Sauf quelques exceptions notables dans l’Antiquité, la géomorphologie est une science relativement jeune, qui s’est développée en même temps que l’intérêt pour d’autres aspects des sciences de la terre au milieu du XIXe siècle. Cette section fournit un très bref aperçu de certaines des figures et des événements majeurs de son développement.
Géomorphologie antiqueEdit
L’étude des formes de relief et de l’évolution de la surface de la Terre peut être datée des savants de la Grèce classique. Hérodote a soutenu, à partir d’observations de sols, que le delta du Nil se développait activement dans la mer Méditerranée, et a estimé son âge. Aristote a supposé qu’en raison du transport de sédiments dans la mer, ces mers finiraient par se remplir tandis que la terre s’abaisserait. Il affirmait que cela signifiait que la terre et l’eau finiraient par échanger leurs places, après quoi le processus recommencerait dans un cycle sans fin.
Une autre théorie précoce de la géomorphologie a été conçue par le scientifique et homme d’État chinois polymathe Shen Kuo (1031-1095). Elle était basée sur son observation de coquilles fossiles marines dans une strate géologique d’une montagne située à des centaines de kilomètres de l’océan Pacifique. Ayant remarqué que des coquilles bivalves s’étendaient horizontalement le long de la section découpée d’une falaise, il a émis l’hypothèse que la falaise était autrefois l’emplacement préhistorique d’un bord de mer qui s’était déplacé de plusieurs centaines de kilomètres au cours des siècles. Il en déduit que la terre a été remodelée et formée par l’érosion du sol des montagnes et par le dépôt de limon, après avoir observé d’étranges érosions naturelles des montagnes Taihang et Yandang près de Wenzhou. En outre, il a promu la théorie d’un changement climatique progressif sur des siècles de temps, une fois qu’on a découvert que d’anciens bambous pétrifiés étaient conservés sous terre dans la zone climatique sèche et septentrionale de Yanzhou, qui est aujourd’hui l’actuelle ville de Yan’an, dans la province du Shaanxi.
Les débuts de la géomorphologie moderneModifié
Le terme géomorphologie semble avoir été utilisé pour la première fois par Laumann dans un ouvrage de 1858 écrit en allemand. Keith Tinkler a suggéré que le mot est entré dans l’usage général en anglais, allemand et français après que John Wesley Powell et W. J. McGee l’aient utilisé lors de la Conférence géologique internationale de 1891. John Edward Marr, dans son ouvrage The Scientific Study of Scenery, considérait son livre comme « un traité d’introduction à la géomorphologie, un sujet qui est né de l’union de la géologie et de la géographie ».
Un premier modèle géomorphologique populaire était le modèle du cycle géographique ou cycle d’érosion de l’évolution du paysage à grande échelle développé par William Morris Davis entre 1884 et 1899. Il s’agissait d’une élaboration de la théorie de l’uniformitarisme qui avait été proposée pour la première fois par James Hutton (1726-1797). En ce qui concerne les formes des vallées, par exemple, l’uniformitarisme postulait une séquence dans laquelle une rivière traverse un terrain plat, creusant progressivement une vallée de plus en plus profonde, jusqu’à ce que les vallées latérales finissent par s’éroder, aplanissant à nouveau le terrain, mais à une altitude moindre. On pensait que le soulèvement tectonique pourrait alors recommencer le cycle. Dans les décennies qui ont suivi le développement de cette idée par Davis, de nombreuses personnes étudiant la géomorphologie ont cherché à intégrer leurs résultats dans ce cadre, connu aujourd’hui sous le nom de « Davisien ». Les idées de Davis ont une importance historique, mais ont été largement dépassées aujourd’hui, principalement en raison de leur manque de pouvoir prédictif et de leur nature qualitative.
Dans les années 1920, Walther Penck a développé un modèle alternatif à celui de Davis. Penck pensait que l’évolution des formes de relief était mieux décrite comme une alternance entre des processus continus de soulèvement et de dénudation, par opposition au modèle de Davis d’un soulèvement unique suivi d’une décroissance. Il a également souligné que dans de nombreux paysages, l’évolution des pentes se produit par l’usure des roches, et non par l’abaissement de la surface selon le modèle de Davis, et sa science tendait à mettre l’accent sur le processus de surface plutôt que sur la compréhension détaillée de l’histoire de la surface d’une localité donnée. Penck était allemand et, de son vivant, ses idées ont parfois été vigoureusement rejetées par la communauté géomorphologique anglophone. Sa mort précoce, l’aversion de Davis pour son travail, et son style d’écriture parfois déroutant ont probablement contribué à ce rejet.
