فضا و نگرش فضایی در مطالعات خاک و ژئومورفولوژی (مطالعه موردی: سرآب حوضه آبی زاینده رود)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 محقق مؤسسه تحقیقات خاک و آب و دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی دانشگاه اصفهان*

2 دانشیار گروه جغرافیا، دانشگاه اصفهان

3 استادیار پژوهشی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان

4 استادیار گروه جغرافیا، دانشگاه اصفهان

چکیده

   اگر دانش ژئومورفولوژی را به تعبیری، علم شناخت هندسه سطوح ارضی و تغییر و تحولات آن بدانیم، در اولین گام برای درک بهتر مفهوم فضای جغرافیایی، باید با اصول و نگرش‌های مطرح شده در دانش هندسه آشنا بود. هندسه اقلیدسی اشکال را ترکیبی از نقطه، خط، و سطح (پهنه) تلقی کرده، آن‌ها را در دو بعد و یا حداکثر سه بعد قابل تعریف می‌داند. هندسه مذکورکه سابقه طولانی درحوزه دانش مشاهده‌ای وتجربی دارد، در عصر ما دچار چالش جدی شده است. ریمان(1854) صحبت از هندسه فرا ابعادی نموده، بعدها این تعبیر سبب طرح هندسه چهار، ده و یازده بعدی گردید و هندسه مزبور نه تنها شرایط جدیدی را درکار فیزیکدانان، برای تفسیر آفرینش وتحول آن در بستر زمان باعث گردید که اصول هندسه اقلیدسی را برای تشریح وتبیین بسیاری از مسایل، ناکافی و در مواردی نادرست معرفی نمود. تولد چنین هندسه فرا ابعادی را در اصطلاح، هندسه فضایی نامیدند. هندسه فرا بعدی، اصول جدیدی را بنیان نهاد و فیزیکدانان را از فیزیک کلاسیک (نیوتنی)، به فیزیک کوانتوم رهنمون ساخت.   طرح هندسه فضایی در ژئومورفولوژی مبانی دو دیدگاه کلاسیک (دیویسی ـ فرآیندی) را متحول ساخت و مبانی ژئومورفولوژی سیستمی‌را تقویت بخشید. با ورود تفکر فضایی در ژئومورفولوژی، و تغییر بنیادی درمفهوم مقیاس و سطح ادراک، مفاهیم جدیدی چون هندسه ریمان و فراکتال، ارگودیسیتی، کیاس، تعادل دینامیک، دینامیسم فضایی ـ زمانی، چند نگاره، کروم، آلومتری، پدومتری و بالاخره از همه مهمتر، بکارگیری منطق فازی به جای منطق کلاسیک دو ارزشی ارسطویی، در تحلیل‌ها ومبانی نظری ومتدولوژی پژوهش‌های ژئومرفیک مطرح شده است. این رویکرد جدید، به خوبی قادر است شرایط ایجاد خاک­های مــدفون شده و دیـرینه، تشکیل افق خاک آرجیلیک در اقالیم سرد و مرطوب گــذشته و   استمرار حضور آن در مناطق گرم و خشک کنونی، وجود مخروط‌های آبرفتی دیرینه در زیر مخروط‌های آبرفتی جدید، بررسی باهاداها و فن‌های در هم تنیده و چند زمانه را تبیین و تفسیر نموده و آن را در ابعاد مختلف " فضایی ـ زمانی"تصویر نماید. بر اساس یک تحقیق موردی که در سرآب حوضه آبی زاینده رود انجام گرفته است، نتایج به دست آمده مؤید نقش انکار ناپذیر فضای مورفوژنیک (و نه یک یا دو عامل) در تحولات خاک سازی و شکل زایی است. این مقاله که برگرفته از یک طرح تحقیقاتی در دانشگاه اصفهان است، سعی برآن دارد مفهوم فضا در ژئومورفولوژی را تشریح نموده، به تبیین دریچه­های جدیدی بپردازد. آیا این رهیافت علمی‌جدید را می­توان " ژئومورفولوژی فضایی" نامید؟  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Space and Spatial View in Soil and Geomorphology Studies

نویسندگان [English]

  • H. Ghaiumi Mohammadi 1
  • M.H . Ramesht 2
  • N. Toomanian 3
  • M. Moayeri 4
1 Researcher of SWRI (Soil and Water research Institute of Iran) and PhD student of geomorphology, Department of Geographyn, The University of Isfahan
2 Associate Professor, Department of Geography, The University of Isfahan
3 Assistant professor of soil science, Isfahan agricultural research and natural resource centre.
4 Assistant Professor, Department of Geography, The University of Isfahan
چکیده [English]

If we realize that the Geomorphology is the science of survey of land geometry and form and it is also the science of changes & evolutions, the first step to the understanding of the concepts of geographical space is to be come acquainted with the principles of geometry. In Euclidian geometry, forms and features are considered the combination of points, lines and areas, which are defined in two or three dimensions. This geometry, which has a long history in the observational and experimental realms has been faced with serious shortcomings and challenges today.
Riemann proposed ultra-dimensional geometry theory in 1854, which led into 4 & 10 dimensional geometry. This geometry theory caused so many new conditions in the physicists' researches for interpretation of spatial-temporal changes that the Euclidian geometry principles were not able to sufficiently and correctly analyze and interpret them. Such an ultra-dimensional geometry was nominated "Spatial geometry." Ultra-dimensional geometry laid another foundation in physics and the physicists converted from classical (Newtonian) physics to quantum physics.
Applications of Spatial geometry in geomorphic system brought about   revolution in the bases of two classical approaches in geomorphology (Davisian-process) and gave birth to a new geomorphology theory which is called systemic geomorphology. The introduction of spatial geomorphology theory and radical changes in scale concept and perception level have procured new concepts such as Riemann and Fractal geometry, ergodicity, chaotic theory(chaos), dynamic equilibrium, temporal-spatial dynamism, palimpsest (or overprint), chorems, two-value system for the analysis  and interpretation of geomorphic methodology and research. This approach can explain formation of buried soils and palaeosols, pedogenesis of argillic horizon in past humid & cold climates, its continuation it into new warm and arid zone, presence of old fan under new fans and survey of bahada and coalescing fans and polymorphism. This article has been extracted from a research project at the University of Isfahan.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Time
  • Spatial View
  • Soil
  • Riemann and Fractal Geometry
  • Zayandehroud Basin
  • Spatial Geomorphology

