلخانه‌ای در جو زمین وجود دارند که ظاهراً با گرم شدن شدید رابطه تنگتنگی دارند از جمله دوره حداکثر سوزان پالئوسن- ایوسن| دوران پالئوسن- ایوسن، دوران انقراض پرمین- ترازئیک| دوران انقراض خزندگان و دایناسورها و پایان دوره یخبندان زمین در ناحیه اسکاندیناوی (وارانجیان).

طی دوران جدید، بالا رفتن سطوح دی‌اکسید کربن به عنوان عامل اصلی محسوب می‌شود که موجب گرم شدن جهان از سال ۱۹۵۰ تاکنون شده‌است.

تکتونیک (زمین ساختی) صفحه‌ای

در طولانی‌ترین مقیاس‌های زمانی، تکتونیک صفحه‌ای قاره‌ها را جابجا کرده، اقیانوس‌ها را شکل داده، و کوه‌ها را تشکیل داده و از هم جدا می‌سازد و کلاً به عنوان فرایندی تعریف شده که اقلیم در آن پدید می‌آید. در زمان اخیر، حرکات صفحه‌ای در مورد تشدید روند دوره یخبندان کنونی بیان شده‌اند زمانی در حدود ۳ میلیون سال قبل، که در آن صفحات (قاره‌ای) آمریکای شمالی و جنوبی با یکدیگر برخورد نمودند تا باریکه پاناما را تشکیل داده و به درهم آمیختگی میان اقیانوسهای اطلس و آرام پایان دهند.

نوسان خورشیدی

نوسانات در فعالیت خورشیدی طی چند قرن گذشته بر اساس مشاهدات مربوط به لکه‌های خورشیدی و ایزوتوپ‌های بریلیوم

خورشید، به عنوان یک منبع فناپذیر است تقریباً تمام انرژی سیستم اقلیمی را تأمین می‌نماید، و یک بخش کامل در شکل‌گیری آب و هوای زمین می‌باشد. درطولانی‌ترین مقیاسهای زمانی، خورشید هم‌زمان با این که به روند اصلی تکامل خود ادامه می‌دهد، درخشانتر هم می‌شود. در ابتدای پیدایش تاریخ زمین| تاریخ زمین، تصور بر این بود که آن خیلی سرد بوده تا بتواند مایع آب را بر روی سطح زمین حفظ نماید، که این به موضوعی منجر شد که تحت عنوان پارادوکس خورشید جوان بی‌حال شناخته می‌شود.

در مقیاسهای جدیدتر زمانی، اشکال متفاوتی از نوسان خورشیدی نیز وجود دارند از جمله چرخه خورشیدی ۱۱ ساله و دوره تغییرات طولانیتر. اما، چرخه ۱۱ ساله لکه خورشیدی به روشنی و به خودی خود در داده‌های اقلیم‌شناسی ظهور نمی‌کند. این نوسانات در پیدایش دوره کوتاه یخبندان و برخی موارد مشاهده گرم شدن زمین از سال ۱۹۰۰ تا ۱۹۵۰ تأثیرگذار به حساب آمده‌اند.

تغییرات گردشی

نوسانات گردشی در برخی موارد در تأثیرشان بر اقلیم (زمین)، موجب توسعه نوسان پذیری خورشیدی می‌شوند، زیرا نوسانات جزئی در گردش وضعی زمین سبب تغییراتی در توزیع و فراوانی نور خورشید می‌شود که به سطح زمین می‌رسد. یک چنین نوسانات گردشی، تحت عنوان چرخه‌های میلانکویچ، روند کاملاً قابل پیش‌بینی بر اساس اصول علم فیزیک و در اثر تعاملات دوجانبه زمین و خورشید و سایر سیارات می‌باشند. این نوسانات به عنوان نیروهای محرک موجود در چرخه‌های یخبندان و درون یخبندان از دوره یخبندان کنونی محسوب می‌شوند. نوسانات پیچیده تری نیز وجود دارند، همچون پیشروی و پسروی مکرر بیابان صحرا در واکنش نسبت به انحراف مسیر گردش (وضعی زمین).

فوران آتشفشان

هر نوع فوران آن که در زمان‌های مختلف در هر قرن به وجود می‌آید، می‌تواند بر آب و هوا تأثیر بگذارد، که دوره چند ساله‌ای طول می‌کشد تا سرد شود. مثلاً فوران کوه پیناتوبو در سال ۱۹۹۱، که اثر آن به ندرت در نمای دمای جهانی قابل مشاهده‌است. فورانهای عظیم که تحت نام حوزه‌های بزرگ آتشفشانی شناخته می‌شوند، تنها چند بار در هر صد میلیون سال رخ می‌دهند، اما قادر است اقلیم زمین را برای میلیون‌ها سال تغییر داده و موجب انقراض‌های دسته جمعی شود. در ابتدا، دانشمندان تصور می‌نمودند که غبار پراکنده شده در جو در اثر فورانهای بزرگ آتشفشانی از طریق مسدود کردن جزئی انتقال تابش خورشیدی به سطح زمین، مسئول سرد شدن آن بوده‌اند. اما، سنجشها نشان می‌دهد که بیشتر غبار پراکنده شده در جو ظرف شش ماه به سطح زمین بازمی‌گردد.

ویژگی تغییرات اخیر اقلیمی

تأثیرات انسانی بر اقلیم

عوامل مؤثر انسانی، فعالیت‌هایی هستند که به وسیله آن انسان‌ها محیط را تغییر داده و بر اقلیم تأثیر می‌گذارند. بزرگترین عامل مورد نظر کنونی افزایش سطح CO۲ در اثر برونده‌های مربوط به احتراق سوخت فسیلی است که در نتیجه آن‌ها ذرات معلق| آئروسل‌ها (ذرات معلق در جو) موجب اعمال اثر سرد سازی (بر اقلیم) می‌شود. عوامل دیگر، از جمله استفاده از زمین، استهلاک ازن، و تخریب جنگلها نیز بر اقلیم تأثیرگذار هستند.

سوختهای فسیلی

نوسانات دی‌اکسید کربن در طول ۴۰۰هزار سال اخیر، که از زمان انقلاب صنعتی افزایش را نشان می‌دهد.

با آغاز انقلاب صنعتی در دهه ۱۸۵۰ و شتابگیری آن تاکنون، مصرف سوختهای فسیلی توسط بشر موجب بالا رفتن سطح CO۲ از مقادیر ppm ۲۸۰~ تا بیش ازppm ۳۷۰ تا امروز شده‌است. این میزان در حال افزایش است تا به بیش از ppm ۵۶۰ پیش از پایان قرن ۲۱ ام برسد. در کنار سطوح فزاینده متان، برای این تغییرات پیش می‌شود که باعث افزایش دمایی حدود c ° ۶/۵–۴/۱ بین سال‌های ۱۹۹۰و ۲۱۰۰ شود. (نگاه کنید به گرم شدن جهانی)

آئروسل

اعتقاد بر این است که آئروسل‌های ساخت بشر، به خصوص آئروسل‌های سولفاتی ناشی از احتراق سوخت فسیلی نوعی تأثیر سردکنندگی اعمال نماید. به نظر می‌رسد که این عامل به همراه نوسان پذیری طبیعی، یک خط تراز نسبی را در نمودار دماهای قرن بیستم در اواسط قرن منظور می‌نماید.

بهره‌برداری از زمین

پیش از استفاده گسترده از سوخت فسیلی، بزرگترین تأثیر بشری بر اقلیم محلی احتمالاً از استفاده از زمین حاصل می‌شده‌است. آبیاری، تخریب جنگلها، و کشاورزی اصولاً باعث تغییر محیط می‌شود. مثلاً، آن‌ها میزان آب ورودی و خروجی از یک مکان خاص را تغییر می‌دهند. آن‌ها همچنین می‌توانند با تأثیرگذاری بر پوشش زمین و تغییر مقدار نور خورشید که جذب می‌شود، بازتابش ناحیه‌ای آن را دستخوش تغییر سازند. مثلاً شواهدی موجود است که تأیید می‌کند اقلیم یونان و دیگر کشورهای حوزه مدیترانه دائماً دراثر تخریب جنگلها بین سال ۷۰۰ قبل از میلاد تا زمان میلاد تغییر کرده‌است (چوب این جنگلها برای ساختن کشتی، ساختمان و به عنوان سوخت استفاده می‌شد)، که در نتیجه آن اقلیم جدید در منطقه عمدتاً داغ تر و خشک‌تر شده و گونه‌های درختی که در دنیای باستان برای ساختن کشتی بکار می‌رفته دیگر در این ناحیه یافت نمی‌شوند. فرضیه جنجالی ویلیام رودیمن فرضیه آنترو پوسن اولیه / می‌گوید افزایش کشاورزی و به همراه آن تخریب جنگلها موجب افزایش دی‌اکسید کربن و متان طی دوره ۸۰۰۰–۵۰۰۰ سال گذشته شده‌است. این افزایشها که به تنزلهای گذشته بر می‌گردد، می‌تواند مسئول تأخیر در آغاز دوره یخبندان بعدی بر طبق فرضیه رودیمن شود.

تأثیر متقابل عوامل

اگر یک عامل خاص (مثلاً نوسان خورشیدی) در جهت تغییر اقلیم عمل کند، پس ساز و کارهایی می‌تواند وجود داشته باشند که سبب تشدید یا کاهش اثرات (آن) شوند. این موارد را نیز بازخورد مثبت| مثبت و بازخورد منفی| منفی می‌نامند. تا آنجا که معلوم است، کلاً سیستم اقلیمی با توجه به این بازخوردها پایدار است: بازخوردهای مثبت مهار نشدنی نیستند. بخشی از دلیل آن، مربوط به وجود یک بازخورد قدرتمند منفی بین دما و تابش پراکنده شده‌است: تابش متناسب با توان چهارم دمای مطلق افزایش می‌یابد.

اما، تعدادی از بازخوردهای مهم مثبت نیز وجود دارند. چرخه‌های یخبندادن و درون یخبندان از دوره یخبندان فعلی بیانگر یک نمونه مهم می‌باشد. باور بر این است که نوسانات گردشی (زمین) برای پیشروی و پسروی صفحات یخی زمان‌بندی ایجاد می‌کند. اما، خود این لایه‌ها نور خورشید را به فضا منعکس می‌کنند و از این رو باعث ارتقاء سرد شدن و رشد خود می‌شوند، که تحت عنوان بازخورد بازتابش- یخ شناخته می‌شود. علاوه بر این، پایین آمدن سطوح دریا و گسترش یخ رشد گیاهی را کاهش داده و به‌طور غیر مستقیم باعث افت میزان دی‌اکسید کربن و متان می‌شود. این عامل سبب سرد شدن بیشتر می‌شود. همین‌طور، به عنوان مثال، بالا رفتن دماها در اثر برونده‌های انسانی گازهای گلخانه‌ای می‌تواند به پسروی لایه‌های یخی بینجامد که سطح تیره‌تر زیرین زمین را آشکار می‌نماید، و در نتیجه به جذب بیشتر نور خورشید منجر خواهد گردید.

بخار آب، متان، و دی‌اکسید کربن نیز می‌توانند به عنوان بازخوردهای مهم مثبت عمل نمایند، و با بالا رفتن سطوح خود در پاسخ به روند گرم شدن، بدینوسیله آن روند را شتاب بخشند. بخار آب قطعاً به عنوان یک بازخورد (به استثنای مقادیر اندک آن در استراتوسفر) بر خلاف دیگر گازهای گلخانه‌ای اصلی می‌تواند به عنوان عوامل مؤثر عمل کند.

