Afgezien van enkele opmerkelijke uitzonderingen in de oudheid, is geomorfologie een relatief jonge wetenschap, die samen met de belangstelling voor andere aspecten van de aardwetenschappen in het midden van de 19e eeuw is gegroeid. Dit deel geeft een zeer beknopt overzicht van enkele van de belangrijkste figuren en gebeurtenissen in haar ontwikkeling.
Oude geomorfologieEdit
De studie van landvormen en de evolutie van het aardoppervlak kan worden teruggedateerd op geleerden uit het Klassieke Griekenland. Herodotus betoogde op grond van bodemobservaties dat de Nijldelta actief uitgroeide tot de Middellandse Zee, en schatte de ouderdom ervan. Aristoteles speculeerde dat door het transport van sedimenten naar de zee, deze zeeën zich uiteindelijk zouden vullen terwijl het land daalde. Hij beweerde dat dit zou betekenen dat land en water uiteindelijk van plaats zouden verwisselen, waarna het proces opnieuw zou beginnen in een eindeloze cyclus.
Een andere vroege theorie van de geomorfologie werd bedacht door de veelzijdige Chinese wetenschapper en staatsman Shen Kuo (1031-1095). Deze was gebaseerd op zijn observatie van mariene fossiele schelpen in een geologische laag van een berg op honderden kilometers van de Stille Oceaan. Toen hij tweekleppige schelpen in een horizontale baan langs de doorsnede van een klif zag lopen, stelde hij de theorie op dat de klif ooit de prehistorische locatie was van een zeekust die in de loop der eeuwen honderden kilometers was verschoven. Hij leidde af dat het land opnieuw gevormd was door bodemerosie van de bergen en door afzetting van slib, na het observeren van vreemde natuurlijke erosies van het Taihanggebergte en de Yandangberg bij Wenzhou. Bovendien promootte hij de theorie van geleidelijke klimaatsveranderingen gedurende eeuwen nadat oude versteende bamboes ondergronds bewaard waren gebleven in de droge, noordelijke klimaatzone van Yanzhou, het huidige Yan’an, provincie Shaanxi.
Vroegmoderne geomorfologieEdit
De term geomorfologie schijnt voor het eerst gebruikt te zijn door Laumann in een werk uit 1858 dat in het Duits is geschreven. Keith Tinkler heeft gesuggereerd dat het woord algemeen in gebruik kwam in het Engels, Duits en Frans nadat John Wesley Powell en W. J. McGee het hadden gebruikt tijdens de Internationale Geologische Conferentie van 1891. John Edward Marr beschouwde zijn boek in zijn The Scientific Study of Scenery als “een inleidende verhandeling over geomorfologie, een onderwerp dat is voortgekomen uit de vereniging van geologie en geografie”.
Een vroeg populair geomorfisch model was het model van de geografische cyclus of erosiecyclus van grootschalige landschapsevolutie, ontwikkeld door William Morris Davis tussen 1884 en 1899. Het was een uitwerking van de uniformitarianistische theorie die voor het eerst was voorgesteld door James Hutton (1726-1797). Met betrekking tot dalvormen stelde het uniformitarianisme bijvoorbeeld een opeenvolging voor waarin een rivier door een vlak terrein stroomt en geleidelijk een steeds dieper dal uitslijpt, totdat de zijdalen uiteindelijk eroderen en het terrein weer vlak wordt, zij het op een lager niveau. Men dacht dat tektonische opheffing de cyclus dan opnieuw zou kunnen beginnen. In de decennia die volgden op Davis’ ontwikkeling van dit idee, trachtten velen die geomorfologie bestudeerden hun bevindingen in te passen in dit raamwerk, dat vandaag bekend staat als “Davisiaans”. Davis’ ideeën zijn van historisch belang, maar zijn vandaag grotendeels achterhaald, vooral wegens hun gebrek aan voorspellende kracht en hun kwalitatieve aard.
In de jaren 1920 ontwikkelde Walther Penck een alternatief model voor dat van Davis. Penck was van mening dat de evolutie van landvormen beter beschreven kon worden als een afwisseling tussen voortdurende processen van opheffing en denudatie, in tegenstelling tot Davis’ model van een enkele opheffing gevolgd door verval. Hij benadrukte ook dat in veel landschappen de evolutie van de helling plaatsvindt door terugslijten van gesteenten, niet door een Davisiaanse verlaging van het oppervlak, en zijn wetenschap had de neiging de nadruk te leggen op het proces aan het oppervlak in plaats van een gedetailleerd begrip van de oppervlaktegeschiedenis van een bepaalde lokaliteit. Penck was Duitser, en tijdens zijn leven werden zijn ideeën soms krachtig verworpen door de Engelstalige geomorfologische gemeenschap. Zijn vroege dood, Davis’ afkeer van zijn werk en zijn soms verwarrende schrijfstijl hebben waarschijnlijk allemaal bijgedragen tot deze afwijzing.