مقدمه و تاریخچه نگرش فضایی

هنگامی که جرج برنارد ریمان)1854،(G. B. Riemann سخنرانی معروف خود را در دانشگاه گوتینگن آلمان ایراد کرد،"هندسه جدیدی تولد یافت" و تئوری ابعاد بالاتر معرفی شد. وی خصوصیات حیرت انگیز فضای فرا ابعادی را به دنیا معرفی کرد. مقاله مهم او با نام "در باب فرضیاتی از اصول هندسه" ستونهای هندسه کلاسیک یونان را که در طول دو هزار سال، همه انتقادهای افراد شکاک را با موفقیت دفع کرده بود، در هم فرو ریخت. با فرو ریختن هندسه قدیمی‌‌اقلیدسی که در آن همه اشکال هندسی، دو یا سه بعدی هستند، هندسه ریمان از خرابه‌های آن سر برافراشت(کاکو،1382). در طول شش دهه بعد، انیشتن با استفاده از هندسه چهار بعدی ریمان، آفرینش و تکامل جهان را توضیح داد. 150 سال پس از آن سخنرانی، فیزیکدان­ها در تلاش­اند تا با استفاده از هندسه ده بعدی، اتحاد قوانین جهان فیزیکی را تحقق بخشند. هسته کار ریمان، درک این نکته بود که در فضای فرا ابعادی، قوانین فیزیکی ساده تر می­شوند.

به گفته اقلیدس: نقطه هیچ بعدی ندارد. خط دارای یک بعد است: طول، صفحه دارای دو بعد است: طول و عرض، جسم جامد سه بعد دارد: طول و عرض و ارتفاع. هیچ چیز دارای چهار بعد نیست."ارسطوی فیلسوف" ظاهراً اولین کسی بود که قاطعانه بیان کرد بعد چهارم فضایی، ناممکن می‌باشد. وی در کتابش بنام "در مورد آسمان" نوشت: خط در یک سو دارای اندازه است، صفحه در دو سو، و جسم جامد در سه سو و فراتر از اینها هیچ سویی وجود ندارد، چرا که فقط سه سو وجود دارد."بطلمیوس" در کتاب خود تحت عنوان"در مورد فاصله"(on distance) با ارایه دلایلی بر غیر ممکن بودن بعد چهارم تأکید نمود. شاید بتوان از بطلمیوس به عنوان شخصیتی در تاریخ نام برد، که در مقابل دو ایده عظیم به مخالفت برخاست: 1- منظومه شمسی با مرکزیت خورشید، 2- بعد چهارم. ریاضیدانی به نام جان والیس معتقد بود که " طول، عرض و ضخامت، همه فضا را پر می‌کنند." ذهن بشر نمی‌تواند تصور هم بکند که بعد چهارم مکانی ممکن است فراسوی این سه بعد وجود داشته باشد. از نظر ریمان "نیرو نتیجه‌ای از هندسه است". وی به این نتیجه رسید که الکتریسیته، مغناطیس و گرانش ناشی از در هم مچاله شدن جهان سه بعدی، در بعد نامریی چهارم می‌باشد. بنابراین، "نیرو"، موجودیت مستقلی ندارد، بلکه، فقط اثر ظاهری است که به خاطر تغییر شکل هندسی ایجاد می‌شود(کاکو،1382). به علاوه فضای سه بعدی اقلیدسی"تخت" است (درفضای تخت، کوتاهترین فاصله، بین دو نقطه، یک خط است و این موضوع امکان انحنا دار بودن فضا، مانند سطح یک کره را منتفی می‌کند). با محدود کردن خود به سطوح تخت، می‌توان از هندسه اقلیدسی دفاع کرد. اما اگر وارد دنیای سطوح انحنا دار شویم، این هندسه عملا غلط از آب در می‌آید. از نظر ریمان، هندسه اقلیدسی به خصوص در مقایسه با دنیا و تنوع غنی آن، فاقد صلاحیت و نوزایی بود. شکل­های هندسی مسطح و ایده آل اقلیدسی را در طبیعت نمی‌توان مشاهده کرد. زمین ریخت­ها، رشته کوه‌ها، ناهمواری­ها, امواج اقیانوس­ها، ابرها و گرداب­ها، شکل­های دایره­ای، مثلثی و یا مربعی کامل نیستند، بلکه اشیاء و پدیده­های منحنی هستند، که به روش‌های بی شماری خمیده، پیچیده و یا چوله شده و همچنان در حال تغییر شکل­اند(شکل 1).

 

 

در   هندسه اقلیدسی زوایای داخلی یک مثلث برابر 180 درجه است وخطوط موازی هرگز   همدیگررا قطع نمی‌کنند. کوتاهترین فاصله بین دو نقطه یک خط مستقیم است.

                                                                                                                                                             

Zero Curvature - فضای تخت                                                                                                       

در   هندسه نااقلیدسی یک کره دارای انحنای مثبت است. مجموع زوایای داخلی مثلث بیشتر   از 180 درجه بوده و خطوط موازی همیشه یکدیگر را قطع می‌کنند ( خطوط موازی شامل   کمانهایی هستند که مرکز آنها با مرکز کره یکی است ).