بازخوردهای پیچیده‌تر شامل احتمال تغییر الگوهای گردشی در اقیانوس یا جو می‌باشند. مثلاً، نگرانی مهم در دوران جدید، ذوب شدن توده یخی گرینلند است که همراه با تن نشست آبها در قطب شمال و ایجاد مانع بر سر گردش ترموهالاین خواهد بود. این مسئله می‌توانست بر جریان خلیج و توزیع گرما به اروپا و ساحل شرقی ایالات متحده اثر بگذارد. دیگر بازخوردهای بالقوه به خوبی قابل درک نمی‌باشند و ممکن است موجب جلوگیری یا افزایش روند گرم شدن بشوند. مثلاً، معلوم نیست که آیا بالا رفتن دماها موجب افزایش یا جلوگیری رشد گیاهی (نباتی) می‌شود که این در عوض می‌تواند کمابیش میزان دی‌اکسید کربن را تنزل دهد. همچنین، افزایش دما می‌تواند کمابیش باعث ایجاد پوشش ابر شود. چون این موضوع در پوشش متوازن ابری دارای اثر سردکنندگی می‌باشد، هرگونه تغییری در افزایش ابرها نیز می‌تواند بر آب و هوا اثر بگذارد.

شواهد برای تغییر اقلیمی

این شواهد از دسته‌ای از منابع به دست می‌آید که می‌توان برای بازسازی اقلیم‌های قدیمی بکار برد. بیشتر این شواهد تغییرات غیر مستقیم آب و هوایی هستند که از نوسانات موجود در شاخصهایی استنباط می‌شود بر اقلیم تأثیر می‌گذارند، همچون رویش گیاهان، دانش تعیین سن گیاهان با شمارش حلقه‌های رشد، لایه‌های یخی، تغییر سطح دریا، پسروی (لایه) یخی.

تحلیل گرده افشانی

برخی گونه‌ها دارای الزامات خاص اقلیمی هستند که بر پراکندگی‌های جغرافیایی آن‌ها اثر می‌گذارد. هر گونه گیاهی دارای دانه گرده‌ای شکل بارزی می‌باشد و در صورتی که این دانه‌ها در محیطهای عاری از اکسیژن همچون نقاط گندابی، در برابر تخریب از خود مقاومت نشان می‌دهند. تغییرات موجود در دانه گرده در سطوح مختلف از این محیط گندابی با بیان تغییرات اقلیمی نشان داده می‌شود.

یک محدودیت در این روش این حقیقت است که دانه گرده می‌تواند از طریق باد یا گاهی اوقات حیات وحش به فواصل عمدتاً دوری منتقل شود.

قاب بال‌ها

بازماندگان سوسک‌های قاب بال معمولاً در آبهای روان و رسوبات زمینی وجود دارند. گونه‌های مختلف این نوع سوسک بیشتر تحت شرایط گوناگون اقلیمی یافت می‌شوند. دانستن دامنهٔ اقلیم کنونی از گونه‌های مختلف، و سن رسوباتی که این گونه‌های بازمانده در آن‌ها یافت می‌شوند، اجازه می‌دهد تا بر روی شرایط اقلیمی گذشته کار تحقیقی انجام گیرد.

زمین‌شناسی یخبندان

توده‌های یخی پیشرو که خاک و سنگ واریزه و دیگر اجزای (محیطی) را پشت سر می‌گذارند که اغلب موادی داده پذیر (قابل سنجش) در آن‌ها وجود دارد، به هنگامی که توده یخی حرکت می‌کند و از خود این مواد را برجای می‌گذارد، اثر آن‌ها ثبت می‌شود. همچنین، فقدان پوشش یخی را می‌توان از طریق وجود خاک داده پذیر یا حوزه اجزای آتشفشانی تعیین نمود. توده‌های یخی از سوی IPCC به عنوان یکی از حساسترین شاخص‌های اقلیمی محسوب می‌شود، و نوسانات مشاهده شده اخیر یک نوع نشانه جهانی از تغییر اقلیمی فراهم می‌سازد. نگاه کنید به پسروی توده‌های یخی از سال ۱۸۵۰ تاکنون.

ارقام (ثبت شده) تاریخی

ارقام تاریخی عبارتند از نگاره‌های غارها، عمق حفاری زمین در گرینلند، خاطرات، مدرک مستند وقایع (همچون «نمایشگاه‌های یخی» بر روی رودخانه یخ زده تیمز لندن) و شواهد نواحی کشت انگور. از سال ۱۸۷۳ به بعد گزارشهای روزانه هواشناسی ثبت (مستند) شده‌است، و انجمن سلطنتی گردآوری داده‌ها را از قرن هفدهم رواج داده‌است. ارقام ثبتی هر بخش اغلب منبع خوبی از داده‌های اقلیمی هستند.

نمونه‌هایی از تغییر اقلیمی

تغییر اقلیمی در سراسر کل تاریخ زمین تداوم یافته‌است. رشته دیرینه- اقلیم‌شناسی اطلاعاتی را از تغییر اقلیمی در زمان گذشته فراهم آورده‌است، در حالی که مشاهدات جدید اقلیمی را نیز تکمیل می‌نماید. بی شک، بیشتر این تغییرات ماقبل تاریخی صرفاً حاصل عوامل طبیعی هستند.

تغییر اقلیمی و اقتصاد

بحثی دربارهٔ این موضوع که چگونه تغییر اقلیمی بر اقتصاد جهان اثر می‌گذارد، وجود داشته‌است. درگزارش مورخه ۲۹ اکتبر۲۰۰۶، از سوی نیکولاس استرن، اقتصاد دان برجسته بانک جهانی| مدیراقتصادی و معاون بلندپایه ریاست بانک جهانی، او اظهار می‌دارد که تغییر آب و هوائی توانسته بر رشد اقتصادی| رشد اثر بگذارد به نحوی که می‌توان تا یک پنجم اقتصاد آن را دچار ورشکستی نماید مگر آن که یک اقدام کارآمد نسبت به آن اتخاذ گردد. (گزارش هشدار در مورد تغییرات اقلیم)

عنوان فارسی مقاله نظریه چند قطبی الکترومغناطیسی برای نانومواد نوری
عنوان انگلیسی مقاله Electromagnetic multipole theory for optical nanomaterials
رشته های مرتبط فیزیک، فیزیک کاربردی
فرمت مقالات رایگان       pdf
کیفیت ترجمه    متوسط
نشریه     Arxiv

 

لینک دانلود فایل انگلیسی مقاله:

English file(www.Adenia.ir)

لینک دانلود فایل ترجمه فارسی مقاله:

persian file (www.Adenia.ir)

عنوان فارسی مقاله: جمع کننده آتوماتای سلولی کوانتومی هم صفحه بر اساس سه داده مفید مدخل XOR
عنوان انگلیسی مقاله: Towards coplanar quantum-dot cellular automata adders based on efficient three-input XOR gate
رشته های مرتبط: فیزیک، فیزیک محاسباتی، فیزیک کاربردی و اتمی مولکولی
فرمت مقالات
  pdf
کیفیت ترجمه  متوسط
نشریه الزویر – Elsevier

 

لینک دانلود فایل انگلیسی مقاله:

English file(www.Adenia.ir)

لینک دانلود فایل ترجمه فارسی مقاله:

Persian file (www.Adenia.ir)

موضوع: کوره ی آفتابی

خلاصه ای از مقاله:

کوره آفتابی وسیله‌ای است برای تولید گرما بوسیله تجمع و تمرکز نور خورشید در یک نقطه خاص و استفاده از حرارت آن نقطه برای تولید آب گرم و بخار آب گرم. کوره آفتابی به شکل بشقاب کاو (مقعر) و آینه‌ای و صیقلی (که نورهای تابیده شده به طرف خود را بازتاب می‌کند) است. نورهای تابیده شده از بی نهایت دور موازی هستند، بنابراین همه آنها بعد از بازتابش نقطه خاصی به نام کانون می‌گذرند. برای ورود به بحث با چند اصطلاح آشنا می‌شویم.

لینک دانلود مقاله:

kooreh-aftabi-[www.Adenia.ir]

موضوع: سحابی ها – سحابی سیاره نما

نویسنده و گردآورنده: ابوالفضل فضلی کارشناس فیزیک (فارغ التحصیل از دانشگاه دامغان)

خلاصه ای از مقاله:

فضا از کهکشانها، منظومه ها، ستارگان، سیارات و بسیاری اجرام آسمانی دیگر انباشته شده  است. عجایب و عظمت آنها به مراتب از تمامی دیگر پدیده های آفرینش بیشتر است. کهکشانها و ستارگان و به طور کلی پدیده های آسمانی انبوهی که عجیب و غریب اند، وجود دارند، که پاره ای از آنها به وسیله دانشمندان شناسایی شده اند. از جمله این پدیده ها سحابی ها هستند. …

 

لینک دانلود مقاله:

مقاله سحابی ها – سحابی سیاره نما.pdf

موضوع مقاله:

انرژی هسته ای

خلاصه ای از مقاله:

انرژي يکي از مهمترين نياز هاي جامعه امروزي است ، از آنجايي که استحصال انرژي از منابع سوخت فسيلي براي بشر و محيط زيست او ، به دليل ايجاد گازهاي گلخانه اي ،  زيان هاي جبران ناپذيري را به همراه دارد ، اين روزها جامعه بشري به دنبال جايگزين هاي نويني از انرژي است . از مناسب ترين آنها   مي توان به انرژي هسته اي نهفته در هسته اتم ها اشاره کرد ،که اين انرژي بيش از 5 دهه است که مورد بهره برداري قرار دارد .

استفاده از نیروی هسته‌ای از 50 سال پیش آغاز شد و اینک این نیرو همان اندازه از برق جهان را تأمین می‌کند که 40 سال پیش بوسیله تمام منابع انرژی تأمین می‌شد. حدود دو سوم از جمعیت جهان در کشورهایی زندگی می‌کنند که نیروگاههای هسته‌ای آنها در زمینه تولید برق و زیر ساختهای صنعتی نقش مکمل را ایفا می‌کنند.

لینک دانلود:

enerzhi-hastei[www.Adenia.ir]

 

“کاری از انجمن فیزیک گروه علمی فرهنگی آدنیا”

موضوع:

نیروگاه هسته ای

فهرست مطالب مقاله:

نیروگاه های اتمی

نحوه آزاد شدن انرژی هسته ای

کاربرد حرارتی انرژی هسته ای

تبدیل اورانیوم

غنی سازی اورانیوم

راکتورهای هسته ای

نیروگاه هسته ای

انرژی بستگی هسته ای

کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق

فرآیند عملیاتی نیروگاه اتمی بوشهر

وظیفه سیستم های ایمنی در هنگام بروز احتمالی حادثه

 

لینک دانلود مقاله:

nirogah(www.Adenia.ir)

 

“کاری از بخش انجمن فیزیک گروه علمی فرهنگی آدنیا”

ژئومورفولوژی

ژئومورفولوژی (به انگلیسیGeomorphology) یا زمین‌ریخت‌شناسیعلم مطالعه سیستماتیک و بین‌رشته‌ای زمین‌چهره‌ها و مناظر آن‌ها به‌علاوه فرایندهای درونی و بیرونی کره زمین است که اشکال را خلق و آن‌ها را تغییر می‌دهند. ژئومورفولوژی شاخه‌ای از رشتهٔ جغرافیای طبیعی است که به بررسی چگونگی به‌وجود آمدن اشکال مختلف طبیعی در سطح زمین می‌پردازد و تغییرات حاصل از عوامل درونی و بیرونی زمین را بر روی این اشکال دنبال می‌کند تا بتواند رفتار آن‌ها را تبیین نموده و به پیش‌بینی آینده آن نایل شود. هدف از این علم، مطالعه اجزای اصلی تشکیل دهندهٔ ناهمواری‌ها است و از روش اصولی توصیف علمی ناهمواری شامل شناسایی اجزای متفاوت عوارض زمین و چگونگی روابط بین آن‌ها و طبقه‌بندی این عوارض به‌صورت سیستماتیک بهره می‌گیرد..ژئومورفولوژی دانشی است که در اواخر قرن نوزدهم میلادی شکل گرفت و با تلاش دانشمندان علوم زمین به قوانین و اصول علمی خود رسید. این علم امروزه مبتنی بر مقایسهناهمواری‌ها و همچنین تعیین اشکال اولیه آن‌ها و بالاخره شناسایی فرایندها و محیط‌های ریخت‌اقلیمی است و داری دو گرایش اصلی ژئومورفولوژی نظری (محض) و ژئومورفولوژی عملی (کاربردی) است. امروزه ژئومورفولوژی در دانشگاه‌های دنیا به‌عنوان زیرشاخه‌ای از علوم زمین و در ایران نیز به عنوان گرایشی از جغرافیای طبیعی و هم به‌صورت رشته‌ای مستقل (در مقاطع تحصیلات تکمیلی) در دانشگاه‌ها تدریس می‌شود.