Zowel Davis als Penck probeerden de studie van de evolutie van het aardoppervlak op een meer veralgemeende, wereldwijd relevante basis te plaatsen dan voorheen het geval was geweest. In het begin van de 19e eeuw hadden auteurs – vooral in Europa – de neiging om de vorm van landschappen toe te schrijven aan het plaatselijke klimaat, en in het bijzonder aan de specifieke effecten van ijstijd en periglaciale processen. Davis en Penck daarentegen probeerden het belang te benadrukken van de evolutie van landschappen door de tijd heen en van de algemeenheid van de processen aan het aardoppervlak in verschillende landschappen onder verschillende omstandigheden.
In het begin van de 20e eeuw werd de studie van geomorfologie op regionale schaal “fysiografie” genoemd. Later werd fysiografie beschouwd als een samentrekking van “fysisch” en “geografie”, en dus als synoniem van fysische geografie, en het concept raakte verwikkeld in controverses over de juiste aandachtspunten van die discipline. Sommige geomorfologen hielden vast aan een geologische basis voor fysiografie en benadrukten een concept van fysiografische regio’s, terwijl een tegenstrijdige trend onder geografen was om fysiografie gelijk te stellen aan “pure morfologie”, gescheiden van haar geologische erfenis. In de periode na de Tweede Wereldoorlog leidde de opkomst van proces-, klimatologische en kwantitatieve studies tot een voorkeur van veel aardwetenschappers voor de term “geomorfologie”, om een analytische benadering van landschappen te suggereren in plaats van een beschrijvende.
Klimatologische geomorfologieEdit
Tijdens het tijdperk van het Nieuwe Imperialisme aan het eind van de 19e eeuw reisden Europese ontdekkingsreizigers en wetenschappers over de hele wereld met beschrijvingen van landschappen en landvormen. Naarmate de geografische kennis toenam, werden deze waarnemingen gesystematiseerd in een zoektocht naar regionale patronen. Het klimaat werd zo de belangrijkste factor om de verspreiding van landvormen op grote schaal te verklaren. De opkomst van de klimatologische geomorfologie werd voorafgegaan door het werk van Wladimir Köppen, Vasily Dokuchaev en Andreas Schimper. William Morris Davis, de belangrijkste geomorfoloog van zijn tijd, erkende de rol van het klimaat door zijn “normale” gematigde klimaatcyclus van erosie aan te vullen met aride en glaciale cycli. De belangstelling voor klimatologische geomorfologie was echter ook een reactie op de Davisiaanse geomorfologie, die tegen het midden van de 20e eeuw als weinig innovatief en dubieus werd beschouwd. Vroege klimatologische geomorfologie ontwikkelde zich vooral op het Europese vasteland, terwijl in de Engelstalige wereld de tendens pas expliciet werd in de publicatie van L.C. Peltier uit 1950 over een periglaciale erosiecyclus.
De klimatologische geomorfologie werd bekritiseerd in een overzichtsartikel uit 1969 van procesgeomorfoloog D.R. Stoddart. De kritiek van Stoddart bleek “verwoestend” te zijn en leidde tot een afname van de populariteit van klimatologische geomorfologie aan het eind van de 20e eeuw. Stoddart bekritiseerde de klimatologische geomorfologie omdat zij zogenaamd “triviale” methodologieën toepaste om landvormverschillen tussen morfoklimatologische zones vast te stellen, omdat zij in verband werd gebracht met de Davisiaanse geomorfologie en omdat zij het feit zou verwaarlozen dat de fysische wetten die de processen sturen over de hele wereld dezelfde zijn. Bovendien bleken sommige opvattingen over klimatologische geomorfologie, zoals die volgens welke chemische verwering in tropische klimaten sneller verloopt dan in koude klimaten, niet zonder meer waar te zijn.