                                                                                                                     

 

 

      سطوح دارای انحنای مثبت - Positive Curvature

یک سطح به شکل زین دارای انحنای منفی است. مجموع   زوایای داخلی مثلث کمتر از 180 درجه است. بی­نهایت خطوط موازی با یک   خط مفروض وجود دارند که از یک نقطه ثابت عبور می‌کنند.

                                                                     

                                                                      سطوح دارای انحنای منفی – Negative curvature

شکل شماره 1 سطوح تخت و دارای انحنا از منظر هندسه اقلیدسی و نااقلیدسی( کاکو، 1382)

 

فراز این بحث‌ها به تیوری ابرفضا(The Theory of hyperspace) اشاره داردکه بیان می‌دارد، ابعادی افزون بر چهار بعد پذیرفته شده فضا و زمان وجود دارند. پیشرفته ترین فرمول بندی آن، تئوری ابر ریسمان ((Superstring theory نامیده می‌شود، که حتی عدد دقیق ابعاد، یعنی ده را پیش بینی می‌کند. در این صورت، سه بعد متداول فضا (طول، عرض و ارتفاع) و یک بعد زمان، با شش بعد فضایی دیگر فزونی یافته­اند. در صورتی که، بعد دیگری را به عنوان بعد پنجم، به چهار بعد فضا و زمان بیفزاییم، آنگاه ملاحظه می‌شود که معادلات حاکم بر نور و گرانش، مانند دو قطعه یک پازل با هم جفت و جور می‌شوند. در واقع، می‌توان نور را به عنوان ارتعاشاتی در بعد پنجم توصیف کرد (کاکو،1382). بدیهی است مباحث ابر ریسمان فقط درسرعت‌های بالا و در فیزیک کوانتومی‌نسبیتی مطرح است، و در جغرافیای طبیعی، فیزیک کلاسیک کفایت می‌کند.

 

مواد و روش تحقیق

این بررسی در سرآب حوضه بسته زاینده رود در ایران مرکزی صورت گرفته است. حوضه مزبور دارای مختصات جغرافیایی '33 -°42 تا '12- °31 عرض شمالی و ′02- ◦50 تا ′24 - ◦53 طول شرقی و از نظر نظام سلسله مراتب حوضه ای، شامل هفت زیر حوضه(پلاسجان، مرغاب، شور، دهاقان، خشکرود، زرچشمه، رحیمی‌و گاوخونی) و 20 ریز حوضه می‌باشد. زاینده رود، از سرآب تا پایاب 405 کیلومتر طول دارد و اختلاف ارتفاع بستر رودخانه از چلگرد تا تالاب حدود 865 (1477- 2342) مترمی‌باشد. این رودخانه حدود 1750 میلیون متر مکعب آب را از سر آب تا پایاب منتقل و توزیع می‌نماید. متوسط بارندگی سالیانه حوضه کمتر از 200 میلیمتر است، که از mm 1400در غرب حوضه شروع و تا میزان کمتر از mm 100 در اطراف چاله گاوخونی می‌رسد. حداکثر بارش mm2375 در چلگرد و حداقل در مورچه خورت mm 25 است (مؤسسه پژوهش‌های برنامه ریزی و اقتصاد کشاورزی، 1375). تنوع شرایط ژئومورفیک حوضه، زمینه را برای جامع نگری و نگرش فضایی فراهم نموده است. 

نوع تحقیق حاضر"بنیادی ـ نظری"و روش بررسی"اسنادی ـ میدانی"و"توصیفی ـ تحلیلی"است. فرآیند کار به صورت بررسی متون و منابع، تدوین نظریات، استفاده از نتایج بررسی­های میدانی و آزمایشگاهی گسترده، تجزیه تحلیل و بالاخره جمع بندی و نتیجه گیری است. قرابت و ارتباط ژئومورفولوژی با سایر علوم جدید و قدیم(فیزیک، هندسه، زمین شناسی، اقلیم و خاک شناسی و...)، باعث گردید که در بررسی تئوریک پژوهش، به نحو سخاوتمندانه‌ای از علوم یاد شده استفاده گردد. مطالعات میدانی خاک و ژئومورفولوژی بر اساس روش ژئوپدولوژی که مورد تأیید مؤسسه تحقیقات خاک و آب کشور و نیز مؤسسه بین المللیITC هلند می‌باشد، صورت گرفته است. این تحقیق بر اساس بررسی جامع روابط بین خاک و سطوح زمین ریخت و تعامل آنها بنا شده و خاک­های منطقه، با نگاهی فراگیر و سیستمی‌و با لحاظ نمودن کلیه عوامل تأثیرگذار( فرم، فرآیند، ماده (منشاء)، محیط تشکیل و انرژی)، شناسایی و طبقه بندی شده است ( قیومی،1380). اولویت دادن به "کلان نقش موقعیت و فضای مورفوژنیک" بر عوامل و فرآیند‌های صرف، و بررسی جامع، نظاممند و زمانمند تعاملات توأمان و در هم تنیده همه عوامل تأثیرگذار در شکلزایی و خاکسازی منطقه فریدن، بیانگر نگاه فضایی به تحولات مورفوژنز ـ پدوژنز حوضه‌ها است.