مطالعه و بررسی فرایندهای مختلف تغییردهندهٔ چهره زمین با استفاده از ابزارها و تکنیک‌های گوناگون مهم‌ترین رویکرد دانش ژئومورفولوژی است که در این میان ماهیت فرایندهای مختلف (فرایندهای رودخانه‌ای، بادی، دامنه‌ای، یخچالی، ساحلی، زمین‌ساختی، آذرین و زیستی) و زمین‌چهره‌های پدید آمده توسط آن‌ها و تغییرات آن در طول زمان مورد بررسی قرار می‌گیرد. به دلیل گستردگی قلمرو مطالعه ژئومورفولوژی، این علم با سایر دانش‌ها و به‌ویژه علوم طبیعی ارتباط و پیوستگی تنگاتنگی دارد و از قوانین علوم دیگر در بررسی‌های ژئومورفولوژی استفاده زیادی می‌شود. از سوی دیگر بررسی مسائل ژئومورفولوژی و نتایج حاصل از تحقیقات آن در بسیاری از علوم طبیعی و انسانی (شهرسازی،گردشگری، آمایش سرزمین و…) با استفاده از فنون جغرافیادارای کاربرد و اهمیت فراوان است.

واژه‌شناسی

ژئومورفولوژی از سه واژهٔ یونانی /ژِئو/ به معنای زمین، /مُرفِه/ به معنای شکل (ریخت) و /لُگُس/به معنای شناخت تشکیل شده‌است.

در زبان فارسی برابرهای گوناگونی برای بیان یا توصیف اصطلاح ژئومورفولوژی به‌کار برده‌اند که از آن‌جمله می‌توان به زمین‌ریخت‌شناسی، پیکرشناسی زمین، شناخت ناهمواری‌های زمین، شناسایی عوارض زمین،زمین‌شکل‌شناسی و زمین‌شناسی سطحی اشاره نمود. با این وجود بیشتر متخصصان و محققان این رشته و سایر رشته‌های مرتبط در کشور ترجیح می‌دهند اصطلاح ژئومورفولوژی را به‌کار ببرند.

دید کلی

عمر پوستهٔ کف‌دریا. قرمز نشان‌دهندهٔ جوان‌تر است.

به‌طور کلی ژئومورفولوژی دانش شناسایی اشکال ناهمواری‌های زمین است و به مطالعهٔ 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، اما ژئومورفولوژی همه ویژگی‌ها یا جنبه‌های سطحی مشترک بین قشر جامد زمین یا سنگ‌کره، آب‌کره و 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 ماهواره‌ها – سبب شد که ژئومورفولوژی به بررسی جنبه‌های خارج از سطح زمین نیز بپردازد و بر گستره مطالعاتی خود بیفزاید.

دانش 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 ریخت‌اقلیمیکه ناهمواری‌ها را بوجود آورده‌اند، مورد توجه است؛ و نیز، ژئومورفولوژی از مطالعات آماری برای بررسی اشکال ناهمواری‌ها بهره می‌گیرد و تلاش دارد در تحول ناهمواری‌های زمین، علی‌رغم پیچیده بودن مسئله دینامیک طبیعت، سهم فرایندهای گوناگون ناشی از آب و هوا و پوشش گیاهی و ماهیت سنگ‌ها و ساخت زمین و تغییر شکل‌های زمین‌ساختی و میراث مراحل اولیه تکامل را از نظر دور ندارد.

پیشینه

ژئومورفولوژی دانشی نسبتاً جدید است که ابتدا به وسیلهٔ ویلیام موریس دیویس (۱۸۵۰–۱۹۳۴) جغرافی‌دان آمریکایی شکل گرفت و با تحقیقات ارزشمند دانشمندانی نظیر والتر پنک، لستر کینگ، والتر لانگبین، لونا لئوپولد و ریچارد چورلی (پایه‌گذار تئوری سیستمی در ژئومورفولوژی) به قوانین و اصول علمی خود رسید.

ژئومورفولوژی کهن

گرچه ژئومورفولوژی به‌عنوان نام یک دانش، واژه‌ای نسبتاً جدید است، ولی موضوع آن تاریخچه‌ای کهن دارد. این دانش از دیرباز به وسیله جغرافی‌دانان یونانی – بی‌آنکه عنوان مشخصی داشته باشد – شناخته شده بود. فیلسوفانیونان و روم قدیم در نوشته‌های خود نحوه شکل‌گیری رشته‌کوه‌ها و دیگر مناظر سطحی کره زمین را مورد توجه قرار داده و نظریاتی را ارائه نموده‌اند. ارسطو، هرادتوس، سنکا، استرابو، زنوفن و بسیاری افراد دیگر از ۶ قرن پیش از میلاد تا یک قرن پس از آن دربارهٔ موضوعاتی نظیر منشأ دره رودخانه‌ها و دلتاها و نوسان سطح دریاها بحث کرده‌اند. حدود هزار سال بعد ابن سینا دانشمند ایرانی (۹۸۰ تا ۱۰۳۷ میلادی) به نقل از ارسطو نظریه فرسایش تفریقی و ایجاد برخی از کوهستان‌ها را بر این اساس مطرح نموده‌است.

از آغاز رنسانس و در طول آن بسیاری از دانشمندان تاریخ زمین را مورد بررسی قرار داده‌اند. لئوناردو دا وینچی (۱۵۱۹–۱۴۵۲) بر مبنای وجود سنگواره‌ها و صدف‌های دریایی در کوهستان‌ها معتقد به تغییرات سطوح خشکی و دریاها بوده‌است. او همچنین حفر دره‌ها به‌وسیله رودها و انتقال رسوبات ناشی از آن را به دیگر مناطق تشخیص داده بود. هم‌زمان با لئوناردو دا وینچی، برنارد پالیسی دانشمند فرانسوی (۱۵۸۹–۱۵۱۰) در رابطه با مسائل ژئومورفولوژی و اشکال ناهمواری‌ها افکار مدرنی بیان می‌کند. مفاهیم ژئومورفولوژی مطرح شده توسط لئوناردو دا وینچی و برنارد پالیسی به‌مراتب غنی‌تر از مفاهیم بیشتر دانشمندانی است که سه قرن پس از ایشان اظهار گردیده است. اما این افکار تا قرن ۱۸ و حتی قرن ۱۹ ناشناخته ماند و در نتیجه از نفوذ زیادی برخوردار نشد.

ژئومورفولوژی نوین اولیه

در قرن‌های ۱۸ و ۱۹ با شتاب‌گرفتن نابودی اندیشه‌های کاتاستروفیستی، نظریات متعددی دربارهٔ تاریخ زمین و نحوه شکل‌گیری آن و همچنین مطالعات زیادی مربوط به ناهمواری‌ها و مفهوم فرسایش ارائه گردید. در این میان، مفهوم فرسایش که ارتباط مستقیم‌تری با اندیشه ژئومورفولوژی داشت و در عهد قدیم و قرون وسطی نیز توجه بیشتر دانشمندان را جلب نموده بود، در دوره‌های جدیدتر مورد حمایت قرار گرفت و در زمینه مشخصی توسعه یافت.

پژوهش‌های علمی ژئومورفولوژی از اواخر سده ۱۸ آغاز گردید و در قرن نوزدهم بیش از پیش مورد توجه اغلب زمین‌شناسان قرار گرفت و در اثر مطالعات گوناگون در کشورهای جهان، دربارهٔ پدیده‌های ژئومورفولوژی اطلاعات بسیاری فراهم می‌آید. به عنوان نمونه هورس بندیکت دو سوسور دانشمند اهل ژنو ضمن بررسی یخچال‌ها و اشکال نهشته‌های یخچالی دریافته بود که گسترش یخچال‌ها در گذشته بسیار بیشتر از عصر حاضر بوده‌است. در نیمه اول قرن نوزدهم مطالعات دو سوسور به وسیله دانشمند سوییسی دیگری به نام لویی آگاسیز دنبال شد. وی مطالعات خود را دربارهٔ یخچال‌ها و رسوبات ناشی از آن دنبال نمود و دامنه گسترش یخچال‌ها و نقش آن‌ها در تغییر شکل ناهمواری‌ها را تأیید کرد.

در آلمان، ژئومورفولوژی از جریان فکری طبیعت‌گراها حاصل شد. در این زمینه می‌توان از الکساندر فون همبولت (بنیادگذار جغرافیای نوین) یاد کرد که جهت مطالعه پدیده‌های طبیعی، روش مشاهده را انتخاب کرد. همبولت در اوایل قرن نوزدهم در آمریکای لاتین به مطالعه مجموعه حیوانات، گیاهان و به‌ویژه ناهمواری‌ها پرداخت و اشکال مربوط به ژئومورفولوژی را همراه با سایر مطالب در یادداشت‌های خود به‌خوبی ذکر کرد.

در سال ۱۸۵۸، برای نخستین بار عبارت ژئومورفولوژی به‌وسیله کارل فردریش نومن بیان می‌شود و آلبرت پنک در اواخر قرن نوزدهم آن را رواج می‌دهد.

در فرانسه کسانی چون گستون دو لا نوئه (۱۹۰۲–۱۸۳۶) و امانوئل دو مارژری (۱۹۵۳–۱۸۶۲) که اولی توپوگراف و دیگری زمین‌شناس بود، اشکال کلاسیک ناهمواری ژورایی را با توجه به ساخت‌های چین‌خورده آن بررسی کرده و در سال ۱۸۸۸ کتابی به‌نام مقدمه‌ای بر ژئومورفولوژی تألیف نمودند و بدین ترتیب این دانش به‌عنوان یکی از علوم مهندسی معرفی شدو یکی از شاخه‌های نظام‌مند علوم زمین می‌گردد. در همان زمان در آلمان، فردیناند فون ریشتهوفن پایه دانش ژئومورفولوژی را در این کشور پی‌ریزی کرده‌است و نوشته‌های او که بیش‌تر بر اساس تجربه‌های شخصی بوده‌است، شکل‌یابی‌های مختلف ناهمواری‌های زمین را که ناشی از اثر انواع مهم آب‌وهوا است نشان می‌دهد. ریشتهوفن توانست برای اولین بار در مورد اثرات انواع آب‌وهوا بر اشکال ناهمواری‌ها اظهار نظر کرده و اساس ژئومورفولوژی اقلیمی را پی‌ریزی کند.

علاوه بر جغرافی‌دانان، زمین‌شناسان نیز به نوبه خود در جهت تعیین تاریخ زمین‌شناسی، تحول ناهمواری‌ها را مورد توجه قرار داده‌اند. چنانچه در اواسط قرن ۱۹ زمین‌شناسان انگلیسینخستین کسانی بودند که مفهوم پیدایش دشتگون را بیان کردند.

