Geomorfologia

La geomorfologia (greco γῆ , Ge , Terra, μορφή , morphed , forma e λόγος , logos , studio) è lo studio scientifico delle morfologie e dei processi che si modellano sui pianeti terrestri .

I geomorfologi analizzano i paesaggi, cercano di comprenderne la storia e l'evoluzione e prevedono cambiamenti futuri attraverso una combinazione di osservazioni sul campo, esperimenti di laboratorio e modellazione digitale.

Definizione

La geomorfologia è la scienza che ha per oggetto la descrizione e la spiegazione delle forme del rilievo terrestre. Questa disciplina è stata costruita all'interno della geografia fisica (di cui è stata per lungo tempo il fiore all'occhiello) quindi delle geoscienze . È praticato da geografi, geologi e archeologi secondo i propri metodi e campi di ricerca ( geodesia , geotecnica , ecc.). Le forme della superficie terrestre (e dei pianeti terrestri) evolvono in risposta a una combinazione di processi naturali e antropici, e tendono a bilanciare i processi di ablazione e accumulo. Questi processi agiscono a varie scale spaziali e temporali. A lungo termine (piccole scale), il paesaggio è costruito in particolare dal sollevamento tettonico e dal vulcanismo (geomorfologia strutturale). È quindi l'analisi dell'ambiente naturale, che è un geosistema : un insieme geografico con una propria struttura e funzionamento, che è inscritto nello spazio e nel tempo (spazio-temporale).

La geomorfologia è quindi una disciplina che analizza una delle componenti dell'ambiente naturale, in stretta relazione con le altre discipline della geografia fisica e delle scienze della terra (geologia). Due campi condividono il campo scientifico della geomorfologia:

la geomorfologia strutturale riguarda l'influenza della struttura ( litologia e tettonica, cfr. geodinamica ) sul terreno a diverse scale dalla tettonica a zolle alle forme strutturali di base (superfici, rupi , ecc.) geodinamiche ;
la geomorfologia dinamica (già geomorfologia zonale o climatica) è specializzata nello studio analitico dei processi esterni che concorrono alla formazione e all'evoluzione delle morfologie; l' erosione , l' alterazione , l'asportazione, il trasporto, la deposizione, ecc., edificano e modificano le formazioni (linee costiere, reticolo idrografico, ecc.). Riguarda anche l'aspetto particolare di tale forma secondo un clima attuale o le eredità di un clima passato (vedi climatologia e biogeografia ).

Schematicamente, la geomorfologia strutturale spiega le linee principali del rilievo - l'architettura principale o la struttura - mentre la geomorfologia dinamica modifica le caratteristiche principali del paesaggio generalmente sotto l'effetto del clima.

Dagli anni '70, l'esogeomorfologia, lo studio dei rilievi e delle dinamiche morfologiche dei corpi planetari extraterrestri, si è sviluppata all'interno della planetologia .

Modello e formazione associata

Lo studio geomorfologico ha due aspetti:

la geometria della superficie topografica (la topografia è la rappresentazione di luoghi e forme del terreno su una mappa, la geomorfologia interpreta le forme): la modellazione ; la configurazione della superficie è morfografica , qualitativa o quantitativa, utilizza misurazioni morfometriche al suolo o cartografiche, fotografie aeree, immagini satellitari;
la nozione di forma del rilievo è inseparabile da quella di formazioni geologiche ( terreni ) associate al rilievo . Sono di due tipi:
- le formazioni superficiali , conseguenti alla morfogenesi (formazione ed evoluzione del rilievo). La loro installazione accompagna la realizzazione del rilievo e il loro studio è quindi fondamentale per spiegare e datare il rilievo,
- il substrato sottostante, in atto, costituito da rocce spesso molto più antiche , poste in diverse condizioni paleogeografiche (vecchie distribuzioni geografiche dei rilievi).