 

بحث­ها و طرح موضوع

در هم تنیدگی فضا و زمان و معرفی پیوستار" فضا ـ زمان " (space - time)

امروزه جغرافیدانان نوگرا و فیزیکدانان معتقدند که باید زمانمند، از فضا صحبت کنیم. عبارت "پروانه بر گرد شمع می‌گردد" وقتی معنی دار و کامل است که بگوییم در این لحظه پروانه بر گرد شمع می‌گردد، چرا که لحظه‌ای بعد ممکن است پروانه، شمع، نور و یا حرارتی در کار نباشد! متأسفانه در زندگی روزمره چندان به "فضا ـ زمان" چهار بعدی اهمیت داده نمی‌شود و انسان با دیدگاه نیوتنی بزرگ می‌شود و فضا و زمان را بر حسب عادت، مجزا و مستقل از هم احساس می‌کند. بر اساس تئوری نسبیت، فضا و زمان مستقل از هم نیستند. بلکه، مفاهیمی‌‌نسبی هستند و با همدیگر معنی پیدا می‌کنند. به همین دلیل به جای به کارگیری اصطلاحاتی مانند فضای سه بعدی و یا زمان یک بعدی، لازم است از اصطلاح " فضا ـ زمان" چهار بعدی، استفاده کنیم. از نظر تئوری، اگر یک دستگاه مختصات چهار بعدی را در نظر بگیریم، که سه بعدآن را ابعاد فضا یعنیx,y,zتشکیل دهد و بعد چهارم آن را بعد زمان (t) ، آنگاهدر صورت جایگزینی t با هریک از محورهای دیگر، هیچ تفاوتی بین چهار بعد نخواهد بود. چهبگوییم جهت y و چه بگوییم جهتt ، از نظر ریاضی هیچ فرقی نخواهد کرد. به عبارتدیگر، امکان تمیز محور مکان از محور زمان میسر نخواهد بود (ناصری، م1377).

برای این که ببینیم ابعاد بالاتر چگونه قوانین طبیعت را ساده می‌کنند، به خاطر داشته باشیم که هر جسم دارای طول، عرض و عمق است. چون می‌توانیم این جسم را 90 درجه بچرخانیم، بنابراین، می‌توانیم طول آنرا به عرض و عرض آنرا به عمق تبدیل کنیم. با یک دوران ساده، هر یک از سه بعد فضایی را می‌توان با هم عوض کرد. حال اگر زمان بعد چهارم باشد، در این صورت این امکان هست که با ایجاد چرخش‌هایی، فضا را به زمان یا بر عکس تبدیل کنیم(ارگودیسیتی). در گذشته تبدیل­ها بین فضا و زمان، غیر قابل تصور بود. فضا و زمان دو کمیت متمایز از هم بودند که هیچ ارتباطی بین آنها وجود نداشت. اتحاد آنها به عنوان یک کمیت، قابل تصور نبود(کاکو،1382).

بعد چهارم بودن زمان، به این معناست که زمان به طور ذاتی با حرکت در فضا مرتبط است. این که یک ساعت با چه سرعتی کار کند، بستگی دارد که با چه سرعتی در فضا حرکت کند. انیشتن فهمید که اگر زمان و فضا می‌توانند به صورت یک ماهیت منفرد که" فضا ـ زمان" نامیده می‌شود، با هم یکی شوند، پس شاید ماده و انرژی هم بتوانند به صورت رابطه‌ای دیالکتیک با هم یکی شوند. به خصوص انرژی، کمیتی است که بستگی دارد به این که ما چگونه بازه‌های زمان و مکان را اندازه می‌گیریم. انیشتن دریافت که بعد چهارم را می‌توان به عنوان یک بعد زمانی در نظر گرفت. او با این عقیده و غریزه فیزیکی، به این موضوع رسید که ابعاد بالاتر هدفمند هستند: متحد ساختن اصول طبیعت (کاکو،1382).

این عقیده که نیرو را می‌توان با استفاده از هندسه محض توضیح داد، بنای اعتقادی انیشتن را تشکیل می‌داد. وی به تنهایی، برنامه اصلی کار ریمان را مبنی بر ارایه توضیح هندسی محض برای مفهوم "نیرو" کشف کرد. انیشتن چنین نتیجه گیری می‌کند که حضور ماده ـ انرژی، تعیین کننده انحنای فضا ـ زمان در برگیرنده آن است. این چکیده اصلی فیزیکی است که ریمان نتوانست به آن دست پیدا کند، این که انحنای فضا، مستقیماً، به مقدار انرژی و ماده موجود در آن فضا بستگی دارد. این امر به نوبه خود می‌تواند به وسیله معادله معروف انیشتن، خلاصه شود که در حالت کلی بیان می‌کند (کاکو،1382):

انحنای" فضا ـ زمان "              "  ماده ـ انرژی"

در این جا، علامت پیکان، به معنی "تعیین می‌کند" می‌باشد. همانند ریمان و بطور مستقل از وی، انیشتن دریافت که "نیرو" نتیجه‌ای از هندسه است، در این مورد بر خلاف ریمان، انیشتن توانست اصل فیزیکی موجود در این هندسه، که انحنای فضا ـ زمان به خاطر حضور ماده ـ انرژی است، را بیان کند (کاکو،1382).

فرازی از این بحث، در مقوله Ergodic مطرح گردیده است.  Ergodicity قضیه‌ای است در فیزیک، که با شرایط خاصی، فضا ـ زمان را تبادل پذیر می‌پندارد (رامشت، 1385،Paine, 2008-whittow, 1984 ). قضیه ارگودیک مستلزم فرضیات دقیق آماری است و به این مطلب اشاره دارد که؛ در شرایط معین، نمونه برداری مکانی می‌تواند با نمونه‌ برداری زمانی برابری کند و تغییر و تبدیل‌های مکانی ـ زمانی به عنوان ابزارکار، مجاز است. بر اساس چنین فرضی است که وقتی هر یک از اجزای مجموعه‌ای از شکل­های زمین، بطور منظم، در طول زمانی تغییر کند، فراوانی مکانی برای ظهور انواع مشخصی از شکل­های زمین با سرعت تغییرات آنها نسبت معکوس می‌یابد (تعداد کمی‌‌شکل خواهند بود که مراحل تغییرات سریع را نشان ‌دهند) (چورلی و همکاران،1375- Thorn,1988). چورلی و شوم معتقدند که، همه عوارض مورفومتریک، حالت ارگودیسیته را نشان نمی‌دهند. اما نظریه چرخه فرسایشی را بر فرضیات ارگودیک استوار می‌داند. ظاهراً فرضیه ارگودیک نگرانی­هایی را نیز در بر داشته که بنیادی ترین آنها، این است که معمولاً تنها یک متغیر، نشانگر و شاخص ارگودیک فرض می‌شود.