در روسیه پدیده‌های بیرونی زمین در قرن نوزدهم مورد توجه دانشمندانی چون پتر کروپوتکین و واسیلی داکوچایف (پدر دانش خاک‌شناسی) قرار گرفت. طی سال‌های ۱۸۶۰ تا ۱۸۷۰، مطالعه نهشته‌های یخچالی و کوهستانی دوران چهارم در سیبری شرقی و طبقه‌بندی آن‌ها بر حسب پیدایش، توسط پتر کروپوتکین انجام شد.همچنین داکوچایف برای اولین بار تخریب استپ‌ها را به عنوان یکی از اشکال فرسایش خاک بررسی کرد و در مطالعه خاک‌های روی پادگانه‌های رود ولگا در سال ۱۸۹۱ متوجه نقش ناهمواری‌ها شد و ارتباط بین این‌دو را روشن ساخت. وی نشان داد که اغلب خاک‌ها مانند چرنوزیوم می‌تواند در تعیین سن شکل‌بندی یا شکل‌یابی ناهمواری‌ها به‌کار رود. بدین ترتیب در روسیه هنگامی که در غرب مفاهیم ژئومورفولوژی دیویسی توسعه می‌یافت، اساس ژئومورفولوژی تازه‌ای ریخته می‌شد که در آن رابطه‌ها با سایر علوم طبیعی و علوم زمین بیشتر مورد توجه قرار می‌گرفت.

در نیمه دوم قرن نوزدهم، ژئومورفولوژی با تئوری چرخه فرسایش ویلیام موریس دیویس (۱۹۳۴–۱۸۵۰) در ایالات متحده آمریکا به مرحله جدیدی پانهاد. وی با تنظیم و سیستماتیک کردن ایده‌های مربوط به تحول ناهمواری‌ها که تا زمان وی بیشتر توسط زمین‌شناسان مطرح شده بود، تئوری خود را در قالب دوره جغرافیایی یا دوره فرسایشی و فرسایش نرمال مطرح کرد. دیویس دانش اشکال ناهمواری‌های زمین را، که در سال ۱۸۵۸ توسط کارل فردریش نومن ژئومورفولوژی نامیده شد و سپس در سال ۱۸۹۴ توسط آلبرت پنک شهرت پیدا کرد و تا آن زمان یکی از شاخه‌های فرعی زمین‌شناسی محسوب می‌شد، به شکل دانشی تخصصی و با هدف و فرهنگ ویژه خود مطرح کرد و به این دانش نظام عقیدتی انسجام‌یافته‌ای بخشید و اصالت آن را تثبیت نمود. از این دیدگاه دیویس را می‌توان بنیادگذار ژئومورفولوژی به‌عنوان دانشی تخصصی دانست.با ارائه نظریه چرخه فرسایش، ژئومورفولوژی وارد مرحله جدیدی از نگرش فیزیوگرافیمی‌شود و ویلیام موریس دیویس شخصیت علمی جهانی پیدا می‌کند و مکتب وی در انگلستان و فرانسه توسعه می‌یابد و ایده‌ها و نظریه‌های وی در بسیاری از نشریات علمی منتشر و بررسی می‌شود. نظریه چرخه فرسایش دیویس به عنوان یک نظریه انقلابی و برجسته به نوین‌سازی جغرافیای طبیعی و ایجاد رشته ژئومورفولوژی انجامید و دیویس را در صف مقدم مطالعات و پژوهش‌های اشکال ناهمواری‌های زمین قرار داد.

در فرانسه، امانوئل دومارتن یکی از طرفداران میانه‌رو نظریه دیویس در سال ۱۹۱۰ مقاله‌ای دربارهٔ اثر آب‌وهوا بر روی اشکال ناهمواری‌های زمین منتشر ساخته و قبل از جنگ جهانی دوم تفکرجغرافیای ناحیه‌ای را تکوین می‌کند. همچنین هنری بولیگ ژئومورفولوژیست فرانسوی نیز یکی از طرفداران جدی دیویس بود ولی در آلمان تئوری دیویس طرفدار زیادی پیدا نکرد.

ژئومورفولوژی کمّی

هنگامی که پنک و دیویس و پیروان نظریات آن‌ها در اروپای غربی به مطالعه و تحقیقات اولیه مشغول بودند، مکتب بزرگ و مستقل دیگری در نیمه قرن بیستم در ایالات متحده رشد و توسعه یافت. به دنبال کارهای اولیه دانشمندان پیشگامی نظیر گرو کارل گیلبرت در اوایل قرن بیستم، گروهی از دانشمندان علوم طبیعی، زمین‌شناسان و مهندسان هیدرولیک مانند رالف آلگر بنگنولد،جان هاک، لونا لئوپولد، توماس مادوک و آرتور استرالر شروع به مطالعه و تحقیق بر روی شکل عناصر چشم‌انداز مانند رودخانه‌ها و دامنه‌ها با استفاده از روش‌های بازدید مستقیم، سیستماتیک، اندازه‌گیری‌های کمّی ابعاد مختلف پدیده‌ها و مقیاس‌گذاری این اندازه‌گیری‌ها نمودند. این روش‌ها امکان درک وضعیت گذشته و پیش‌بینی وضعیت آینده چشم‌اندازها بر اساس شکل کنونی آن‌ها را برای محققان فراهم ساخت. ژئومورفولوژی کمّی می‌تواند دینامیک شاره‌ها و مکانیک جامدات، ژئومورفومتری، مطالعات آزمایشگاهی، اندازه‌گیری‌های میدانی، کارهای تئوریک و همه زمینه‌های مربوط به مدل تکامل چشم‌انداز را دربر گیرد. از این روش‌ها برای درک و مطالعه هوازدگی و تشکیل خاک، انتقال رسوب، تغییر چشم‌انداز و رابطه میان اقلیم، زمین‌ساخت، فرسایش و رسوب‌گذاری استفاده می‌شود.

ژئومورفولوژی معاصر

از نیمه دوم قرن بیستم، جهت‌گیری‌های مدرن و پیشرفته در ارتقای مرتبه علمی دانش ژئومورفولوژی نقش مؤثری داشته‌است. در ژئومورفولوژی مدرن با عمر کوتاه، ژئومورفولوژیست‌ها سه موضوع مهم از لندفرم‌ها یعنی شکل، فرایند و تاریخ را مطالعه می‌نمایند.امروزه گرایش به سوی ژئومورفولوژی کاربردی است و عقاید امروزی بیش‌تر تمایل دارد که روش‌های علمی را جایگزین تصورات پیشین نماید و به‌همین دلیل دیدگاه سیستم‌های فرسایشی جایگزین تفکر چرخه فرسایش شده‌است. به علاوه ژئومورفولوژی جدید بیشتر مبتنی بر مقایسه سیستماتیک اشکال ناهمواری‌ها و نهشته‌هایی است که موجب تعیین سن آن‌ها می‌گردد و همچنین تعیین اشکال اولیه و اصلی ناهمواری‌ها و بالاخره شناسایی فرایندها و محیط‌های ریخت‌اقلیمی، هنگامی که ناهمواری‌ها را به‌وجود آورده‌اند مورد توجه است.

در ایران

ورود دانش ژئومورفولوژی به ایران و اشاعه آن از دانشگاه تهران آغاز می‌شود. اولین گام در این زمینه به‌وسیله احمد مستوفی برداشته می‌شود. اصطلاح پیکرشناسی زمین برای اولین بار به‌عنوان معادل کلمه ژئومورفولوژی توسط مستوفی در سال ۱۳۱۸ به‌کار می‌رود. پس از تفکیک رشته‌های تاریخ و جغرافیا از یکدیگر در سال ۱۳۴۰، درس مستقل ژئومورفولوژی در سال ۱۳۴۳ در دانشگاه تهران ارائه شد که مدرس اصلی آن مستوفی و سپس دانشجویان وی فرج‌الله محمودی و جمشید جداری عیوضی بودند.

با تشکیل مرکز تحقیقات علمی مناطق خشک، مطالعات ژئومورفولوژی در بیابان لوت به‌وسیله مستوفی و همکاران آغاز شد. گسترده‌ترین مطالعات میدانی پروژه لوت به وسیلهٔ مستوفی سرپرستی و برنامه‌ریزی گردید و خود وی دو بار از ریگ لوت با شتر عبور نمود و ضمن ارائه اطلاعات ارزشمند از لوت، نقشه ژئومورفولوژی بیابان مذکور را تهیه کرد.

گرچه بنیادگذار ژئومورفولوژی در ایران، احمد مستوفی است اما می‌توان گفت شاخص‌ترین چهره ژئومورفولوژی ایران فرج‌الله محمودی است.در سال ۱۳۴۶، تدریس ژئومورفولوژی را در گروه جغرافیای دانشگاه تهران به‌عهده گرفت. تمرکز مطالعات او بر روی لندفُرم‌ها و فرایندهای مناطق بیابانی و به‌ویژه بیابان لوت بود که حتی در برخی موارد به تشریح و تحلیل مبانی فرایندهای بادیو حمل ماسه در دنیا کمک نمود.وی برای شناخت ژئومورفولوژی ایران به مدت ۷ سال (۱۳۵۷–۱۳۵۰) به بیشتر نقاط ایران سفر و اطلاعات ارزشمندی را دربارهٔ ژئومورفولوژی این کشور جمع‌آوری کرد. بخش عمدهٔ پیشرفت‌های علمی و آموزشی و تربیت متخصصان نسل جدیدتر ژئومورفولوژی در ایران مدیون زحمات فرج‌الله محمودی، مقصود خیام و عبدالحمید رجایی است. علاوه بر ایشان، دانشمندان دیگری از جمله محمود حریریان، مهدی صدیقی، بدیع‌الله فیروزی، جمشید جداری عیوضی و حسن احمدی به گسترش دانش ژئومورفولوژی در ایران کمک کردند.

تا پیش از تفکیک شاخه ژئومورفولوژی از جغرافیای طبیعی، دانشجویان مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری، به دلخواه پایان‌نامهٔ خود را در یکی از موضوعات اقلیم‌شناسی یا ژئومورفولوژی می‌گذراندند. پس از تفکیک این گرایش‌های رشته جغرافیای طبیعی به ژئومورفولوژی و اقلیم‌شناسی، رشته ژئومورفولوژی طی نیمهٔ اول دهه ۱۳۷۰ خورشیدی در دانشگاه‌های تهران و تبریز راه‌اندازی و سپس به دیگر واحدهای دانشگاهی کشور گسترش می‌یابد. در حال حاضر علاوه بر مقطع کارشناسی، دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری ژئومورفولوژی در دانشگاه‌های بزرگ دولتی و برخی واحدهای دانشگاه آزاد اسلامی پذیرفته می‌شوند. اکنون دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران با مساعدت‌های موسسه جغرافیا و انجمن ایرانی ژئومورفولوژی کانون اصلی فعالیت‌های ژئومورفولوژی در ایران به‌شمار می‌رود.

