भू-आकृति विज्ञान

इतिहास

कुछ उल्लेखनीय अपवादों के साथ (नीचे देखें), भू-आकृति विज्ञान एक अपेक्षाकृत नया विज्ञान है, जो 19वीं सदी के मध्य से भू विज्ञान के अन्य पहलुओं में रुचि के साथ बढ़ रहा है। इस खंड में कुछ प्रमुख आकृतियों और उनके विकास की घटनाओं के बारे में एक संक्षिप्त रूपरेखा प्रदान की गई है।

प्राचीन भू-आकृति विज्ञान

बहुज्ञ चीनी वैज्ञानिक और राजनेता शेन कुओ (1031-1095 ई.) भू-आकृति विज्ञान का एक सिद्धांत खोजने वाला शायद सबसे प्रारंभिक व्यक्ति था। यह प्रशांत महासागर से सैकड़ों मील की दूरी पर एक पहाड़ के भूवैज्ञानिक परत में समुद्री जीवाश्म के खोल के उसके अवलोकन पर आधारित है। जब उसने चट्टान के कटाव खंड की तरफ द्विकपाटी खोल को एक क्षैतिज विस्तार में चलते देखा, तो उसने सिद्धांत निकाला कि यह चट्टान कभी प्राग-ऐतिहासिक काल के समुद्री तट का स्थान थी जो कई सदियों के दौरान सैकड़ों मील की दूरी पर स्थानांतरित हो गया। उसने निष्कर्ष निकाला कि वह भूमि पहाड़ों की मृदा कटाव और गाद के जमाव के कारण भिन्न रूप में पुनर्गठित हुई। ऐसा उसने तब कहा जब उसने वानजाउ के निकट ताईहांग पर्वत और यंदांग पर्वत के अजीब प्राकृतिक अपरदन को देखा। इसके अलावा, जब उसने प्राचीन अश्मिभूत बांस को यान्झाऊ, जो आज आधुनिक समय का यानन, ज़ांसी प्रांत है, के शुष्क, उत्तरी जलवायु क्षेत्र में भूमिगत रूप से संरक्षित पाया, तो उसने कई सदियों के दौरान क्रमिक जलवायु परिवर्तन के सिद्धांत को प्रस्तावित किया।