همچنین در زیست شناسی و جغرافیا مقوله مشابهی تحت عنوان (Allometry) مطرح است، که بر اساس آن، تغییر و رشد هر سیستم ارگانیک در چهارچوب تعادل دینامیک، به گونه‌ای است که نسبت‌های بین هر بخش از سیستم و سایر بخش‌های آن، و نیز بین هر بخش از سیستم و کل سیستم، ثابت باقی می‌ماند. برای مثال، همان طور که شمار اجزای رودخانه، در یک شبکه افزایش می‌یابد، نسبت اجزای آن کاهش می‌یابد(رامشت،1385- whittow,1984).

 

رابطه آرایش فضایی و ژیوشیمی‌

علم ژئوشیمی‌با شیمی‌کل زمین، و اجزای تشکیل دهنده آن، سروکار داشته، و به توزیع و مهاجرت عناصر شیمیایی پوسته زمین، در ابعاد زمان و مکان می‌پردازد. علم رخداد و توزیع عناصر جهان "فضا شیمی" نامیده می‌شود(میسون،1373). نحوه آرایش اتم‌ها و ملکول­ها در کانی­های مختلف متفاوت است و اثرات زیاد و جالبی بر خواص فیزیکی جسم و خصوصیات آن دارد. الماس و گرافیت به لحاظ ماهیت شیمیایی، عینا مثل هم هستند، اما به لحاظ فیزیکی کاملا متفاوت­اند. البته، تصورش سخت است که دو مینرال، با وجود ماهیت شیمیایی یکسان، آن قدر از نظر فیزیکی متفاوت باشند. الماس سخت، متراکم، شفاف، درخشنده و دارای چگالی5/3 است؛ حال آنکه گرافیت سیاه، نرم، انعطاف پذیر و دارای چگالی2/2 است و این همه تفاوت و فاصله در ویژگی­ها و جایگاه اقتصادی، صرفاً مربوط به طرز آرایش اتم­های آنهاست(شکل شماره2) که در الماس حالتی فشرده (انبوهی و تراکم) دارد، در صورتی که درگرافیت این فشردگی کامل نیست. این مسأله به شرایط و فضای تشکیل این دو کانی و "مدت زمانی" که بر آنها گذشته است، ارتباط دارد. در واقع گرافیت و الماس هر دو، جزء عناصر طبیعی و فرمول هر دو کربن خالص است، اما به لحاظ آرایش متفاوت اتم‌ها و ملکول­ها، (چیدمان متفاوت "فضایی ـ زمانی" اتم‌ها)، خصوصیات و مصرف اقتصادی متفاوت دارند. الماس در جواهر سازی و گرافیت در تولید نوک مداد استفاده می‌شود (میسون، 1373، نوربهشت،1379،ناصری،1377،1379).


 

                       شکل شماره2 آرایش"فضایی" اتم‌های دو مینرال الماس و گرافیت

 


نگرش فضایی در جغرافیا (جغرافیای کورماتیک) Chorematique geography

جغرافیای کورماتیک، یعنی جغرافیای طرح و تنظیم رقص‌های فردی و دسته جمعی مؤلفه‌های جغرافیایی؛ جغرافیای بررسی و درهم تنیدگی همه عوامل، فاکتورها و ابعاد تأثیر گذار در یک فضای جغرافیایی پویا و زمانمند.

در اوایل قرن بیستم تحولات زیادی درعرصه اندیشه‌های جغرافیایی صورت گرفت و در این دوره اعتبار مفاهیم سنتی جغرافیا مثل محیط طبیعی، محیط جغرافیایی و چشم انداز در رابطه با انسان، تحت تأثیر مفاهیم فضا و نگرش فضایی و چند بعدی، (با لحاظ نمودن مقوله‌های مهم زمان، نظام سلسله مراتبی، همجواری و همسایگی، نحوه توزیع و پخش، نحوه انبوهی، تراکم و انباشت، مقیاس، چرخه ماده و انرژی و...) قرارگرفت. مسأله مقیاس در جغرافیای کورماتیک یکی از ارکان مهم مطالعه و مقایسه است؛ و هر پدیده‌ای را بسته به ضرورت و اهمیت با مقیاس مشخصی بررسی می‌شود و در صورت نیاز به مقایسه با فاکتورها و پدیده‌های دیگر، با مقیاس همسنگ خود قیاس می‌گردد. همچنین هر نظم فضایی را با توجه به نقطه تماس آن، با مجموعه‌های فضایی دیگر، به مدد سیستم  GISتجزیه و تحلیل قرار می‌کنند. چنین نگرش‌های بحث انگیزی در فرانسه، به زایش جغرافیای نو کمک کرد (فرید،1379).