انتشارات ژئومورفولوژی در ایران را می‌توان به سه بخش کتاب‌ها، مقاله‌ها و نقشه‌های ژئومورفولوژی تقسیم نمود. کتاب‌ها عمدتاً در زمینه مبانی ژئومورفولوژی، ژئومورفولوژی کاربردی، ژئومورفولوژی ایران، فرهنگ ژئومورفولوژی و کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در ژئومورفولوژی منتشر شده‌اند. مقاله‌های ژئومورفولوژی نیز در مجلات گوناگون علمی- پژوهشی کشور که وابسته به دانشگاه‌ها یا موسسه‌های پژوهشی هستند، به چاپ می‌رسد. در این بین به‌ترتیب مقالات ژئومورفولوژی عمومی، ساختمانی، فرایندهای دامنه‌ای و رودخانه‌ای، ژئومورفولوژی دیرینه و تکامل چشم‌انداز، بیابان و فرایندهای بادی، ژئومورفولوژی ساحلی، هوازدگی و کارست، ماهیت و تاریخچه ژئومورفولوژی، ژئومورفولوژی کاربردی و ژئومورفولوژی یخچالی بیشترین درصد مقالات را به‌خود اختصاص می‌دهند. فعالیت‌ها در زمینه تهیه نقشه‌های ژئومورفولوژی در ایران چندان زیاد نبوده و منحصر به کارهای فرج‌الله محمودی، جمشید جداری عیوضی، محمدرضا ثروتی و سپس سازمان زمین‌شناسی و در حال حاضر مؤسسه جغرافیای دانشگاه تهران می‌گردد.

قلمرو مطالعه

تصویر ماهواره‌ای یک آبدره (فیورد) در گرینلند

موضوع ویژه مطالعه ژئومورفولوژی سطح تماس و محل برخورد قلمرو سه‌گانه آبی، گازی و جامد است.به عبارت دیگر محیط مطالعه ژئومورفولوژی محل تلاقی پوسته جامد زمین، هواکره و آب‌کره است. سطح زمین از منابع گوناگون انرژی بهره‌مند می‌شود و قلمرو فیزیکی و جغرافیایی ویژه‌ای را به‌وجود می‌آورد که ویژگی عمدهٔ آن تحرک و پویایی (دینامیک) آن است. این پویایی در مقیاس زمانی و مکانی، در سطوح کاملاً متفاوت ظاهر می‌گردد که در بُعد زمانی به میلیاردها سال تحول ژئوفیزیکی کره زمین مربوط می‌شود و در بعد مکانی از ذره بسیار کوچک در حد یون‌ها تا سیاره زمین گسترش می‌یابد. موضوعات ژئومورفولوژی که بخش اعظم محیط طبیعی یا قلمرو فیزیکی و جغرافیایی را تشکیل می‌دهد، از این قاعده مستثنی نیست و مطالعات آن در زمان و مکان‌های مختلف از چندین روز تا چندین میلیارد سال، و در مقیاس میکروسکوپی تا مقیاس کره زمین انجام می‌شود. پوسته زمین و سطح آن به‌طور دائم در معرض کشمکش و تعارض عوامل دینامیک درونی و دینامیک بیرونی قرار گرفته و پیوسته می‌کوشد به یک تعادل و پایداری نسبی دست یابد. اشکال موجود در زمین نیز حاصل و عمل مشترک این دو عامل (دینامیک درونی و دینامیک بیرونی زمین) هستند.

ناهمواری‌های اولیه یا اصلی زمین بر اثر دخالت نیروهای درونی به‌وجود می‌آیند؛ بنابراین اشکال اولیه ناهمواری‌ها حاصل دخالت مستقیم دینامیک درونی زمین است. نیروهای دینامیک درونی از داخل زمین منشأ می‌گیرد و شامل فعالیت‌های آتشفشانی، انتقال آرام حرارت کره زمین به سطح و فعالیت‌های زمین‌ساختی است. معمولاً این نیروها سبب تغییرات بزرگ‌مقیاس در سطح زمین می‌گردند. نیروهای دینامیک بیرونی زمین نیز از منظومه شمسی منشأ می‌گیرد و شامل نیروی گرانش، انرژی خورشیدی و عوامل اقلیمی است.دینامیک بیرونی زمین در ارتباط با شرایط اقلیمی در حالت‌های مختلف بر سطح زمین اثر کرده و اشکال آن را در طول زمان، متناسب با ماهیت اشکال اولیه و مکان قرارگیری آن‌ها در سطح زمین تغییر داده و چهرهٔ جدیدی به آن‌ها می‌دهد.

در سطح کره زمین عواملی که موجب دگرگونی و تغییر شکل می‌شوند به عوامل مورفوژنیک (شکل‌زا) معروف هستند و مطالعه آن‌ها در قلمرو ژئومورفولوژی قرار می‌گیرد. این روش بر اساس نگرش سیستمی است، زیرا عوامل یاد شده با یکدیگر در ارتباط کامل هستند. بدین ترتیب که عوامل شکل‌زا در یک سطح تماس منجر به تولید سازندهای سطحی، خاک و شکل‌بندی جدیدی می‌شوند. سازندهای سطحی در این قسمت از سطح زمین، از تغییرات تشکیلات زمین‌شناسی در تماس با هواکره و آب به‌دست می‌آید که به هوازدگیمعروف است.در مطالعهٔ ناهمواری‌های پوسته جامد زمین می‌توان سه ناحیه به شرح زیر تشخیص داد:

  • زمین‌هایی که در آب فرورفته‌اند (اعماق دریاها و دریاچه‌ها).
  • زمین‌هایی که خارج از آب هستند یعنی خشکی‌ها.
  • ناحیه تلاقی این دو یعنی ساحل که خود قلمرو ویژه‌ای است.

شاخه‌ها

پس از ظهور ژئومورفولوژی به‌عنوان یک شاخه علمی مستقل توسط ویلیام موریس دیویس، این علم در چهار قلمرو ژئومورفولوژی تاریخی، ژئومورفولوژی فرایند، ژئومورفولوژی مدرن و سپس ژئومورفولوژی کاربردی توسعه یافته‌است. در ژئومورفولوژی مدرن با عمر کوتاه، ژئومورفولوژیست‌ها سه موضوع مهم از زمین‌چهره‌ها یعنی شکل، فرایند و زمان را مطالعه می‌نمایند..مطالعات فرایند (و مطالعات کمّی) برای سه یا چهار دهه از حاکمیتی جدی برخوردار گشت و مطالعات تاریخی که به واسطه مطالعات کمّی از میدان به‌دررفته بود بعداً با ساختاری قوی‌تر برگشت و در ترکیب با مطالعات فرایند، ژئومورفولوژی مدرن را به‌وجود آورد. ژئومورفولوژی کاربردی که بعد از جنگ جهانی دوم پدید آمد، زادهٔ ژئومورفولوژی مدرن است. در بطن این تحولات انواع دیگر شاخه‌های ژئومورفولوژی نیر به‌وجود آمدند که از جمله آن‌ها می‌توان به ژئومورفولوژی ساختمانی و ژئومورفولوژی اقلیمی اشاره نمود.در حال حاضر دوشاخه اصلی ژئومورفولوژی عبارتند از ژئومورفولوژی نظری (محض) و ژئومورفولوژی عملی (کاربردی). ژئومورفولوژی نظری (محض) نیز متشکل از ژئومورفولوژی ساختمانی و (دینامیک درونی) و ژئومورفولوژی اقلیمی (دینامیک بیرونی) است.

ژئومورفولوژی ساختمانی

فرورانش یک پوسته اقیانوسی تحت تأثیر نیروی زمین‌ساخت صفحه‌ای و تشکیل کمربند کوه‌زایی غیربرخوردی (مثال: رشته‌کوه آند).

ژئومورفولوژی ساختمانیناهمواری را در رابطه با ساختمان زمین‌شناسی بررسی می‌کند و سپس اشکال ساختمانی را طبقه‌بندی می‌نماید و از ماهیت سنگ‌ها و طرز قرار گرفتن آن‌ها و پدیده‌هایی که از عمل زمین‌ساخت (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 می‌شودو 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 زمین) مورد مطالعه قرار می‌گیرند.بر اساس نظریه‌ها و مباحث موجود در ژئومورفولوژی ساختمانی، یک سری نیروها تحت عنوان عوامل درون‌زا که منشأ آن‌ها ماگما است، بر پوسته زمین اثر گذاشته و با حرکاتی مثل کوه‌زایی و خشکی‌زایی آن را متأثر می‌سازند. در نتیجه این نیروها اسکلت اصلی ناهمواری‌های سطح کره زمین یا ناحیه‌ای از آن را پی‌ریزی نموده و واحدهای اصلی و بزرگ‌مقیاس ناهمواری را پدیدمی‌آورند. این‌گونه زمین‌چهره‌ها را در قالب ماکروتوپوگرافی یا ماکروژئومورفولوژی مورد مطالعه قرار داد.

بدبوم‌های پدید آمده در شیل‌های بریده‌شده توسط رود فرمونت در فلات کنویل شمالی در ایالت یوتا که به‌نام دروازه آبی معروف است. گرو کارل گیلبرت این منطقه را با جزییات کامل مطالعه و تشریح کرد که اساس مشاهدات وی در بسیاری از مطالعات ژئومورفولوژیکی را شکل داد.

ژئومورفولوژی اقلیمی 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 به نقش عوامل سازنده دینامیک بیرونی و چگونگی عمل‌کرد آن‌ها به‌ترتیب دخالت زمانی و به تفکیک عامل می‌پردازد. مهم‌ترین عوامل دینامیک بیرونی دما و بارندگی 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 [اقلیمی یا فرسایشی را تشکیل می‌دهد. ژئومورفولوژی اقلیمی به‌نحوی چهرهٔ 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 اقلیمی و دینامیک بیرونی، نقش و تأثیر اتمسفر (هوا و اقلیم) و سایر عوامل خارجی را بر پوسته زمین و ناهمواری‌های آن بررسی می‌کند. در واقع یک‌سری نیروها تحت عنوان عوامل برون‌زاوارد عمل شده و به دست‌کاری یا تغییر و تحول ساختمان و اسکلت ناهمواری‌ها می‌پردازد. این عوامل عبارتند از: عوامل اقلیم‌فرسا (اثر هوای ساکن، اثر هوای جاری یا باد، یخ و یخچال، بارندگی و آب‌های روان)، عواملبیوژنیک (گیاهان و جانوران) و عوامل آنتروپوژنیک و تکنوژنیک (انسان و تکنولوژی وابسته به وی). منشأ و خاستگاه عوامل برون‌زا عمدتاً امواج الکترومنیتیک (انرژی خورشیدی)، شیبزمین، نیروی گرانش، نیروی کوریولیس و گریز از مرکز و نیروی کشندی (جزر و مد) و امثال آن است. این عوامل عمدتاً به‌صورت تغییر دهندهٔ ناهمواری‌ها وارد عمل شده و هدف نهایی آن‌ها کاهش و تقلیل حجم برجستگی‌ها، تسطیح ناهمواری‌ها و نهایتاً محو کامل آن‌ها است. این اَعمال در قالب سه فرایند تخریب و فرسایش، حمل و رسوب مواد صورت می‌گیرد. البته این اهداف زمانی تحقق می‌یابد که عوامل و نیروهای درون‌زا بدون واکنش بوده و حالت انفعالی داشته باشند. در حالی که چنین نبوده و به‌طور هم‌زمان با فعالیت نیروهای بیرونی، نیروهای درونی نیز وارد عمل شده و واکنش نشان می‌دهند.

ژئومورفولوژی دیرینه

ژئومورفولوژی دیرینهوضعیت ناهمواری‌های گذشته زمین را مورد بررسی قرار می‌دهد و دانشمندان علوم زمین از تجزیه و تحلیل آن، تاریخ زمین را مورد مطالعه قرار می‌دهند. همچنین علم خاک‌شناسی دیرینه 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 به دانش رده‌بندی چشم‌اندازهای طبیعی اطلاق می‌شود. از آنجا که پیچیدگی عارضه‌های سطح زمین گیج‌کننده است، رده‌بندی آن‌ها کار ساده‌ای نیست و به‌طور معمول این کار بر اساس برخی نظریات تکاملی انجام می‌شود.