आरम्भिक आधुनिक भू-आकृति विज्ञान

जिओमौर्फोलोजी (भू-आकृति विज्ञान) शब्द का पहला प्रयोग संभवतः जर्मन भाषा में हुआ था, जब यह लाउमन के 1858 के कार्यों में छापा। कीथ टीन्क्लर का सुझाव है कि जब जॉन वेस्ले पावेल और डब्लू.जे. मैकगी ने इस शब्द का इस्तेमाल 1891 के अंतर्राष्ट्रीय भूवैज्ञानिक सम्मेलन में किया तो यह अंग्रेजी, जर्मन और फ्रेंच में सामान्य उपयोग में आ गया। 
एक आरंभिक लोकप्रिय भू-आकृतिक मॉडल भौगोलिक चक्र या कटाव का चक्र था जिसे 1884 और 1899 के बीच विलियम मॉरिस डेविस द्वारा विकसित किया गया था। यह चक्र एकरूपतावाद के सिद्धांतों से प्रेरित था जिसे सर्वप्रथम जेम्स हटन (1726-1797) ने प्रस्तावित किया था। घाटी जैसी आकृतियों के संबंध में, एकरूपतावाद ने इस चक्र को ऐसे अनुक्रम में चित्रित किया जिसमें एक नदी किसी घाटी को अधिक से अधिक गहरा काटती है, लेकिन फिर पक्ष घाटियों का कटाव उस इलाके को अंततः पुनः समतल कर देता है और ऊंचाई को कम कर देता है, जिसके बाद उत्थान उस चक्र को फिर से शुरू कर सकता है। डेविस द्वारा अपने सिद्धांत के विकास के दशकों बाद भू-आकृति विज्ञान के कई अध्ययनों ने व्यापक पैमाने पर भूदृश्य विकास के लिए अपने विचारों को इस सांचे में बैठाने की कोशिश की और उन्हें आज अक्सर "डेविसियन" कहा जाता है। डेविस के विचारों को काफी हद तक आज पार कर लिया गया है, मुख्य रूप से उनमें पूर्वानुमान क्षमता और गुणात्मक प्रकृति की कमी की वजह से, लेकिन वे इस विषय के इतिहास में एक अत्यंत महत्वपूर्ण व्यक्ति बने हुए हैं।
1920 के दशक में, वाल्टर पेंक ने डेविस के मॉडल का एक वैकल्पिक मॉडल विकसित किया, यह मानते हुए कि स्थालाकृति विकास को उत्थान और अनाच्छादन की सतत प्रक्रियाओं के बीच संतुलन के रूप में बेहतर परिभाषित किया जा सकता है, ना कि डेविस के एकल उत्थान के बाद होने वाले क्षय के रूप में। हालांकि, अपेक्षाकृत युवावस्था में ही उसकी असामयिक मृत्यु की वजह से, डेविस के साथ विवाद और उनके कार्यों के अंग्रेजी अनुवाद की कमी से उनके विचारों को कई वर्षों तक व्यापक मान्यता नहीं मिली।
इन लेखकों ने पृथ्वी की सतह के विकास के अध्ययन को, पहले की तुलना में अधिक सामान्यकृत, विश्व स्तर पर प्रासंगिक आधार देने का प्रयास किया। 19वीं सदी के आरम्भिक काल में, लेखकों ने - विशेष रूप से यूरोप में - भू-आकृतियों के लिए स्थानीय जलवायु को श्रेय दिया और विशेष रूप से हिमाच्छादन और पेरीग्लेशिअल प्रक्रियाओं को। इसके विपरीत, डेविस और पेंक, दोनों ने ही समय के साथ होने वाले भूदृश्य विकास के महत्व और अलग-अलग परिस्थितियों में अलग-अलग भू-दृश्यों पर पृथ्वी की सतही प्रक्रियाओं की सामान्यता पर जोर देने का प्रयास किया।

मात्रात्मक भू-आकृति विज्ञान

जबकि पेंक और डेविस और उनके अनुयायी मुख्यतः पश्चिमी यूरोप में लेखन और अध्ययन कर रहे थे, भू-आकृति विज्ञान का एक अन्य, मोटे तौर पर पृथक स्कूल 20वीं शताब्दी के मध्य में संयुक्त राज्य अमेरिका में विकसित हुआ। 20वीं सदी की शुरुआत में ग्रोव कार्ल गिल्बर्ट के पथप्रदर्शक कार्यों के बाद, प्राकृतिक वैज्ञानिकों, भूवैज्ञानिकों और हाइड्रोलिक इंजीनियरों के एक समूह ने, जिसमें शामिल थे राल्फ एल्गर बैगनोल्ड, जॉन हैक, लुना लियोपोल्ड, थॉमस मेडोक और आर्थर स्ट्रालर ने भूदृश्य आकारों के तत्वों पर अनुसंधान शुरू किया जैसे कि नदी और पहाड़ी ढलान, जिसके लिए उन्होंने उनके पहलुओं का व्यवस्थित, प्रत्यक्ष, मात्रात्मक मापन लिया और इन मापों के स्केलिंग की छानबीन की। इन विधियों से वर्तमान आकलनों के आधार पर अतीत और भविष्य के भूदृश्य के व्यवहार के सम्बन्ध में पूर्वानुमान की अनुमति मिलने लगी और बाद में इनका विकास मात्रात्मक भू-आकृति विज्ञान या जिओमौर्फोमेट्री के रूप में हुआ।

व्यावहारिक अथवा अनुप्रयुक्त भूआकृतिविज्ञान

भूआकृतिविज्ञान की वह शाखा है जिसमें इसके ज्ञान को व्यवहारयोग्य मानवीय क्रियाकलापों में उपयोग के उद्देश्य के पढ़ा जाता है। भूआकृतिविज्ञान के ज्ञान का इंजीनियरी, नियोजन, पर्यावरण/ संसाधन के प्रबंधन जैसी चीजों में इस्तेमाल ही व्यावहारिक अथवा अनुप्रयुक्त भूआकृतिविज्ञान है।