 پیشتاز این جریان فکری" رژنه برونه" از جغرافیدانان فرانسه است؛ که به تولید"فضا" اشاراتی دارد. وی این جغرافیای نوآور را به این سبب بنیان نهاد، تا بتواند نظام فضایی را که معلول کنش‌های اجتماعی و طبیعی است، در یک چهارچوب سلسله مراتبی و ارگانیک، سامان بخشد، رهیافتی که نوید دهنده، و در عین حال، توأم با ظرافت خاصی است. کورماتیک بر اصولی مسلم، و بر مجموعه‌ای از ساختارهای ابتدایی فضایی(Chorems) بنا نهاده شده و به عنوان الفبای واقعی، در شرح و تفسیر روش فضا به کار گرفته می‌شود؛ و با یاری گرفتن از مفاهیم، علامت­ها و تصاویر معینی، می‌تواند قلمروهای جغرافیایی را در مقیاس‌ها و ابعاد متفاوت، مورد بررسی قرار دهد. در واقع کورم الفبای ابتدایی فضایی است که با استفاده از علاماتی با اسامی‌‌نقطه، خط، پهنه، و شبکه فضایی(جریان،گذرگاه، تغییر و اختلاف، شیب یا گرادیان) در رابطه با هفت شکل عمده از سازماندهی فضایی، به این شرح: "چشمه بندی، خانه بندی، ربایش یا جاذبه، تماس، گرایش، پویایی سرزمین، و سلسله مراتب" تعداد 28 کورم شکل می‌گیرد که با قوانین سازماندهی فضایی ارتباط و مناسباتی دارند و به وسیله آنها مدل­هایی، به نام طرح­واره کورماتیک می‌توان ساخت و در تفسیر فضایی از آنها سود برد (فرید،1379).

 

نقش فضا در ژئومورفولوژی

جغرافیای فضایی به حیات، رفتار، تعامل، تعادل و پایداری پدیده‌ها و انسان­هایی می‌نگرد که در پشت صحنه ظاهری فضا، نهفته است و در این راستا، مناسبات و روابط متقابل انسان، منابع محیطی (خاک، لندفرم، آب، زیست بوم­ها و...)، جوامع (انسانی، گیاهی، جانوری)، فضا، زمان، زمین، ماده، انرژی، فناوری، فرهنگ، تکنیک و از همه مهمتر اطلاعات، علم، تفکر، خرد و حکمت مطرح است؛ که برآیند ترکیب و بر هم کنش آنها، ماهیت و ساخت همه جانبه فضای طبیعی و زیستی را در لحظات زمان شکل می‌دهد. اهمیت موضوع وقتی دو چندان می‌شود که بخواهیم تغییر پذیری و دگرگونی لحظه به لحظه را در گستره زمان (گذشته، حال و‌ آینده ) بررسی نموده، روند حرکت پدیده‌ها را پیش بینی، کنترل و هدایت نماییم.

اما، فضای حاکم بر محیط تشکیل و حرکت پدیده‌ها، معمولاً به گونه‌ای که هست، خود را نمی‌نمایاند، بلکه، برای درک درست و کامل آن(و در صورت لزوم تحلیل کمی) نیاز به شناخت لحظه به لحظه و دینامیک ماده و انرژی در فضای تشکیل آن پدیده است. بنابراین، به کالبد شکافی جامع و سنجش دقیق همه مؤلفه‌های تأثیرگذار بر شکل‌گیری هر پدیده، یا فرآیند ناگزیر هستیم. آیا با ابزارهای معمول (که پدیده‌های خطی و پهنه‌ای را می‌سنجیم) امکان بازشناسی همه ابعاد حرکت پدیده، در جهان خواهد بود؟ قطعا خیر. پس چه نوع سنجه‌هایی لازم است؟ سنجه‌های خطی(Linearmeasures) مثل متر وکیلومتر، سنجه‌های پهنه­ای(Areal measures) مثل هکتار یا ایکر و یا سنجه‌های دیگر!؟ استفاده از این سنجه‌ها باعث شده، ما فقط درکی لحظه­ای (از زمان) داشته باشیم، و این به نوبه خود، بیش از آن که ما را به درک بیشتری از زمان رهنمون گردد، موجب شده تا در نبود سنجه‌های طبیعی فضایی

(natural spatial measures)، طیف وسیعی از سنجه‌های خطی بشر ساخت را پدید آوریم (Thorn,1988).

از جمله مفاهیم ژئومورفیک که نگرش فضایی را به خوبی لازم و تداعی می‌کند، پیوستار"چند نگاره" (Palimpsestor overprint ) است؛ که صرفاً در چهارچوب نگرش فضایی و فرا ابعادی قابل ادراک است. چندنگاره به سکانسی شکل­زا و یا رسوبی اطلاق می‌گردد که در دو یا چند فاز " فضایی ـ زمانی"، متفاوت و یا محیط‌های تشکیل گوناگون ایجاد شده­اند. به عبارتی، یک سناریوی متعامل محیطی مبادرت به پیکر تراشی یا نقش زایی نموده و بدون آنکه آن نقش ناپدید یا بی نقش گردد، سناریو یا فرآیند دیگری در زمانی جدیدتر بر روی آن نقش زایی می‌نماید که این دو نقش با یکدیگر همخوانی ندارند و هر کدام شاهدی بر فرآیند و فضای ژئومورفیک متفاوت است. بدون شک، تفسیر و تحلیل این قضایا صرفاً در چهارچوب نگرش" فضایی ـ زمانی" امکانپذیر است. مفهوم چند نگاره، به خوبی قادر است شرایط " فضایی ـ زمانی" ایجاد خاک­های مدفون شده و قدیمی، تشکیل افق خاک آرجیلیک در اقالیم سرد و مرطوب تر گذشته؛ و استمرار حضور آن در مناطق گرم و خشک حاضر، وجود فن‌های قدیمی‌در زیر فن‌های جدید، بررسی باهاداها و فن‌های در هم تنیده و چند زمانه (Coalescing fans) را تبیین و تفسیر نموده و آن را در ابعاد مختلف " فضایی ـ زمانی" تصویر نماید.(Whittow,1984-USDA, NRCS,2006 - Summerfield ,1991) چند نگاره‌ها به عنوان آرشیو و بایگانی شرایط ریختی و محیطی گذشته، حاوی اطلاعات بسیار زیادی هستند؛ که بقایای بسیاری از فرآیند‌های مورفوژنیک کواترنر را ردیابی می‌کنند. رمزگشایی خصوصیات خاک شناختی ـ زمین ریخت شناختی چند نگاره‌ها، کلید درک زمانمند تحولات طبیعی کواترنر است.