فرایندها در ژئومورفولوژی

به مجموعه عوامل و نیروهای درونی و بیرونی که باعث ایجاد تغییر در چشم‌انداز زمین شده، فرایند و به مجموعه شکل‌های ارضی که در نتیجه عملکرد فرایندهای گوناگون ایجاد می‌شوند، فرم گفته می‌شود.فرایندهای اولیهٔ تشکیل‌دهنده بیشتر عوارض توپوگرافی سطح زمین شامل باد، امواج دریا، انحلال شیمیایی، حرکات توده‌ای، حرکت آب‌های زیرزمینی، جریان آب‌های سطحی، فعالیت‌های یخچالی، حرکات تکتونیکی و فعالیت‌های آتشفشانی است. به غیر از این فرایندهای اصلی و عمده، فرایندهای ژئومورفیک دیگری مانند فرایندهای بین‌یخچالی (ذوب و انجماد)، انحلال نمک و عوامل فرازمینی مانند شهاب‌سنگ‌ها نیز در تغییر شکل و چهره چشم‌اندازهای زمین دخالت دارند. امروزه علم ژئومورفولوژی به تبیین و تحلیل فرم و فرایندهای ژئومورفیک موجود در سطح زمین می‌پردازد که این موضوع حاکی از دیدگاه سیستمی در این علم است.پیشرفت‌ها در زمینهتاریخ زمین‌شناختی زمین، ژئومورفولوژیست‌ها را قادر ساخته تا بتوانند مقیاس‌های زمانی زمین‌شناختی که در آن فرایندهای ژئومورفولوژیک صورت می‌گیرد را اندازه‌گیری نمایند.همچنین استفاده از تکنیک‌ها و ابزارهای نوین مانند سامانه موقعیت‌یاب جهانی، مدل‌های رقومی تهیه شده از تکنیک‌های سنجش از دور و اسکن لیزری امکان مطالعه کمّی این فرایندها را فراهم ساخته است. از مدل‌سازی و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نیز برای بررسی نحوه عمل این فرایندها در طول زمان استفاده می‌شود.

فرایندهای رودخانه‌ای[ویرایش]

دره پیچان‌رود اوواچ در صربستان و بوسنی و هرزگوین

تپه‌های ماسه‌ای تشکیل‌شده بر اثر فرایندهای بادی در کویر مرنجاب

رودخانه‌ها و نهرها به همراه آب، رسوبات را حمل و جابه‌جا می‌کنند. آب در هنگام جریان داشتن در بستر کانال خود قادر است رسوبات را به سمت پایین‌دست حوضه خود حمل و جابه‌جا نماید. این جابه‌جایی به شکل بار بستر و بار معلق یا محلول صورت می‌گیرد. میزان حمل رسوبات به مقدار موجود بودن رسوبات و میزان دبی رود دارد.

همچنین رودخانه‌ها می‌توانند سنگ‌های بستر خود و دامنه‌های پیرامون خود را فرسایش داده و رسوبات جدیدی تولید نمایند. به‌این صورت رودخانه‌ها تنظیم‌کننده سطح اساس در تحول و دگرگونی چشم‌اندازهای بزرگ‌مقیاس در محیط‌های غیریخچالی محسوب می‌شوند.رودخانه‌ها عاملی کلیدی در میان عناصر چشم‌انداز محسوب می‌شوند.

فرایندهای بادی

فرایندهای بادی حاصل فعالیت باد و به‌ویژه توانایی باد در شکل‌دادن و تغییر سطح زمین است. باد قادر به کاوش، جابه‌جایی و تراکم مواد است و در نواحی با پوشش گیاهی ضعیف، عاملی مؤثر در فرسایش رسوبات سست به‌شمار می‌رود. اگرچه در بیشتر محیط‌ها آب و فرایندهای رودخانه‌ای قدرت حمل رسوب بیشتری نسبت به باد دارند ولی فرایندهای بادی در محیط‌هایی مانند بیابان از اهمیت بیشتری برخوردار است.

فرایندهای دامنه‌ای

سنگ و خاک تحت تأثیر نیروی گرانش به شکل خزش، لغزش، جریان‌های گِلی، ریزش به سمت پایین دامنه جابه‌جا می‌شود. این فرایندها علاوه بر کره زمین در ناهید، مریخ، تیتان ویاپتوس نیز دیده شده‌است. فرایندهای دامنه‌ای می‌توانند توپولوژی سطح دامنه‌ها را تغییر دهند که این تغییر نیز به نوبه خود می‌تواند باعث تغییر در فرایندهای دامنه‌ای شود. آن‌دسته از فرایندهای دامنه‌ای که به حد آستانه بحرانی می‌رسند، قادر به جابه‌جایی حجم بسیار زیادی از مواد به‌صورت بسیار سریع می‌باشند که این موضوع، فرایندهای دامنه‌ای را به عاملی بسیار مهم در تغییر چشم‌اندازهای دارای فعالیت تکتونیکی تبدیل ساخته است.

در سطح زمین، فرایندهای زیستی مانند حفاری موجودات زنده یا اثرات ریشه درختان نیز ممکن است نقش مهمی در میزان و شدت فرایندهای دامنه‌ای ایفا نماید.

یخچال Aletsch در سوئیس، بزرگ‌ترین یخچالآلپ

فرایندهای یخچالی

یخچال‌ها با وجود گسترش جغرافیایی محدود، از عوامل مؤثر در تغییر چشم‌اندازها به‌شمار می‌روند. حرکت تدریجی یخ به‌سمت پایین باعث سایش و برداشت سنگ‌های زیرین و کناری یخچال می‌شود. سایش یخچال موادی ریزدانه به‌نام آردسنگ یخچالی تولید می‌کند. آوار و رسوباتی که توسط یخچال حمل شده و پس از عقب‌نشینی یخچال به‌جا می‌ماندیخرفت نام دارد. فرسایش یخچالی باعث ایجاد دره‌های U شکل می‌شود، برخلاف دره‌های V شکل که منشاٰ رودخانه‌ای دارند.

همراهی فرایندهای یخچالی با دیگر عناصر چشم‌انداز به‌ویژه فرایندهای رودخانه‌ای و دامنه‌ای عامل مهمی در شکل‌دهی و تغییر چشم‌اندازهای دوره پلیوپلیستوسن است و رسوبات آن در محیط‌های کوهستانی مرتفع به‌جای مانده‌است. در محیط‌هایی که در دوران اخیر تحت تأثیر یخچال بوده‌اند ولی در حال حاضر اثری از یخچال در آن‌ها وجود ندارد در مقایسه با محیط‌هایی که هرگز یخچالی نبوده‌اند، میزان تغییر و تحول بیشتری در چشم‌انداز به چشم می‌خورد. فرایندهای ژئومورفیک غیریخچالی که در عین حال توسط یخچال‌های دوران گذشته شکل گرفته‌اند، به نام فرایندهای نیمه‌یخچالی نامیده می‌شود. این مفهوم با فرایندهای بین‌یخچالی که به‌طور مستقیم با تشکیل و ذوب یخ مرتبط است، تفاوت دارد.

فرایندهای ساحلی

تخریب خانه‌های ساحل پاسیفیکا، کالیفرنیاپس از یک توفان بزرگ در سال ۱۹۹۷

باد، امواج، جزر و مد و جریان‌های دریایی مهم‌ترین فرایندهای تأثیرگذار در آب‌های ساحلی هستند. این فرایندها انرژی لازم را برای شکل‌دهی یا تغییر نوار ساحلی از طریق فرسایش، حمل و رسوب‌گذاری تأمین می‌کنند. با وجود این‌که امواج، جزر و مد و جریان‌های دریایی در ارتباط با همدیگر عمل می‌کنند، ولی یکی از فرایندها ممکن است اثر دیگر فرایندها را افزایش یا کاهش دهد.

فرایندهای ساحلی از راه‌های مختلفی ایجاد می‌شوند و برخی نیز چندین منشأ دارند. انواع جریان‌های ساحلی عبارتند از:

  • جریان گردابی: زمانی که آب حاصل از شکست امواج، به‌طور زاویه‌دار به خط ساحلی می‌رسند، این نوع جریان تشکیل می‌شود.
  • جریان ناشی از امواج: هنگامی که امواج به‌طور زاویه‌دار به خط ساحلی می‌رسند، موجب جریان آب در امتداد ساحل می‌شوند و این جریان را ایجاد می‌کند.
  • جریان جزر و مدی: در اثر حرکات جزر و مدی و بالا و پایین رفتن آب بر اثر جزر و مد ایجاد می‌شود.
  • جریان اقیانوسی: حرکت توده‌ای و آرام آب در واکنش به تغییرات شوری و دمای آب و فشار اتمسفر و باد است.
  • جریان ناشی از وزش باد: در جهت وزش باد ایجاد می‌شود.
  • جریان رودخانه‌ای: جایی که رودخانه وارد دریا می‌شود، این نوع جریان ایجاد می‌شود.

همچنین جریان‌های ناشی از اختلاف چگالی نیز وجود دارد که آب از مناطق با چگالی بیشتر به مناطقی با چگالی کمتر حرکت می‌کند ولی در سواحل تأثیری ندارند.

فرایندهای زمین‌ساختی

گسل سراسری زاگرس (به رنگ زرد) و دیگر گسل‌های زاگرس که بر اثر فرایندهای زمین‌ساختی پدید آمده‌اند.

تأثیرات تکتونیک (زمین‌ساخت) بر ژئومورفولوژی می‌تواند در بازه‌ای از چند میلیون سال تا یک دقیقه یا کمتر متغیر باشد. تأثیرات زمین‌ساخت بر چشم‌اندازها وابستگی زیادی به ویژگی‌های سنگ بستر زیرین دارد که شکل‌گیری نوع مورفولوژی زمین‌ساختی را کنترل می‌کند. زمین‌لرزه می‌تواند در عرض چند دقیقه اراضی وسیعی را به در آب غرق کرده وتالاب‌های جدید ایجاد نماید. تغییرات ایزوستاتیک در طول صدها یا هزاران سال می‌تواند تغییرات قابل‌توجهی را ایجاد نماید و باعث فرسایش کمربندهای کوه‌زایی و کمربندهایبالازدگی در زمین شود. حرکات بلندمدت تکتونیک صفحه‌ای باعث بالاآمدگی کمربندهای کوه‌زایی، تشکیل رشته‌کوه‌های بزرگ به‌صورت کانون فرایندهای رودخانه‌ای و دامنه‌ای و تولید رسوب در مدت طولانی گردد. فرایندهای عمیق‌تر در گوشته زمین مانند گازهای گوشته و لایه‌لایه شدن سنگ‌کره زیرین نیز می‌تواند در طولانی‌مدت (بیش از میلیون سال) و در مقیاس بزرگ (هزاران کیلومتر مربع) نقش مهمی را در تغییر و تحول توپوگرافی زمین ایفا نماید.

فرایندهای آذرین

فرایندهای آذرین آتشفشانی (فورانی) و پلوتونیک (نفوذی) تأثیرات مهمی در ژئومورفولوژی دارند. فعالیت آتشفشان‌ها باعث تجدید جوانی چشم‌اندازها، پوشیده شدن سطوح قدیمی با گدازه، انتشار مواد آذرآواری و تغییر مسیر رودخانه‌ها می‌گردد. مخروط‌های آتشفشانی ایجاد شده بر اثر فوران، توپوگرافی مهمی را می‌سازد که می‌تواند تحت تأثیر دیگر فرایندهای سطحی قرار گیرد. سنگ‌های نفوذی که در عمق زمین سرد و محکم شده‌اند، بسته به این‌که دارای تراکم کمتر یا متراکم‌تر از سنگ پیشین باشند، می‌توانند باعث بالاآمدگی یا نشست سطوح شوند.