Kwantitatieve en procesgeomorfologieEdit
Geomorfologie begon een stevige kwantitatieve basis te krijgen in het midden van de 20e eeuw. Na het vroege werk van Grove Karl Gilbert rond de eeuwwisseling van de 20e eeuw, begon een groep voornamelijk Amerikaanse natuurwetenschappers, geologen en waterbouwkundigen, waaronder William Walden Rubey, Ralph Alger Bagnold, Hans Albert Einstein, Frank Ahnert, John Hack, Luna Leopold, A. Shields, Thomas Maddock, Arthur Strahler, Stanley Schumm, en Ronald Shreve, de vorm van landschapselementen zoals rivieren en hellingen te onderzoeken door systematische, directe, kwantitatieve metingen van aspecten daarvan te verrichten en de schaling van deze metingen te onderzoeken. Deze methoden begonnen voorspellingen mogelijk te maken van het vroegere en toekomstige gedrag van landschappen op basis van huidige waarnemingen, en zouden later uitgroeien tot de moderne trend van een sterk kwantitatieve benadering van geomorfische problemen. Veel baanbrekende en veel geciteerde vroege geomorfologische studies verschenen in het Bulletin van de Geological Society of America, en kregen slechts weinig citaties vóór 2000 (het zijn voorbeelden van “sleeping beauties”), toen een duidelijke toename van kwantitatief geomorfologisch onderzoek plaatsvond.
Quantitatieve geomorfologie kan vloeistofdynamica en vaste mechanica, geomorfometrie, laboratoriumstudies, veldmetingen, theoretisch werk, en volledige landschapsevolutiemodellering omvatten. Deze benaderingen worden gebruikt om verwering en bodemvorming, sedimenttransport, landschapsverandering en de interacties tussen klimaat, tektoniek, erosie en afzetting te begrijpen.
In Zweden bevatte het proefschrift van Filip Hjulström, “The River Fyris” (1935), een van de eerste kwantitatieve studies van geomorfologische processen die ooit zijn gepubliceerd. Zijn studenten volgden dezelfde lijn en maakten kwantitatieve studies van massatransport (Anders Rapp), fluviatiel transport (Åke Sundborg), delta-afzetting (Valter Axelsson), en kustprocessen (John O. Norrman). Dit ontwikkelde zich tot “de Uppsala School voor Fysische Geografie”.
Hedendaagse geomorfologieEdit
Heden ten dage omvat het gebied van de geomorfologie een zeer breed scala van verschillende benaderingen en belangen. Moderne onderzoekers streven naar het opstellen van kwantitatieve “wetten” die het aardoppervlak processen, maar evenzeer, erkennen de uniciteit van elk landschap en milieu waarin deze processen opereren. Bijzonder belangrijke realisaties in de hedendaagse geomorfologie zijn:
1) dat niet alle landschappen kunnen worden beschouwd als “stabiel” of “verstoord”, waarbij deze verstoorde toestand een tijdelijke verschuiving is ten opzichte van een of andere ideale doelvorm. In plaats daarvan worden dynamische veranderingen van het landschap nu gezien als een essentieel onderdeel van hun aard. 2) dat veel geomorfische systemen het best begrepen worden in termen van de stochasticiteit van de processen die erin optreden, d.w.z. de waarschijnlijkheidsverdelingen van de magnitudes van de gebeurtenissen en de terugkeertijden. Dit heeft op zijn beurt het belang van chaotisch determinisme voor landschappen aangetoond, en dat landschappelijke eigenschappen het best statistisch kunnen worden beschouwd. Dezelfde processen in dezelfde landschappen leiden niet altijd tot dezelfde eindresultaten.
Volgens Karna Lidmar-Bergström wordt regionale geografie sinds de jaren negentig niet langer door de mainstream-geleerden aanvaard als basis voor geomorfologische studies.
Hoewel het belang ervan is afgenomen, blijft de klimatologische geomorfologie bestaan als studiegebied dat relevant onderzoek oplevert. Meer recentelijk heeft de bezorgdheid over de opwarming van de aarde geleid tot een hernieuwde belangstelling voor dit gebied.
Ondanks aanzienlijke kritiek is het model van de erosiecyclus deel blijven uitmaken van de wetenschap van de geomorfologie. Het is nooit bewezen dat het model of de theorie fout is, maar het is ook niet bewezen. De moeilijkheden die inherent zijn aan het model hebben er daarentegen toe geleid dat het geomorfologisch onderzoek zich langs andere lijnen heeft ontwikkeld. In tegenstelling tot zijn omstreden status in de geomorfologie is het erosiecyclusmodel een gebruikelijke benadering die wordt gebruikt om denudatiechronologieën vast te stellen, en is het dus een belangrijk concept in de wetenschap van de historische geologie. Hoewel zij de tekortkomingen ervan erkennen, hebben de moderne geomorfologen Andrew Goudie en Karna Lidmar-Bergström het model geprezen om respectievelijk zijn elegantie en pedagogische waarde.