علاوه بر تأثیر هندسه فرا ابعادی ریمان، امروزه نقش هندسه فراکتالی نیز برای بیان رشد و توسعه سیستم‌های پویای طبیعی و غیرطبیعی، به کار برده شده است (سپاسخواه به نقل ازمندلبروت،1970). در هندسه فراکتالی کسر و اعشاری از ابعاد شکل­زا(Fractional dimensions) که در سیستم‌های ژئومورفیک و طبیعی، نمود گسترده‌ای دارد، مورد بررسی قرار می‌گیرد. ویژگی خود همانندی (Self similarity )، که در نظام سلسله مراتبی خاک­ها و زمین ریخت‌ها، و از جمله در خاکدانه‌ها، اساس آرایش فضایی و ساختمان خاک را تشکیل می‌دهد، از دیگر خصوصیات بارز هندسه فراکتالی در نقش آفرینی ساختار‌های طبیعی است. در واقع نطریه فراکتالی این قابلیت را دارد که در یک محیط دینامیک شکل­زا و یا خاکساز، ریزترین و به هنگام ترین تغییرات و نوسانات اشکال سرزمین را در چرخه مورفوژنز ـ پدوژنز، حتی در کسری از ابعاد اعشاری ، در بستر زمان به تصویر کشیده، و آن را تبیین نماید. به عبارتی، هر گونه فرسایش و یا افزایش مواد در محیط طبیعی، از چشم تیز بین هندسه فراکتالی به دور نخواهد ماند.

از دیگر مباحثی که به نگرش فضایی در پژوهش‌های علوم خاک و زمین ریخت، غنا بخشیده است، پدومتری است. پدومتری یا نقشه برداری خاک آماری، عبارت از ارایه داده‌ها و اطلاعات کمی‌خاک و تهیه نقشه رقومی‌آنها به روش­های آماری، ریاضی و زمین آمار است. در واقع پدومتری می‌تواند بین علوم مختلف (آمار فضایی، کوکریجینگ، متد‌های هیبرید، سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی، منطق فازی، شبکه‌های عصبی، آنالیز رقومی‌سرزمین، تئوری کیاس و آنالیز فراکتالی)، فضای پژوهشی و تعاملی، ایجاد نماید (تومانیان،1385). اکنون از دنیای تئوری­ها و نظریه، وارد دنیای محسوس و ملموس زمین ریخت و خاک می‌شویم و عوامل و فرآیندهای عمده و مؤثر در ایجاد فضای مورفوژنز ـ پدوژنز را بررسی می‌نماییم. چرخه و بیلان مورفوژنز ـ پدوژنز اشاره شده در بعضی منابع (رجایی،1373 الف) بیانگرفضای مذکور است:

عوامل و فرآیندهای تأثیر گذار در شکل گیری فضای مورفوژنیک

جنبه‌های مختلف زمین ساخت و اشکال متفاوت آن (چین‌ها، گسل‌ها، مواد و اشکال آتشفشانی و...)، ارتفاع، شیب اراضی و انواع آن (ساده، مرکب، اصلی، جانبی، فرعی و...)، عرض و جهات جغرافیایی، انحنای اراضی و درجات آن (محدب، مقعر، مسطح و تخت و...)، جنس مواد و ویژگی­های سنگ شناختی، اندازه ذرات، زمان، سن مواد، فرآیندهای مورفوژنیک، سطوح دقت مطالعه، مقیاس مطالعه، توزیع­ها و پراکندگی‌های مختلف (Dispersion)و انبوهی یا تراکم(Density) و الگوهای(Patterns) آنها، اقلیم و تغییرات آن، محیط‌های متفاوت تشکیل خاک و لندفرم و بالاخره انرژی­های عامل شکل­زایی در هر منطقه و ... همه و همه و ده­ها متغیر و فاکتور دیگر، در اشکال، درجات و مقیاس‌های گوناگون، در شکل گیری فضای مورفوژنیک مؤثرند که به لحاظ اهمیت موضوع به بعضی موارد مهم آنها اشاره می‌گردد.

1- جنبه‌های زمین ساخت

جنبه‌های مختلف زمین ساخت و اشکال متفاوت آن شامل تکتونیک، نیوتکتونیک، کوهزایی، خشکی زایی، اشکال آتشفشان، گسل خوردگی، برآمدگی، زمین لرزه، کج شدگی، تاب برداشتگی (خمش یا پیچش) و بالاخره چین خوردگی است؛ که از درون زمین سرچشمه می‌گیرند و "شکل­های اولیه زمین" را ایجاد می‌کنند. اندازه این شکل­ها، ممکن است از محدوده قاره‌ای تا سراشیب‌های شدید گسل­های حاصل از زمین لرزه‌های کوچک تغییر کند. به عبارتی شکل­زایی و تحول شکل پوسته زمین، اساساً با "ناهمواری­های اولیه و بنیادین" ایجاد شده بر اثر فرآیندهای تکتونیکی، دیاستروفیک و اندوژنیک ارتباط دارد (معتمد به نقل از چورلی و همکاران،1375) و شامل حرکات و فرآیندهایی است که به طور مستقیم و یا غیر مستقیم، سبب تغییرات نسبی یا مطلق وضعیت سطح تراز پوسته زمین می‌شوند. این تحولات آغازین و اساسی که مستمراً از رفتار سیاره ناشی می‌شود، به نظر چورلی شامل 5 مرحله مهم است:

الف. حرکات کوهزایی که چین خوردگی‌های شدید، روراندگی، گسل خوردگی و بالا آمدگی را در بر می‌گیرد.