فرایندهای زیستی

تعامل موجودات زنده با لندفرم‌ها یا فرایندهای بیومورفولوژیک به شکل‌های گوناگون باشد. زیست‌شناسی می‌تواند از راه‌های گوناگونی مانند تأثیر بیوشیمی بر هوازدگی و انحلال شیمیایی، تأثیر فرایندهای مکانیکی مانند حفاری موجودات زنده و تأثیر رشد درختان بر تشکیل خاک و حتی کنترل فرسایش جهانی خاک از طریق مدل‌سازی آب‌وهوایی و تعادلدی‌اکسیدکربن بر بسیاری از فرایندهای ژئومورفیک تأثیر بگذارد. چشم‌اندازهای زمینی که در آن نقش عوامل بیولوژیک در فرایندهای سطحی کاملاً قابل چشم‌پوشی باشد، بسیار نادر است ولی ممکن است اطلاعات مهمی برای مطالعه ژئومورفولوژی سایر سیارات مانند مریخ را دربرداشته باشند.

مقیاس در ژئومورفولوژی

یخچال بالتورو در قراقروم پاکستان با ۶۲ کیلومتر طول یکی از بزرگ‌ترین یخچال‌های کوهستانی دنیاست.

فرایندهای گوناگون ژئومورفولوژی در مقیاس‌های زمانی و مکانی متفاوتی عمل می‌کنند. همچنین ممکن است واکنش و پاسخ چشم‌اندازها به نیروهایی مانند اقلیم و تکتونیک بر اساس مقیاسی که فرایندها در آن رخ می‌دهد، انجام شود. امروزه این دیدگاه‌ها به‌عنوان کلیدی در مطالعات ژئومورفولوژی به‌شمار می‌روند.

به‌منظور سهولت در دسته‌بندی مقیاسی چشم‌اندازها، برخی ژئومورفولوژیست‌ها از این رده‌بندی استفاده می‌کنند:

  • یکم: قاره‌ها، حوضه‌های اقیانوسی و مناطق اقلیمی (~۱۰۰۰۰۰۰۰ کیلومتر مربع)
  • دوم: سپرها، مانند سپر بالتیک و رشته‌کوه‌ها (~۱۰۰۰۰۰۰ کیلومتر مربع)
  • سوم: سرزمین‌های دور از دریا، منطقه ساحل (~۱۰۰۰۰۰ کیلومتر مربع)
  • چهارم: ماسیف‌ها مانند ماسیف سانترال در فرانسه یا گروهی از لندفرم‌های مرتبط (~۱۰۰۰۰ کیلومتر مربع)
  • پنچم: دره رودخانه‌ها (~۱۰۰۰ کیلومتر مربع)
  • ششم: کوه‌ها یا آتشفشان‌های منفرد، دره‌های کوچک (~۱۰۰ کیلومتر مربع)
  • هفتم: دامنه‌ها، کانال‌های جریانی و خورها (~۱۰ کیلومتر مربع)
  • هشتم: آبکندها (گالی) (~۱ کیلومتر مربع)
  • نهم: پدیده‌های در اندازه متر

ژئومورفولوژی با سایر رشته‌های علوم طبیعی چون هیدرولوژی، کشاورزی، آبو 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 در اغلب کشورهای جهان با روش سیستماتیک و با اهمیت خاص مورد توجه قرار گرفته‌است و بررسی عوامل گوناگون را به‌طور ترکیبی مدنظر می‌گیرد و می‌تواند پاسخگوی نیازهای برنامه‌های علوم طبیعی باشد.

  • کاربرد در مطالعات ژئوفیزیک

ژئومورفولوژی با فراهم آوردن مقدمات لازم جهت استفاده از روش‌های پرخرج مانند سونداژهایی که در ژئوفیزیک رایج است یا هدایت آن‌ها از برتری خاصی برخوردار است. به این ترتیب که استفاده از روش‌های ژئوفیزیک و سونداژها 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 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 سنگ‌شناسی و وضع استقرار آن‌ها نسبت به‌هم است 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 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.

نقشه‌های ژئومورفولوژی

نقشه ژئومورفولوژی اوکراین

ژئومورفولوژی به عنوان علم بررسی و شناخت ناهمواری‌های زمین، و علمی با توانایی‌های مهندسی که با استفاده از تکنیک‌ها و ابزارهایی قادر به برنامه‌ریزی است، بهترین مبنا را برای طبقه‌بندی زمین به‌دست می‌دهد. نقشه‌های ژئومورفولوژی یک منبع قدیمی برای ضبط اطلاعات چشم‌اندازها هستند. این نقشه‌ها در زمره بهترین ابزارها برای شناخت و درک چهارچوب حرکتی سطح زمین بوده و به کاربر اجازه تصمیم نهایی و تهیه نقشه تحولی چشم‌اندازهای کنونی یک ناحیه را می‌دهد. نقشه ژئومورفولوژی تحلیل ژئومورفولوژی یک منطقه معین را به‌صورت فضایی نشان می‌دهد و کلید پژوهش‌های مربوط به علوم زمین است. نقشه‌های ژئومورفولوژی دیدی کامل و سریع از شکل‌های مختلف ناهمواری‌های پوسته خارجی زمین و فرایندهایی که موجب پیدایش این شکل‌ها در رابطه با سازندهای زمین‌شناسی و اقلیم‌شناسی است، به‌دست می‌دهند. این نقشه‌ها به‌دلیل پیچیدگی ارائه و اطلاعات آن‌ها، اسنادی با استفاده محدود هستند. در حال حاضر نقشه‌های ژئومورفولوژی به‌عنوان روشی در ارزیابی منابع طبیعی از سوی محققان یونسکو پذیرفته شده و مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد.

نقشه‌کشی ژئومورفولوژی در مقایسه با نقشه‌کشی زمین‌شناسی، تکنیکی نسبتاً جدید محسوب می‌شود، زیرا ژئومورفولوژی علمی جوان‌تر از زمین‌شناسی است. نقشه‌های ژئومورفولوژی، پدیده‌های سطحی یا لندفرم‌ها را به تصویر کشیده و فرایندهای زمین‌شناسی بر سطح زمین را ثبت می‌کنند. یک نقشه ژئومورفولوژی ایده‌آل باید اطلاعاتی دربارهٔ مورفولوژی (فرایندهای شکل‌زا)، مورفومتری (ابعاد و اندازه‌ها)، مورفوژنز (منشأ و تکوین)، مورفوکرونولوژی (سن‌سنجی تغییرات) و مورفودینامیک (تغییرات و پویایی) هر شکل ارائه کند.

در قرن ۱۹ میلادی توضیح لندفرم‌ها با نقشه‌های جغرافیایی بود. نقشه‌کشی ژئومورفولوژیکی سنتی از زمانی که عکس‌های هوایی موجود بودند آغاز شد. زیگفرید پاسارگ جغرافی‌دان آلمانی اولین نقشه ژئومورفولوژی را در سال ۱۹۱۴ برای ناحیه استیدرمبا با مقیاس ۱:۲۵۰۰ تهیه کرد. در فاصله سال‌های ۱۹۲۰ تا ۱۹۳۰ کوشش‌ها و پیشنهادهای متعددی برای تهیه نقشه‌های ژئومورفولوژی صورت گرفت اما درخواست‌های اصلی برای پوشش سراسری این نقشه‌ها از طرف برنامه‌ریزان و مهندسان کشاورزی پس از جنگ جهانی دوم بود. تهیه نقشه‌های ژئومورفولوژی در مفهوم امروزی در دهه ۱۹۵۰ میلادی به وسیله هلندی‌ها و با هدف برنامه‌ریزی‌های اقتصادی آغاز شد. در استرالیانیز ارگان‌هایی مانند سازمان علمی و تحقیقات صنعتی همسود (C.S.I.R.O) بعد از چنگ جهانی دوم با استفاده از روش فیزیوگرافی اقدام به تهیه نقشه‌هایی از واحدهای ژئومورفولوژی در سرزمین‌های بکر و کمتر مطالعه‌شده به‌منظور ارائه یک طرح طبقه‌بندی مناسب جهت کشاورزی کردند. در روش C.S.I.R.O چشم‌اندازها واحدهایی تلقی می‌شوند که از نظر زمین‌شناسی و ژئومورفولوژی دارای مشابهت‌هایی هستند و این اصول، مبنای برنامه‌ریزیآمایش سرزمین قرار می‌گیرد.

نقشه ژئومورفولوژی ایران برای نخستین بار با مقیاس ۱:۲۵۰۰۰۰۰ در زمره مجموعه‌ای از نقشه‌های منطقه خاور نزدیک در دانشگاه توبینگن آلمان در سال ۱۹۹۰ توسط محمدرضا ثروتی و با همکاری دتلف بوشه و گرونرت تهیه و منتشر شد. این نقشه با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی، زمین‌شناسی، عکس‌های هوایی، تصاویر ماهواره‌ای، مقالات و کتاب‌های محدود دربارهٔ ژئومورفولوژی ایران و تا حدودی مطالعات روی زمین تهیه گردید. این نقشه توسط محمدرضا ثروتی ترجمه و در مقیاس ۱:۲۵۰۰۰۰۰ در سال ۱۳۷۰ توسط سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح چاپ و انتشار یافت و پایه و مبنای خوبی برای کارهای بعدی با مقیاس بزرگ‌تر به‌شمار می‌رود. نقشه ژئومورفولوژی ایران در مقیاس ۱:۱۰۰۰۰۰۰ نیز در سال ۱۳۷۳ توسط سازمان زمین‌شناسی کشور در چهار برگ جدا از هم منتشر شد. طی چند سال اخیر مؤسسه جغرافیای دانشگاه تهران چند برگ از اطلس ژئومورفولوژی کشور با مقیاس ۱:۲۵۰۰۰۰ را به چاپ رسانده است.

ژئوتوریسم

گردشگران در تپه‌های کویر مرنجاب

یک گل‌فشان در شهرستان جاسک استان هرمزگان

ژئوتوریسم (به انگلیسیGeotourism) یا زمین‌گردشگری از دو بخش ژئو و توریسم تشکیل شده‌است بخش ژئو جاذبه‌های زمین‌شناسی، ژئومورفولوژی و میراثمعدن‌کاری 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 بی‌جان سروکار دارد.

مخاطبان ژئوتوریسم نه تنها متخصصان و کارشناسان زمین‌شناسی و ژئومورفولوژی، بلکه گردشگران عادی و علاقه‌مندان طبیعت هستند. در جریان فعالیت‌های ژئوتوریسمی، بازدیدکنندگان ضمن بازدید از پدیده‌های زیبا و ویژه زمین‌شناسی 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 زیست‌محیطی 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 باقی‌مانده و قابل استفاده باشد.

برای تشکیل تنوع زمین‌شناختی، تنوع و دگرگونی توسط فرایندهای بیرونی و درونی لازم است. طبیعت به‌طور دائم توسط فرسایش آبی و بادی در حال تنوع و دگرگونی است. این دگرگونی توسط خود عوامل فرسایش شکل می‌گیرد. مهم‌ترین عوامل پیدایش رخنمون‌ها، اشکال و جلوه‌های زمین که موجب جلب گردشگران علاقه‌مند به پدیده‌های طبیعی می‌گردد، عبارتند از:

  • فرسایش‌ها
  • آتشفشان‌ها
  • [چین‌خوردگی‌ها و گسله‌ها
  • گنبدها و بلورهای نمکی
  • تپه‌های مرجانی مهم‌ترین عامل ایجاد و شکل‌گیری پدیده‌های زمین‌شناسی 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 شکل‌گیری 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 کانی‌های لایه‌های مختلف زمین را بیشتر نمایان می‌سازد.