प्रक्रियाएं

आधुनिक भू-आकृति विज्ञान, परस्पर सम्बंधित प्रक्रियाओं के मात्रात्मक विश्लेषण पर केंद्रित है। भू-रसायन में आधुनिक प्रगति, विशेष रूप से कॉस्मोकेमिस्ट्री, आइसोटोप भू-रसायन और फिशन ट्रैक डेटिंग ने हमें पहली बार उन दरों के मापन में सक्षम बनाया है जिस पर भू-आकृतिक प्रक्रियाएं, भूगर्भीय रूप से प्रासंगिक समयरेखा पर घटित होती हैं। उसी समय, अधिक सटीक भौतिक मापन तकनीक के उपयोग से, जिसमें शामिल है भेदात्मक जीपीएस, दूरस्थ रूप महसूस किये गए डिजिटल टरेन मॉडल और लेजर स्कैनिंग तकनीकों ने इन प्रक्रियाओं के होते हुए उनके परिमाणन और अध्ययन की अनुमति दी है। इसके बाद कंप्यूटर सिमुलेशन और मॉडलिंग का उपयोग तब यह समझने के लिए किया जा सकता है कि कैसे ये प्रक्रियाएं एक साथ और समयावधि में काम करती हैं।
भूगर्भीय रूप से प्रासंगिक अधिकांश प्रक्रियाओं को या तो अपरदनकारी, स्थानान्तरण कारी माना जा सकता है या फिर दोनों का संयोजन. जमाव प्रक्रियाओं को अधिकतर अवसाद-विज्ञान के क्षेत्र के भीतर माना जाता है, लेकिन अक्सर भू-आकृति विज्ञान के हिस्से के रूप में भी समझा जाता है। अपक्षय, पृथ्वी की सामग्री का वायुमंडलीय या सतह के नज़दीकी एजेंटों से संपर्क के कारण होने वाला रासायनिक और भौतिक विघटन है। सतह के नज़दीक इन परिवर्तनों के उत्पादों को बाद में कटाव के विभिन्न कारकों द्वारा दूर ले जाया जा सकता है।
भू-वैज्ञानिक द्वारा जांच की जाने वाली प्रक्रियाओं की प्रकृति, दृढ़ रूप से जांच में शामिल भूदृश्य या स्थलाकृति पर और समय और लम्बाई रेखा की रूचि पर निर्भर है। हालांकि, निम्नलिखित गैर-विस्तृत सूची इनमें से कुछ के साथ जुड़े भूदृश्य तत्वों की एक झलक प्रदान करती है।
प्राथमिक सतही प्रक्रियाएं जो अधिकांश स्थलाकृतिक स्वरूपों के लिए जिम्मेदार है, उसमें शामिल है हवा, लहर, रासायनिक विघटन, जन विनाश, भूजल गतिविधि, सतही जल प्रवाह, हिम कार्रवाई, विवर्तनिकी और ज्वालामुखी। अन्य अधिक गंभीर भू-आकृतिक प्रक्रियाओं में शामिल हो सकता है पेरीग्लेशिअल (परिहिमानी) प्रक्रियाएं, नमक की मध्यस्थता वाली क्रिया, या पारलौकिक प्रभाव।

वायूढ़ प्रक्रियाएं

वायूढ़ प्रक्रियाएं हवा की गतिविधि से संबंधित है और अधिक विशिष्ट रूप से, पृथ्वी की सतह को आकार देने की हावा की क्षमता से. हवाएं चीज़ों का अपरदन, परिवहन और जमाव कर सकती हैं और ये हवाएं उन क्षेत्रों में अधिक प्रभावी होती हैं जहां वनस्पति विरल होते है और तलछट की पर्याप्त आपूर्ति होती है। हालांकि पानी और बृहत् प्रवाह, अधिकांश वातावरण में हवा की तुलना में अधिक चीज़ों का इस्तेमाल करता है, वायूढ़ प्रक्रियाएं शुष्क वातावरण में महत्वपूर्ण हैं, रेगिस्तान।