Per il geografo e geomorfologo Claude Klein, “la geomorfologia non è una, è trigono: esiste una microgeomorfologia, una mesogeomorfologia, una mega-geomorfologia” . Egli distingue diverse aree di studio secondo una geomorfologia naturalistica: megaforme di rilievo che rappresentano essenzialmente fenomeni zonali legati alla tettonica delle placche , mesoforme che si spiegano principalmente con la dinamica dei profili di equilibrio , e microforme (che lui chiama modellate ) modellate sotto l'influenza predominante del clima (in particolare periglaciale ).

Ventifact , ablazione microforme .
Rosa di sabbia , microforma di accumulo.

Storia

La disciplina è antichissima se si considera il suo oggetto di osservazione - i rilievi - e le fonti risalenti all'Antichità e al Medioevo, sia occidentali ( Aristotele (384-322 a.C.), Plinio il Vecchio , Strabone , Seneca , Avicenna ) che Cinese.

Shen Kuo (1031-1095), grande naturalista e politico cinese, osserva, ad esempio, conchiglie fossili in una scogliera e concepisce che corrisponda a un'antica costa. Altre formazioni gli ispirano l'idea che la superficie della Terra sia modellata e rimodellata dall'erosione e che il clima possa evolversi come Aristotele o Leonardo da Vinci . Mentre la geomorfologia non esiste ancora come tale, grandi naturalisti e viaggiatori come Alexander von Humboldt , James Hutton e John Playfair gettano le basi per l'erosione. Carl Friedrich Naumann utilizzò per la prima volta nel 1858 nel suo libro di testo di geologia l'espressione morfologia della superficie terrestre .
Charles Lyell
William Morris Davis propone un ciclo di erosione (in) .
Walther Penck e Brückner mettono in discussione i massi erratici delle valli alpine e comprendono i processi di erosione glaciale .
Emmanuel de Martonne .

Strumenti di analisi geomorfologica

L'evoluzione tecnologica ha permesso grandi progressi nelle conoscenze geomorfologiche. Con vantaggi e svantaggi, ciascuno dei suoi strumenti, generalmente utilizzati insieme, consente un'interpretazione più dettagliata dei rilievi e della loro evoluzione. Inoltre, in alcune regioni (montagne, copertura vegetale significativa, aree altamente urbanizzate, altri pianeti del sistema solare), la raccolta di dati sul campo è particolarmente difficile e richiede l'uso di tecniche e metodi speciali.

La cartografia geomorfologica è cambiata, è ancora propedeutica alla realizzazione di mezzi più complessi e costosi. La cartografia riassume le informazioni sulla geometria, la disposizione, le forme del rilievo; la natura e la struttura delle formazioni superficiali; processi, compresa la loro durata, il tasso di formazione e l'età delle morfologie. Le mappe topografiche forniscono informazioni sul modellato tramite altitudini (valutazioni) e curve di livello (o curve di livello ). Le carte geomorfologiche tengono conto degli aspetti delle forme del rilievo: modellazione, formazioni superficiali correlative, substrato . Le carte geologiche rappresentano principalmente le formazioni (terreni) del substrato e forniscono informazioni disuguali sulle formazioni superficiali (spesso, per convenzione, le formazioni superficiali vengono omesse quando il loro spessore è piccolo, il che significa che la carta geologica diventa quindi uno spaccato). Le recenti carte geologiche del BRGM tengono sempre più conto di queste formazioni, spesso di età quaternaria . Le formazioni superficiali sono rappresentate da segni di granulometria sulle mappe geomorfologiche.
I moderni dati altimetrici ad alta risoluzione vengono raccolti mediante lasergrammetria o fotogrammetria . Sono organizzati in Digital Terrain Model e consentono analisi morfometriche precise di oggetti geomorfologici.
I metodi geodetici ( teodoliti , GPS, ecc.) consentono la localizzazione della mappa, i punti di misura.
Le tecniche sedimentologiche o granulometriche consentono di analizzare i depositi sedimentari (granulometria, facies , ecc.) differenziandone le condizioni di erosione, trasporto e deposizione. Il rilevamento della posizione spaziale dei depositi permette di stabilire una datazione relativo di eventi geomorfologiche (terrazze nidificati, depositi di morene , varve , loess , etc.).
Le stazioni meteorologiche e idrologiche raccolgono le variabili meteorologiche (temperatura dell'aria, precipitazioni) e dell'acqua (deflusso superficiale, portate fluviali ). Questi parametri giocano un ruolo fondamentale nell'evoluzione dei fenomeni glaciali, periglaciali, gravitazionali e torrenziali, delle coste, ecc.
Le analisi termiche consentono di conoscere le caratteristiche termiche e l'evoluzione di un terreno (in particolare per il permafrost ): la temperatura viene misurata direttamente nei pozzi o mediante l'utilizzo di sensori e sonde.
I metodi geofisici sostituiscono o supportano le tecniche di perforazione. I materiali del sottosuolo hanno particolari proprietà fisiche (velocità di propagazione delle onde sismiche , resistenza alla corrente elettrica, ecc.). All'analisi, la firma varia la natura e le condizioni della roccia, la presenza di acqua o ghiaccio, la temperatura, la porosità, ecc.
L'analisi delle immagini satellitari porta una precisione sempre maggiore per la comprensione dei rilievi (terrestri e di altri pianeti) a diverse scale.

