Abgesehen von einigen bemerkenswerten Ausnahmen in der Antike ist die Geomorphologie eine relativ junge Wissenschaft, die zusammen mit dem Interesse an anderen Aspekten der Geowissenschaften in der Mitte des neunzehnten Jahrhunderts entstand. Dieser Abschnitt gibt einen kurzen Überblick über einige der wichtigsten Persönlichkeiten und Ereignisse in ihrer Entwicklung.
Antike GeomorphologieBearbeiten
Das Studium der Landformen und der Entwicklung der Erdoberfläche geht auf die Gelehrten des klassischen Griechenlands zurück. Herodot schlussfolgerte aus Bodenbeobachtungen, dass das Nildelta aktiv in das Mittelmeer hineinwächst, und schätzte sein Alter. Aristoteles spekulierte, dass sich die Meere aufgrund des Sedimenttransports ins Meer irgendwann füllen würden, während sich das Land absenkte. Er behauptete, dass dies bedeuten würde, dass Land und Wasser schließlich ihre Plätze tauschen würden, woraufhin der Prozess in einem endlosen Zyklus von neuem beginnen würde.
Eine weitere frühe Theorie der Geomorphologie wurde von dem vielseitigen chinesischen Wissenschaftler und Staatsmann Shen Kuo (1031-1095) entwickelt. Sie basierte auf seiner Beobachtung von fossilen Meeresmuscheln in einer geologischen Schicht eines Berges, der Hunderte von Kilometern vom Pazifischen Ozean entfernt lag. Als er Muschelschalen entdeckte, die sich in einem horizontalen Streifen entlang des Einschnittes einer Klippe erstreckten, stellte er die Theorie auf, dass die Klippe einst der prähistorische Standort einer Meeresküste war, die sich im Laufe der Jahrhunderte um Hunderte von Meilen verschoben hatte. Er schloss daraus, dass das Land durch die Bodenerosion der Berge und die Ablagerung von Schlamm neu geformt und geformt wurde, nachdem er merkwürdige natürliche Erosionen des Taihang-Gebirges und des Yandang-Gebirges bei Wenzhou beobachtet hatte. Darüber hinaus vertrat er die Theorie eines allmählichen Klimawandels über Jahrhunderte hinweg, nachdem in der trockenen, nördlichen Klimazone von Yanzhou, dem heutigen Yan’an in der Provinz Shaanxi, unterirdisch versteinerte Bambuspflanzen gefunden worden waren.
Frühe moderne GeomorphologieEdit
Der Begriff Geomorphologie wurde anscheinend erstmals von Laumann in einem 1858 in deutscher Sprache verfassten Werk verwendet. Keith Tinkler vermutet, dass das Wort im Englischen, Deutschen und Französischen allgemein verwendet wurde, nachdem John Wesley Powell und W. J. McGee es auf der Internationalen Geologischen Konferenz von 1891 benutzt hatten. John Edward Marr bezeichnete sein Buch „The Scientific Study of Scenery“ als „eine einführende Abhandlung über Geomorphologie, ein Fach, das aus der Verbindung von Geologie und Geographie hervorgegangen ist“.
Ein frühes populäres geomorphologisches Modell war das von William Morris Davis zwischen 1884 und 1899 entwickelte Modell des geografischen Zyklus oder Erosionszyklus der großräumigen Landschaftsentwicklung. Es war eine Weiterentwicklung der Uniformitarismus-Theorie, die zuerst von James Hutton (1726-1797) vorgeschlagen worden war. In Bezug auf die Talformen ging der Uniformitarismus beispielsweise von einer Abfolge aus, in der ein Fluss durch ein flaches Gelände fließt und allmählich ein immer tieferes Tal einschneidet, bis die Seitentäler schließlich erodieren und das Gelände wieder abflachen, wenn auch auf einer niedrigeren Höhe. Man ging davon aus, dass eine tektonische Hebung den Zyklus von neuem beginnen könnte. In den Jahrzehnten nach Davis‘ Entwicklung dieser Idee versuchten viele Geomorphologen, ihre Erkenntnisse in diesen Rahmen einzupassen, der heute als „Davisianisch“ bekannt ist. Davis‘ Ideen sind von historischer Bedeutung, wurden aber heute weitgehend verdrängt, vor allem wegen ihrer mangelnden Vorhersagekraft und ihres qualitativen Charakters.
In den 1920er Jahren entwickelte Walther Penck ein alternatives Modell zu Davis‘. Penck vertrat die Ansicht, dass die Entwicklung von Landformen besser als ein Wechsel zwischen fortlaufenden Hebungs- und Denudationsprozessen beschrieben werden sollte, im Gegensatz zu Davis‘ Modell einer einzigen Hebung, gefolgt von einem Verfall. Er betonte auch, dass in vielen Landschaften die Hangentwicklung durch Rückverschleiß von Gesteinen und nicht durch eine Oberflächenabsenkung im Sinne von Davis erfolgt, und seine Wissenschaft neigte dazu, den Schwerpunkt auf Oberflächenprozesse zu legen, anstatt die Oberflächengeschichte eines bestimmten Ortes im Detail zu verstehen. Penck war Deutscher, und zu seinen Lebzeiten wurden seine Ideen von der englischsprachigen Geomorphologie-Gemeinschaft zeitweise heftig abgelehnt. Sein früher Tod, Davis‘ Abneigung gegen seine Arbeit und sein zuweilen verwirrender Schreibstil trugen wahrscheinlich zu dieser Ablehnung bei.