ढलानी की प्रक्रियाएं

मिट्टी, रेगोलिथ और पत्थर, गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के अंतर्गत रेंगते हुए, लुढ़कते हुए, बहते हुए, गिरते हुए नीची की तरफ जाते हैं। ऐसी बृहद टूटन स्थलीय और ढलानों पर होती है और इन्हें पृथ्वी, मंगल शुक्र, टाइटन और ईआपेटस पर देखा गया है।
पहाड़ के ढलानों पर चल रही प्रक्रियाएं ढलान के सतह की संस्थिति को बदल सकती हैं, जो बदले में उन प्रक्रियाओं की दरों को परिवर्तित कर सकती है। ऐसी ढलानें जो नाज़ुक स्थिति तक गहरी हो जाती हैं वे बड़ी मात्रा में सामग्री को जल्दी-जल्दी छोड़ने में सक्षम हो जाती हैं, जिससे ढलानी प्रक्रिया विवर्तनिक रूप से सक्रिय क्षेत्रों में भूदृश्य का एक महत्वपूर्ण तत्त्व बन जाती हैं।
पृथ्वी पर, जैविक प्रक्रियाएं जैसे कि खुदाई या ट्री थ्रो कुछ ढलानी प्रक्रियाओं की दरों को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती हैं।

हिमनद प्रक्रियाएं

हिमनदी, जो कि भौगोलिक रूप से सीमित है, भूदृश्य परिवर्तन के प्रभावी कारक हैं। घाटी में नीचे की तरफ धीरे-धीरे जाते बर्फ की गतिविधि नीचे की चट्टान का घर्षण करती है और उसे उखाड़ देती है। घर्षण से महीन तलछट का निर्माण होता है, जिसे हिमनद आटा कहते हैं। हिमनद के समाप्त हो जाने के बाद उसके द्वारा परिवहन किये गए मलबे को मोरेन कहा जाता है। हिमनद कटाव, यू आकार की घाटियों के लिए जिम्मेदार है, जो कि नदी द्वारा बनाई गई वी आकार की घाटियों के विपरीत है।
हिमनद की प्रक्रिया जिस तरह से अन्य भूदृश्य तत्वों के साथ संपर्क करती है, विशेष रूप से ढलानी और नदी की प्रक्रियाओं के साथ, वह प्लिओ-प्लीस्टोसीन भूदृश्य विकास का एक महत्वपूर्ण पहलू है और उसके तलछट कई ऊंची पहाड़ी के वातावरण में मिलते हैं। जो वातावरण अपेक्षाकृत हाल ही में हिमाच्छादित हुए हैं मगर अब नहीं हैं, वे उन भूदृश्यों के मुकाबले जो कभी हिमाच्छादित नहीं हुए, अब भी उच्च भूदृश्य परिवर्तन दर को दिखा सकते हैं। गैर-हिमनद भू-आकृतिक प्रक्रियाएं जिन्हें तिस पर भी पूर्व हिमाच्छादन द्वारा अनुकूलित किया गया है उन्हें पराहिमनद प्रक्रियाएं कहा जाता है। यह अवधारणा, पेरीग्लेशिअल प्रक्रियाओं की विरोधाभासी है, जो बर्फ या पाले के निर्माण या पिघलाव द्वारा सीधे संचालित होती है।