Processi di erosione, agenti di trasporto e formazioni superficiali

Tradizionalmente, il termine erosione designa tutti i processi di ablazione, trasporto e sedimentazione di materiali rocciosi; l'erosione in senso lato è quindi un trittico. L'erosione dei rilievi produce modelli per ablazione (tacca dell'ammasso roccioso) o per sedimentazione (depositi correlati).

Grandi agenti di trasporto

acqua corrente;
il vento ;
i ghiacciai .

Processi fluviali

La dinamica fluviale , o geodinamica fluviale, studia l'evoluzione geomorfologica dei fiumi (le forme risultanti dalla morfologia fluviale cadente). E ' multidisciplinare , elementi di prestito metodo e la diagnosi da geografia fisica (compresa geomorfologia), la geologia , sedimentologia , l'idraulica , l'idrologia , la biologia e l'ecologia del fiume.

Processi eolici

I processi eolici (da Aeolus , dio greco del vento) riguardano l'attività dei venti e, più in particolare, la capacità del vento di erodere, trasportare materiali e quindi depositarli. Questo agente è particolarmente efficace nelle zone dove la vegetazione è rada (rexistasi), dove l'aridità o il freddo sono marcati e con una grande quantità di sedimento sciolto. Con il termine eolizzazione si designano i processi geomorfologici relativi all'azione del vento.

Il vento esporta particelle per deflazione ; il comando della valvola è lo sgonfiaggio selettivo che esce dal terreno man mano che i frammenti eccedenti la competenza eolica ( erosione eolica ), il trasporto eolico avviene per sospensione o salatura (vento sabbia, tempesta di sabbia) a seconda della granulometria ed infine viene immesso un deposito eolico luogo (loess, dune di sabbia, ecc.). Il modello o rilievo eoliano riunisce forme scolpite dall'erosione dovuta al vento: massiccio dunale, copertura di loess, ecc., sia in un contesto costiero, sia in un contesto arido o semiarido.

Un modello del vento è prodotto dall'azione erosiva o costruttiva del vento. Il processo di erosione eolica avviene per abrasione o lucidatura delle superfici esposte ( dreikanter ), per azione del vento carico di particelle di sabbia e per sgonfiaggio o rimozione del vento di particelle delle dimensioni di un granello di sabbia o di un limo ( loess ) ma a volte quando la competenza del vento è più forte, da elementi molto più grossolani.