Beide, Davis und Penck, versuchten, die Erforschung der Entwicklung der Erdoberfläche auf eine allgemeinere, global relevante Grundlage zu stellen, als dies zuvor der Fall war. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts neigten die Autoren – vor allem in Europa – dazu, die Form der Landschaften auf das lokale Klima und insbesondere auf die spezifischen Auswirkungen der Vergletscherung und periglazialer Prozesse zurückzuführen. Im Gegensatz dazu versuchten sowohl Davis als auch Penck, die Bedeutung der Entwicklung von Landschaften im Laufe der Zeit und die Allgemeingültigkeit der Prozesse an der Erdoberfläche in verschiedenen Landschaften unter unterschiedlichen Bedingungen zu betonen.
In den frühen 1900er Jahren wurde das Studium der Geomorphologie auf regionaler Ebene als „Physiografie“ bezeichnet. Später wurde die Physiographie als eine Zusammenziehung von „physisch“ und „Geographie“ und somit als Synonym für die physische Geographie betrachtet, und der Begriff wurde in eine Kontroverse über die angemessenen Belange dieser Disziplin verwickelt. Einige Geomorphologen hielten an einer geologischen Grundlage für die Physiographie fest und betonten das Konzept der physiographischen Regionen, während eine gegensätzliche Tendenz unter den Geographen darin bestand, die Physiographie mit „reiner Morphologie“ gleichzusetzen, die von ihrem geologischen Erbe losgelöst ist. In der Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg führte das Aufkommen von Prozess-, Klima- und quantitativen Studien dazu, dass viele Geowissenschaftler den Begriff „Geomorphologie“ bevorzugten, um eher einen analytischen als einen beschreibenden Ansatz für Landschaften zu suggerieren.
Klimatische GeomorphologieBearbeiten
Im Zeitalter des Neuen Imperialismus im späten 19. Jahrhundert reisten europäische Entdecker und Wissenschaftler um den Globus und brachten Beschreibungen von Landschaften und Landformen mit. Mit dem zunehmenden geografischen Wissen wurden diese Beobachtungen auf der Suche nach regionalen Mustern systematisiert. Das Klima wurde so zum wichtigsten Faktor für die Erklärung der Verteilung von Landformen in großem Maßstab. Der Aufstieg der klimatischen Geomorphologie wurde durch die Arbeiten von Wladimir Köppen, Vasily Dokuchaev und Andreas Schimper vorweggenommen. William Morris Davis, der führende Geomorphologe seiner Zeit, erkannte die Rolle des Klimas, indem er seinen „normalen“ Erosionszyklus in gemäßigten Klimazonen durch aride und glaziale Zyklen ergänzte. Dennoch war das Interesse an der klimatischen Geomorphologie auch eine Reaktion auf die Davis’sche Geomorphologie, die Mitte des 20. Jahrhunderts als wenig innovativ und fragwürdig galt. Die frühe klimatische Geomorphologie entwickelte sich vor allem in Kontinentaleuropa, während in der englischsprachigen Welt die Tendenz erst mit L.C. Peltiers 1950 erschienener Veröffentlichung über einen periglazialen Erosionszyklus deutlich wurde.
Die klimatische Geomorphologie wurde 1969 in einem Übersichtsartikel des Prozessgeomorphologen D.R. Stoddart kritisiert. Die Kritik von Stoddart erwies sich als „verheerend“ und löste einen Rückgang der Popularität der klimatischen Geomorphologie im späten 20. Jahrhundert aus. Stoddart kritisierte die klimatische Geomorphologie für die Anwendung vermeintlich „trivialer“ Methoden bei der Feststellung von Landformunterschieden zwischen morphoklimatischen Zonen, die Verbindung zur Davis’schen Geomorphologie und die angebliche Vernachlässigung der Tatsache, dass die physikalischen Gesetze, die die Prozesse steuern, auf der ganzen Welt die gleichen sind. Außerdem erwiesen sich einige Vorstellungen der klimatischen Geomorphologie, wie die, dass die chemische Verwitterung in tropischen Klimazonen schneller abläuft als in kalten Klimazonen, als nicht ohne weiteres zutreffend.