Davis et Penck essayaient tous deux de placer l’étude de l’évolution de la surface de la Terre sur une base plus généralisée et globalement pertinente qu’elle ne l’était auparavant. Au début du XIXe siècle, les auteurs – surtout en Europe – avaient eu tendance à attribuer la forme des paysages au climat local, et en particulier aux effets spécifiques de la glaciation et des processus périglaciaires. En revanche, Davis et Penck cherchaient tous deux à souligner l’importance de l’évolution des paysages à travers le temps et la généralité des processus de la surface de la Terre à travers différents paysages dans différentes conditions.
Au début des années 1900, l’étude de la géomorphologie à l’échelle régionale était appelée « physiographie ». La physiographie a ensuite été considérée comme une contraction de « physique » et de « géographie », et donc comme un synonyme de géographie physique, et le concept a été mêlé à une controverse sur les préoccupations appropriées de cette discipline. Certains géomorphologues s’en tenaient à une base géologique pour la physiographie et mettaient l’accent sur un concept de régions physiographiques, tandis qu’une tendance contradictoire parmi les géographes consistait à assimiler la physiographie à une « morphologie pure », séparée de son héritage géologique. Dans la période qui a suivi la Seconde Guerre mondiale, l’émergence des études de processus, climatiques et quantitatives a conduit à une préférence de nombreux spécialistes des sciences de la terre pour le terme « géomorphologie » afin de suggérer une approche analytique des paysages plutôt qu’une approche descriptive.
Géomorphologie climatiqueModifier
À l’époque du Nouvel Impérialisme, à la fin du XIXe siècle, des explorateurs et des scientifiques européens ont voyagé à travers le monde en apportant des descriptions de paysages et de formes de relief. Comme les connaissances géographiques ont augmenté au fil du temps, ces observations ont été systématisées dans une recherche de modèles régionaux. Le climat est ainsi apparu comme le principal facteur permettant d’expliquer la distribution des formes de relief à grande échelle. L’essor de la géomorphologie climatique a été préfiguré par les travaux de Wladimir Köppen, Vasily Dokuchaev et Andreas Schimper. William Morris Davis, le principal géomorphologue de son temps, a reconnu le rôle du climat en complétant son cycle d’érosion en climat tempéré « normal » par des cycles arides et glaciaires. Néanmoins, l’intérêt pour la géomorphologie climatique était aussi une réaction contre la géomorphologie Davisienne qui, au milieu du 20ème siècle, était considérée comme peu innovante et douteuse. Les débuts de la géomorphologie climatique se sont développés principalement en Europe continentale tandis que dans le monde anglophone, la tendance n’était pas explicite jusqu’à la publication de L.C. Peltier en 1950 sur un cycle périglaciaire d’érosion.
La géomorphologie climatique a été critiquée dans un article de synthèse de 1969 par le géomorphologue des processus D.R. Stoddart. La critique de Stoddart s’est avérée « dévastatrice », déclenchant un déclin de la popularité de la géomorphologie climatique à la fin du 20e siècle. Stoddart reprochait à la géomorphologie climatique d’appliquer des méthodologies soi-disant « triviales » pour établir les différences de relief entre les zones morphoclimatiques, d’être liée à la géomorphologie davisienne et de négliger le fait que les lois physiques régissant les processus sont les mêmes partout dans le monde. En outre, certaines conceptions de la géomorphologie climatique, comme celle qui soutient que l’altération chimique est plus rapide dans les climats tropicaux que dans les climats froids se sont avérées ne pas être franchement vraies.