L' abrasione da vento : il vento provoca l'usura delle particelle trasportate sfregando tra loro e creando superfici lisce e caratteristiche del pozzo scheggiato (vedi dimensione ed esoscopia quarzo). L'abrasione del vento produce ciottoli sfaccettati, ventifatti o dreikanters , yardang di regioni desertiche (solchi paralleli scavati in depositi soffici ma compatti).
L' erosione del vento produce buche , depressioni e pozze o vasche di sgonfiamento, comuni nelle regioni dunali ( sebkha , Playa, boiler o caoudeyre) e dune di sabbia tagliente (Eolie: parabolica, trasversale, erg , sif , barchans , ghourds , ecc.).
Il processo di spulatura eolica , per sgonfiaggio - dove i piccoli granelli sono trasportati dal vento - lascia in opera uno strato di ciottoli e cumuli di ghiaia residua che protegge le superfici sabbiose dall'erosione (vedi reg (ciottoli o sassi) nel Sahara o nel nord canadese).
L' attività eolica : datazione isotopica della sostanza organica (C 14 ) mostrano che più periodi di attività eolica si sono succeduti in particolare negli ultimi 5000 anni sia nel Sahara, in Canada, in Cina o nei massicci dunali delle coste europee, ecc.

I processi eolici comportano sia l'ablazione, il trasporto e la deposizione di materiale di granulometria dipendente dalla competenza (forza) del vento. Questi processi costruiscono quindi forme e formazioni di dimensione estremamente variabile (dalla microforma alla superficie regionale) e di durata altrettanto diversa. Ad esempio, vasti edifici dunali risalenti alle fasi di avanzamento quaternario del deserto sahariano possono oggi essere congelati, mascherati dalla vegetazione e costituire quindi retaggi di periodi più aridi in cui le sabbie erano mobili e non fissate.

Processi glaciali e periglaciali

I ghiacciai (lingue glaciali, calotte o fone, calotte glaciali e persino nevai ) per scavo o per deposizione modellando il rilievo.

congelamento
congelamento
segregazione del ghiaccio
margine congelato

modelli glaciali

s ( ôs )
trogolo
circo glaciale
depositi fluvioglaciali
drumlin
spalla
lago proglaciale
ombelico
morene (frontali, laterali, ecc.)
Pelle di pecora , rocce striate, scanalate
sandur
fino e tillite
valle sospesa
vallo morenico
serratura

Modelli periglaciali

ahimè
idrolaccolite, Palsa e Pingo
pipkrake
permafrost
fessura di retrazione glaciale, cuneo di ghiaccio
pavimenti strutturati

Uluru (Ayers Rock), Australia, inselberg e frontone
Totem Pole, Monument Valley , Arizona, paesaggio di arenaria : pinnacoli e mesas
Il Cervino , al confine tra Italia e Svizzera, è l'archetipo del modello glaciale a corno
Il Cirque de Navacelles , Grands Causses: paesaggio di altopiano carsico e meandro che si intersecano
Atollo (geomorfologia costiera) di Atafu , Tokelau , Sud Pacifico

Geomorfologia ed ecologia del paesaggio

In quanto elemento strutturante dei paesaggi , il rilievo gioca un ruolo nella distribuzione degli esseri viventi a più scale. La geomorfologia è un'area importante dell'ecologia del paesaggio . Le forme e le strutture del paesaggio sono decisive per la flora e la fauna e le loro funzioni all'interno degli ecosistemi, in particolare i corridoi biologici e alcuni punti come isole , istmi , laghi , fiumi , valichi , stretti , conche , ecc. , che dirigono naturalmente il flusso di geni, specie e popolazioni.

Vedi anche

Bibliografia

Riviste scientifiche

“Geomorfologia: rilievo, processo, ambiente” ; Rivista scientifica sostenuta dal CNRS, creata nel 1995 dal Gruppo francese di geomorfologia per sostituire la “Dynamic Geomorphology Review”, che pubblica dal 1998. (54 numeri online con Persée, ovvero 547 contributi pubblicati tra il 1995 e il 2008). Dal 2005, i numeri sono disponibili su revues.org.

Altre fonti bibliografiche

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Note e riferimenti

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