विवर्तनिक प्रक्रिया

भू-आकृति विज्ञान पर विवर्तनिक प्रभाव लाखों साल से लेकर एक मिनट या उससे कम के पैमाने का भी हो सकता है। भूदृश्य पर विवर्तनिकी का प्रभाव भारी रूप से अन्तर्निहित चट्टानी आधारों की बनावट पर निर्भर करता है जो इस बात को नियंत्रित करता है कि विवर्तनिकी किस प्रकार की स्थानीय आकारिकी को जन्म देगी। भूकंप, मिनटों के अन्दर, विस्तृत भू-भाग को जलप्लावित कर सकते हैं और ने आर्द्रप्रदेशों को जन्म दे सकते हैं। आइसोस्टेटिक पलटाव के कारण सैकड़ों या हज़ारों साल में महत्वपूर्ण परिवर्तन हो सकता है और इससे पर्वतीय श्रृंखला को अतिरिक्त कटाव की अनुमति मिलती है, क्योंकि श्रृंखला से बड़े हिस्से को हटा दिया जाता है और कटिबंध का उत्थान होता है। दीर्घकालिक प्लेट विवर्तनिक गतिशीलता, लाखों वर्षीय जीवनकाल वाले ओरोजेनिक कटिबंध, विशाल पर्वत मालाओं को उभारती है, जो नदी और पहाड़ी ढलान की उच्च दर की प्रक्रियाओं का केंद्र होती है और इस प्रकार दीर्घकालिक अवसाद उत्पादन करती है।
गहरी पपड़ी गतिशीलता की विशेषताएं, जैसे कि प्लूम्स और निम्न स्थलमंडल का गैर-परतबंदी को भी माना जाता है कि दीर्घकालीन अवधि (>लाखों वर्ष) में धरती की स्थलाकृति के बड़े पैमाने पर (हजारों कीमी) विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। दोनों ही आइसोस्टेसी के माध्यम से उत्थान को प्रेरित कर सकते हैं, क्योंकि गरम, कम घनत्व वाली पपड़ी की चट्टानें, धरती के अन्दर अपेक्षाकृत ठंडी, अधिक घनत्व वाली पपड़ी की चट्टानों को विस्थापित कर देती हैं।

आग्नेय प्रक्रियाएं

ज्वालामुखीय (विस्फोटक) और वितलीय (हस्तक्षेपी) आग्नेय प्रक्रियाओं का भू-आकृति विज्ञान पर महत्वपूर्ण प्रभाव हो सकता है। ज्वालामुखी की घटना भू-दृश्य का नवीनीकरण करती है और जमीन की पुरानी सतह को लावा और टेफ्रा से ढक देती है और पाइरोक्लास्टिक सामग्री को छोड़ता है और नदियों को नए रास्तों पर अग्रसर करती है। विस्फोटन द्वारा निर्मित शंकु भी पर्याप्त नई स्थलाकृति बनाता है, जिस पर अन्य सतही प्रक्रियाएं अपना काम कर सकती हैं।
लावा की उपसतही गतिविधि भी भू-आकृति विज्ञान में एक भूमिका निभाता है। सतह के नीचे चलता पिघलाव जमीनी सतह की स्फीति और अवस्फीति का कारण बना सकता है और तिब्बत के नीचे आंशिक रूप से पिघली हुई भूपटल परत को हज़ारों किलोमीटर पर फैले तिब्बती पठार की भू-आकृति को नियंत्रित करने का योगदान दिया गया है।

जैविक प्रक्रियाएं

भू-आकृतियों के साथ जीवों का संपर्क या जैव-भू-आकृतिक प्रक्रियाएं कई रूपों की हो सकती हैं और शायद स्थलीय भू-आकृतिक प्रणाली के लिए समग्र रूप से काफी महत्वपूर्ण है। जीव विज्ञान, कई भू-आकृतिक प्रक्रियाओं को प्रभावित कर सकता है, जिसका क्षेत्र रासायनिक अपक्षय को नियंत्रित करने वाली जैव भू-रासायनिक प्रक्रियाओं से लेकर यांत्रिक प्रक्रियाओं के प्रभाव तक है जैसे मृदा विकास पर खुदाई और ट्री थ्रो और यहां तक कि वैश्विक अपरदन दर को कार्बन डाइऑक्साइड संतुलन के माध्यम से जलवायु का आपरिवर्तन करते हुए नियंत्रित करना भी इसमें शामिल है। स्थलीय भू-दृश्य जिसमें सतही प्रक्रियाओं में मध्यस्थता करने में जीव-विज्ञान की भूमिका को निश्चित रूप से बाहर रखा जा सकता है, अत्यंत दुर्लभ हैं, लेकिन वे अन्य ग्रहों जैसे मंगल की भू-आकृति विज्ञान को समझने के लिए महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान कर सकते हैं।