ژئوتوریسم در ایران

ایران باتنوع ژئومورفولوژیکی و زمین شناختی، اقلیم متنوع و ویژگی‌های زمین‌شناسی گوناگون و طبیعت بی جان بی‌نظیر، می‌تواند از پدیده‌های ژئومورفولوژیکی و زمین شناختی در سراسر کشور مانند غارها، تنگه‌ها، دره‌ها، مناطق فسیلی، دره‌های نشستی، شکاف‌های بزرگ زمین‌شناسی، سازندهای زمین‌شناختی، گل‌فشان‌ها، زمین‌های کارستی، انواع کانی‌ها، هرم‌های ماسه‌ای، سواحل صخره‌ای – سنگی، معادن باستانی، کلوت‌ها و غیره به‌عنوان ژئومورفولوژیکی و زمین شناختی در قالب ژئوسایت‌های بالقوه متعدد پس از تدارک زیرساخت‌های گردشگری به عنوان ابزاری کارساز در راستای توسعه ژئوتوریسم و تأسیس ژئوپارک‌ها مورد استفاده قرار دهد. ژئوتوریسم در ایران با تأسیس ژئوپارک قشم در سال ۱۳۸۶ رسمیت یافت، اما به دلیل عدم وجود ابزار تفسیر زمین‌شناختی در این ژئوپارک در واقع به‌طور عملی هنوز صنعت ژئوتوریسم در ایران راه‌اندازی و آغاز نشده‌است.

ایران در میان سایر کشورهای جهان از نظر آموزش‌های دانشگاهی و کتب درسی ژئوتوریسم پیشرو بوده و برای مقطع کارشناسی زمین‌شناسی دانشگاه پیام‌نور و همچنین مقطع کارشناسی ارشد اکوتوریسم در دانشگاه‌های کشور، درس دو واحدی مستقلی به‌نام ژئوتوریسم (زمین گردشگری)، ارائه و تدریس می‌شود.

 

 

منابع

  • Strahler, A. N.. “Equilibrium theory of erosional slopes approached by frequency distribution analysis”. American Journal of Science 11, no. 248 (1 November 1950): 800–814. doi:10.2475/ajs.248.11.800.
  • Burbank, D. W.. “Rates of erosion and their implications for exhumation”Mineralogical Magazine 1, no. 66 (2002): 25–52. doi:10.1180/0026461026610014. Archived from the original on 17 July 2017.
  • Roering, Joshua J.. “Evidence for nonlinear, diffusive sediment transport on hillslopes and implications for landscape morphology”Water Resources Research 3, no. 35 (1999): 853–870. doi:10.1029/1998WR900090. Archived from the original on 17 July 2017.
  • Gabet, Emmanuel J.. “The Effects of Bioturbation on Soil Processes and Sediment Transport”. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 1, no. 31 (May 2003): 249–273. doi:10.1146/annurev.earth.31.100901.141314.
  • Church, Michael. “Paraglacial Sedimentation: A Consideration of Fluvial Processes Conditioned by Glaciation”. Geological Society of America Bulletin 10, no. 83 (October 1972): 3059–3072. doi:10.1130/0016-7606(1972)83[3059:PSACOF]2.0.CO;2.
  • Cserepes, L.. “Geoid height versus topography for a plume model of the Hawaiian swell”. Earth and Planetary Science Letters 1-2, no. 178 (15 May 2000): 29–38. doi:10.1016/S0012-821X(00)00065-0.
  • Seber, Dogan. “Geophysical evidence for lithospheric delamination beneath the Alboran Sea and Rif–Betic mountains”. Nature 6568, no. 379 (February 1996): 785–790. doi:10.1038/379785a0.
  • Dietrich, William E.. “The search for a topographic signature of life”. Nature 7075, no. 439 (26 January 2006): 411–418. doi:10.1038/nature04452.
  • Allen, Philip A.. “The search for a topographic signature ofTime scales of tectonic landscapes and their sediment routing systems”. Geological Society, London, Special Publications 7075, no. 296 (2008): 7–28. doi:10.1144/SP296.2.
  • «Geomorphology». International Association of Geomorphologists. بایگانی‌شده از نسخهٔ اصلی در ۱۷ ژوئیه ۲۰۱۷. بازبینی‌شده در ۲۹ اکتبر ۲۰۱۳.
  • Bennett, M.R. and N.F. Glasser. Glacial Geology: Ice Sheets and Landforms. John Wiley & Sons Ltd, 1996. 364 p.. ISBN ‎0-471-96345-3.
  • Leeder, M.. Sedimentology and Sedimentary Basins, From Turbulence to Tectonics, Blackwell Science. 1999. 592 p.. ISBN ‎0-632-0497-6.
  • Huggett, R. J.. Fundamentals of Geomorphology. England: Rout ledge, 2003.
  • Gudie, A. Geomorphological Techniques. London and New York: Routledge, 1990. P 357.
  • Chorley, R. J.. A-re-evaluation of the Geomorphic System. 1965.
  • Bates, R.L. and J.A. Jackson. GLOSSARY OF GEOLOGY. American Geology Institute, 1980. P 357.
  • Summerfield, M.A.. Global Geomorphology. Pearson Education Ltd, 1991. P 537. ISBN ‎0-582-30156-4.
  • Dunai, T.J.. Cosmogenic Nucleides. Cambridge University Press, 2010. P 187. ISBN ‎978-0-521-87380-2.
  • Knighton, D.. Fluvial Forms & Processes. Hodder Arnold, 1998. P 383. ISBN ‎0-340-66313-8.
  • e.g. , DTM intro page, Hunter College Department of Geography, New York NY.

در آلمان یک توپ فلزی بزرگ هست که با اینکه ظاهری شبیه سنگ های معمولی دارد اما می تواند باعث زلزله شود! حتما برایتان سوال پیش آمده که ارتباط بین زلزله و این توپ فلزی چیه؟ در واقع این توپ فلزی آنقدر سنگین است که با برخورد با لایه زیرین زمین، زلزله های مصنوعی و کوچکی را به وجود می آورد که برای انجام تحقیقات مناسب هستند. دانشمندان با استفاده از همین توپ فلزی که باعث زلزله می شود به نتایج جالبی درباره ساختار زمین رسیده اند برای همین دانستن درباره آن می تواند جالب باشد.

در دامنه های جنگلی رشته کوه هاینبرگ (Hainberg) در نزدیکی شهر گوتینگن در آلمان یک ایستگاه لرزه نگاری قدیمی وجود دارد که تحقیقات مهمی در زمینه ژئوفیزیک در آن انجام شده است و امروز همچنان افراد زیادی از آن دیدن می کنند. ایستگاه زلزله ویچرت در سال ۱۹۰۲ توسط فیزیکدان و ژئوفیزیک معروف آلمانی، امیل ویچرت ساخته شده است. او این ایستگاه را راه اندازی کرد تا در آن بتواند درباره رشته ژئوفیزیک که در آن زمان کاملا نوظهور بود تحقیقاتی انجام دهد.

برای انجام تحقیقات، اول از همه نیاز به ساخت لرزه نگارهایی بود که لرزه های زمین را به ثبت برسانند برای همین ویچرت شروع به ساخت چندین لرزه نگار کرد. این ابزارها که از آن زمان تا به حال لرزه ها را بدون وقفه ثبت می کنند تبدیل به قدیمی ترین لرزه نگارهایی شده اند که هنوز هم فعال هستند و کار می کنند. امروز با سفر به ایستگاه های لرزه نگاری نقاط مختلف دنیا همچنان لرزه نگارهایی را می بینید که توسط ویچرت درست شده اند.

 

 

ویچرت علاقمند بود تا درباره ساختار زمین اطلاعات بیشتری پیدا کند پس آنقدر تحقیق کرد تا موفق شد مدل جدیدی از ساختار درونی زمین ارائه دهد. به گفته او زمین از چندین پوسته تشکیل شده و از آنجایی که چگالی سنگ های سطح زمین با چگالی متوسط زمین فرق دارند زمین باید از لایه های مختلف سنگی با چگالی های مختلف تشکیل شده باشد. او با این نظریه ها به درستی پیش بینی کرد که زمین یک هسته ی سنگین آهنی دارد. محققان زیادی در این مسیر به امیل ویچرت ملحق شدند که در بین آن ها ژئوفیزیک دان مطرح آلمانی به اسم «مینتروپ» هم به چشم می خورد.

«مینتروپ» دانش آموز بااستعداد ویچرت و یکی از موسسان ژئوفیزیک مدرن بود که موفق شد در سال ۱۹۰۸ راهی برای ایجاد زلزله مصنوعی پیدا کند. حتما می پرسید زلزله مصنوعی چه فایده ای دارد؟ با ایجاد زلزله داده هایی توسط لرزه نگارها به ثبت می رسند که به کمک آن ها نوع ساختار زیر سطح زمین تعیین می شود. «مینتروپ» برای ایجاد زلزله مصنوعی یک داربست فلزی به طول ۱۴ متر ساخت تا از روی آن یک توپ فلزی ۴ تنی را به بستر سنگی پوسته ی سنگ آهکی زمین رها کند. با برخورد توپ فلزی به زمین، لرزه نگارهایی که در جایی دورتر از این محل بودند به کار می افتادند تا امواج این زلزله مصنوعی را ثبت کنند.

 

 

انجام این آزمایش، موفقیت شگفت انگیزی را به همراه داشت. «مینتروپ» موفق شد یک تصویر سه بعدی از پوسته ی زیر سطح زمین به دست بیاورد. او با این آزمایش نشان داد که با ایجاد زلزله های کوچک و مصنوعی می توان مرزهای مجزای سنگ ها و لایه های سنگی مایع و جامد را شناسایی کرد و در مورد طبیعت ساختار نزدیک سطح زمین به نتیجه رسید. «مینتروپ» در نهایت شرکت «سیزموس» را تاسیس کرد تا بتواند با استفاده از امواج لرزه ای درباره رسوبات معدنی و سنگ ها مطالعه کند البته در این شرکت به جای توپ های سنگین از دینامیت استفاده کرد.

امروز این روش اکتشافات لرزه ای همچنان توسط صنعت نفت خام استفاده می شود تا با ایجاد امواج مصنوعی حرکتی و ثبت و تفسیر آن ها در مورد رسوبات نفت خام، گازهای طبیعی و مواد معدنی تحقیق کنند. توپ فلزی ۴ تنی امروز هم در ایستگاه زلزله در بالای داربست فلزی قرار دارد و این روزها به یک موتور الکتریکی مجهز شده تا با کنترل از راه دور به راحتی بالا برود و در زمان مناسب رها شود.

 

 

می توانید از این ایستگاه لرزه نگاری دیدن کنید تا سقوط این سنگ و زلزله ای که به وجود می آورد را ببینید. در این ایستگاه چیزهای جالب دیگری هم برای تماشا وجود دارد که یکی از آن ها لرزه نگار معلق و معروف ویچرت است که در سال ۱۹۰۲ درست شده است. این لرزه نگار با همه لرزه نگارهایی که تا به حال دیده اید فرق دارد و با اینکه خیلی سنگین است اما می تواند آزادانه نوسان کند و به کمک فشار فنرهای بالا در حالت تعادل نگه داشته شود. با تکان خوردن زمین، قابی که آونگ از روی آن معلق مانده تکان می خورد اما آونگ به خودی خود به خاطر وزن زیادش ثابت باقی می ماند.

داده های این حرکت بر روی صفحه دودی طبل چرخان به ثبت می رسد. اولین لرزه نگار ویچرت اجزای افقی حرکت را ثبت کرد اما او بعدها موفق شد لرزه نگارهایی را طراحی کند که اجزای عمودی را هم اندازه گیری می کردند. امروز لرزه نگارهای ویچرت همچنان در ایستگاه های لرزه نگاری دنیا استفاده می شود و اطلاعات ارزشمندی را در اختیار محققان قرار می دهد.