Géomorphologie quantitative et des processusModification
La géomorphologie a commencé à être mise sur une base quantitative solide au milieu du 20ème siècle. Après les premiers travaux de Grove Karl Gilbert au début du 20e siècle, un groupe de spécialistes des sciences naturelles, de géologues et d’ingénieurs hydrauliques, principalement américains, dont William Walden Rubey, Ralph Alger Bagnold, Hans Albert Einstein, Frank Ahnert, John Hack, Luna Leopold, A. Shields, Thomas Maddock, Arthur Strahler, Stanley Schumm et Ronald Shreve, a commencé à étudier la forme des éléments du paysage tels que les rivières et les pentes des collines en prenant des mesures systématiques, directes et quantitatives de certains de leurs aspects et en étudiant l’échelle de ces mesures. Ces méthodes ont commencé à permettre la prédiction du comportement passé et futur des paysages à partir d’observations actuelles, et ont ensuite évolué vers la tendance moderne d’une approche hautement quantitative des problèmes géomorphologiques. De nombreuses études géomorphologiques précoces, révolutionnaires et largement citées, sont apparues dans le Bulletin de la Société Géologique d’Amérique, et n’ont reçu que peu de citations avant 2000 (ce sont des exemples de « beautés endormies ») lorsqu’une augmentation marquée de la recherche en géomorphologie quantitative s’est produite.
La géomorphologie quantitative peut impliquer la dynamique des fluides et la mécanique des solides, la géomorphométrie, les études de laboratoire, les mesures sur le terrain, le travail théorique, et la modélisation complète de l’évolution du paysage. Ces approches sont utilisées pour comprendre l’altération et la formation des sols, le transport des sédiments, le changement de paysage et les interactions entre le climat, la tectonique, l’érosion et le dépôt.
En Suède, la thèse de doctorat de Filip Hjulström, « La rivière Fyris » (1935), contenait l’une des premières études quantitatives des processus géomorphologiques jamais publiées. Ses étudiants ont suivi la même voie, en réalisant des études quantitatives du transport de masse (Anders Rapp), du transport fluvial (Åke Sundborg), du dépôt dans le delta (Valter Axelsson) et des processus côtiers (John O. Norrman). Cela s’est développé dans « l’école de géographie physique d’Uppsala ».
Géomorphologie contemporaineEdit
Aujourd’hui, le domaine de la géomorphologie englobe un très large éventail d’approches et d’intérêts différents. Les chercheurs modernes visent à dégager des « lois » quantitatives qui régissent les processus de la surface terrestre, mais aussi à reconnaître le caractère unique de chaque paysage et environnement dans lequel ces processus opèrent. Les prises de conscience particulièrement importantes dans la géomorphologie contemporaine comprennent :
1) que tous les paysages ne peuvent pas être considérés comme « stables » ou « perturbés », où cet état perturbé est un déplacement temporaire loin d’une forme cible idéale. Au contraire, les changements dynamiques du paysage sont maintenant considérés comme une partie essentielle de leur nature. 2) que de nombreux systèmes géomorphologiques sont mieux compris en termes de stochasticité des processus qui s’y produisent, c’est-à-dire les distributions de probabilité de l’ampleur des événements et des temps de retour. Cela a permis de montrer l’importance du déterminisme chaotique pour les paysages, et que les propriétés des paysages sont mieux considérées statistiquement. Les mêmes processus dans les mêmes paysages ne conduisent pas toujours aux mêmes résultats finaux.
Selon Karna Lidmar-Bergström, la géographie régionale n’est plus acceptée depuis les années 1990 par le courant dominant comme base des études géomorphologiques.
Bien que son importance ait diminué, la géomorphologie climatique continue d’exister en tant que domaine d’étude produisant des recherches pertinentes. Plus récemment, les préoccupations concernant le réchauffement climatique ont conduit à un regain d’intérêt pour ce domaine.
Malgré des critiques considérables, le modèle du cycle d’érosion est resté une partie de la science de la géomorphologie. Le modèle ou la théorie n’a jamais été prouvé faux, mais il n’a pas non plus été prouvé. Les difficultés inhérentes au modèle ont plutôt poussé la recherche géomorphologique à avancer sur d’autres voies. Contrairement à son statut contesté en géomorphologie, le modèle du cycle d’érosion est une approche commune utilisée pour établir des chronologies de dénudation, et est donc un concept important dans la science de la géologie historique. Tout en reconnaissant ses défauts, les géomorphologues modernes Andrew Goudie et Karna Lidmar-Bergström l’ont loué respectivement pour son élégance et sa valeur pédagogique.