Quantitative und ProzessgeomorphologieBearbeiten
Mitte des 20. Jahrhunderts begann man, die Geomorphologie auf eine solide quantitative Grundlage zu stellen. Nach den frühen Arbeiten von Grove Karl Gilbert um die Jahrhundertwende begann eine Gruppe hauptsächlich amerikanischer Naturwissenschaftler, Geologen und Wasserbauingenieure, darunter William Walden Rubey, Ralph Alger Bagnold, Hans Albert Einstein, Frank Ahnert, John Hack, Luna Leopold, A. Shields, Thomas Maddock, Arthur Strahler, Stanley Schumm und Ronald Shreve, die Form von Landschaftselementen wie Flüssen und Hängen zu erforschen, indem sie systematische, direkte, quantitative Messungen von Aspekten dieser Elemente vornahmen und die Skalierung dieser Messungen untersuchten. Diese Methoden ermöglichten die Vorhersage des vergangenen und zukünftigen Verhaltens von Landschaften auf der Grundlage aktueller Beobachtungen und entwickelten sich später zu dem modernen Trend eines hochgradig quantitativen Ansatzes für geomorphologische Probleme. Viele bahnbrechende und viel zitierte frühe Geomorphologie-Studien erschienen im Bulletin der Geological Society of America und wurden vor dem Jahr 2000 nur wenig zitiert (sie sind Beispiele für „schlafende Schönheiten“), als ein deutlicher Anstieg der quantitativen Geomorphologie-Forschung stattfand.
Quantitative Geomorphologie kann Strömungsdynamik und Festkörpermechanik, Geomorphometrie, Laborstudien, Feldmessungen, theoretische Arbeiten und vollständige Modellierung der Landschaftsentwicklung umfassen. Diese Ansätze werden verwendet, um die Verwitterung und die Bildung von Böden, den Sedimenttransport, die Landschaftsveränderung und die Wechselwirkungen zwischen Klima, Tektonik, Erosion und Ablagerung zu verstehen.
In Schweden enthielt Filip Hjulströms Doktorarbeit „The River Fyris“ (1935) eine der ersten quantitativen Studien über geomorphologische Prozesse, die jemals veröffentlicht wurden. Seine Schüler folgten diesem Beispiel und erstellten quantitative Studien über den Massentransport (Anders Rapp), den fluvialen Transport (Åke Sundborg), die Ablagerung in Deltas (Valter Axelsson) und Küstenprozesse (John O. Norrman). Daraus entwickelte sich die „Uppsala School of Physical Geography“.
Zeitgenössische GeomorphologieBearbeiten
Heute umfasst das Gebiet der Geomorphologie ein sehr breites Spektrum unterschiedlicher Ansätze und Interessen. Moderne Forscher versuchen, quantitative „Gesetze“ herauszuarbeiten, die die Prozesse an der Erdoberfläche steuern, erkennen aber auch die Einzigartigkeit jeder Landschaft und Umwelt an, in der diese Prozesse ablaufen. Zu den besonders wichtigen Erkenntnissen der modernen Geomorphologie gehören:
1) dass nicht alle Landschaften als „stabil“ oder „gestört“ betrachtet werden können, wobei dieser gestörte Zustand eine vorübergehende Verschiebung weg von einer idealen Zielform darstellt. Stattdessen werden dynamische Veränderungen der Landschaft jetzt als wesentlicher Teil ihrer Natur angesehen. 2) dass viele geomorphische Systeme am besten durch die Stochastizität der in ihnen ablaufenden Prozesse verstanden werden, d. h. durch die Wahrscheinlichkeitsverteilungen von Ereignishöhen und Wiederkehrzeiten. Dies wiederum hat die Bedeutung des chaotischen Determinismus für Landschaften aufgezeigt, und dass Landschaftseigenschaften am besten statistisch betrachtet werden. Dieselben Prozesse in denselben Landschaften führen nicht immer zu denselben Endergebnissen.
Nach Karna Lidmar-Bergström wird die Regionalgeographie seit den 1990er Jahren vom wissenschaftlichen Mainstream nicht mehr als Grundlage für geomorphologische Studien akzeptiert.
Auch wenn ihre Bedeutung abgenommen hat, existiert die klimatische Geomorphologie weiterhin als Studienbereich, der relevante Forschung hervorbringt. In jüngster Zeit hat die Besorgnis über die globale Erwärmung zu einem erneuten Interesse an diesem Gebiet geführt.
Trotz erheblicher Kritik ist das Modell des Erosionszyklus Teil der Wissenschaft der Geomorphologie geblieben. Das Modell oder die Theorie wurde nie widerlegt, aber es wurde auch nicht bewiesen. Die dem Modell innewohnenden Schwierigkeiten haben vielmehr dazu geführt, dass sich die geomorphologische Forschung in andere Richtungen entwickelt hat. Im Gegensatz zu seinem umstrittenen Status in der Geomorphologie ist das Modell des Erosionszyklus ein gängiger Ansatz zur Erstellung von Denudations-Chronologien und somit ein wichtiges Konzept in der Wissenschaft der historischen Geologie. Die modernen Geomorphologen Andrew Goudie und Karna Lidmar-Bergström rühmen das Modell für seine Eleganz und seinen pädagogischen Wert, obwohl sie seine Unzulänglichkeiten anerkennen.