ب. حرکات خشکی زایی که بالا آمدن آرام ناحیه نسبتاً وسیع و گسترده‌ای از پوسته زمین را شامل می‌شود و گاهی با گسل دار شدن زمین همراه است.

ج. حرکات ایزوستاتیک، شامل حرکات عمودی که بر اثر جا به جایی‌های شناوری(floatation)، در بین لایه‌های سنگ با چگالی‌ها و قابلیت تحرک متفاوت ایجاد می‌گردد؛ که در آن ارتفاع توپوگرافیک با دانسیته سنگ لایه زیرین ارتباط معکوس دارد.

د. حرکات آتشفشانی، که جا به جایی و تبلور دوباره مواد مذاب را در بین سطوح مختلف، در بر می‌گیرد.

 هـ.. حرکات ایوستاتیک، که حرکات مربوط به سطح دریاها را در سطح جهانی در بر می‌گیرد و از تغییر حجم کلی آب دریا، یا تغییر در ظرفیت مخازن حوضه‌های اقیانوسی ناشی می‌شود.

2- شیب اراضی و انواع آن

دامنه و شیب اراضی از نظر تمایل (زاویه شیب )، جهت یابی، طول، شکل و بالاخره نوع شیب با یکدیگر، کاملاً متفاوتند. عامل شیب به لحاظ انواع، فراوانی و گستردگی وقوع در همه ‌پهنه‌های سیاره، یکی از مهمترین عوامل تأثیر گذار بر شکل گیری فضای ژئومورفیک و تنوع ژئوفرم­ها است (معتمد به نقل از چورلی و همکاران،1375). به همین خاطر دامنه‌ها، مجموعه‌ای از اشکال مختلف اراضی و خاک­ها را دارا هستند.

 

 

 

شکل 3 مدل فرضی نه گانه اراضی دامنه‌ها شامل فرآیندهای ژیومورفیک عمده (Dalrympleو همکاران،1998 )

 

Dalrymple و همکاران (1998) بر اساس مدل فرضی نه گانه (شکل 3)، ویژگی‌های متفاوت فضایی شکل گرفته در واحدهای متفاوت، یک دامنه را مشخص و معرفی کرده و نشان داده اند که چگونه فضای ژئومورفیک متفاوت، باعث شکل گیری فرآیندهای مورفوژنیک عمده و غالب (و در عین حال متفاوتی)، شده، در نتیجه لندفرم­ها و خاک­های متنوعی را ایجاد می‌نمایند. در این مدل نقش نوع، میزان و جهت شیب در ایجاد تغییرات در دامنه‌ها به خوبی به تصویر کشیده شده است (Summerfield,1991).

 

 

شکل شماره 4 نیمرخ توپوگرافیک و وضعیت و موقعیت شیب بر روی اراضی شیبدار( شونبرگر و همکاران،2002)

 

 

نقشه برداران خاک برای مطالعه تغییرات ایجاد شده در خصوصیات و نوع خاک­ها، لندفرم‌های فوق را بر روی یک Catena شناسایی و مجزا می‌نمایند و معتقدند که شیب دامنه و ویژگی‌های زهکشی در یک کاتنا قادر بوده، پنج موقعیت و آرایش فضایی متفاوت مورفوژنیک– پدوژنیک را جلوه گر سازد(Schoeneberger,et al,2002).

در شکل‌های شماره 4 و 5 وضعیت شیب و لندفرم به تصویر کشیده شده است. جهت و زاویه شیب و به طور کلی، هندسه زمین، و به تبع آن، مدیریت و کاربری، مرز بین موقعیت‌های مختلف ژیومرفیک فوق الذکر را جدا می‌کند.

 

 

3- چولگی و انحنای شیب

علاوه بر طول، جهت و میزان شیب، چولگی و انحنای آن نیز، که به فرم اراضی پیچیدگی و هندسه خاصی می‌دهد، در شکل گیری فضای ژئومرفیک کاملاً تأثیرگذار است. شکل 3 طبقه بندی نه گانه شیب‌های دامنه را نشان می‌دهد که نه تنها بر مبنای شاخص‌های نیمرخ، بلکه، بر اساس شکل سطحی صفحه شیب قرار دارد. بنابراین، یک دامنه تنها یک پروفیل دو بعدی نیست، بلکه دارای یک ترکیب چند بعدی (نوعی آرایش فضایی) است. در این طبقه بندی، نه تنها نیمرخ شیب که عمود بر خطوط تراز است، بلکه، شکل دامنه روی هر دو سطح نیمرخ شیب، نیز مورد ارزیابی قرار می‌گیرد و سطوح می‌توانند مانند شکل3 و4 طبقه بندی شوند (معتمد به نقل ازچورلی و همکاران،1375). به طور آشکار، این طبقه بندی در مورد نیروهای فرسایشی و افزایشی موثر روی دامنه‌ها بسیار واقع بینانه تر است. بر اساس طبقه بندی مزبور، چولگی و انحنای شیب، باعث شکل گیری سه حالت عمده شیب می‌گردد:

 شیب‌های تخت یا مستقیم(شیب بدون انحنا) ـslope   Linear

●  شیب‌های کوژ (محدب یا برجسته) ـ  Convex slope

●  شیب‌های کاو (مقعر یا توگود) ـ  Concave slope

در بیشتر دامنه‌ها، بیش از یکی از این شیب‌ها مشاهده می‌گردد، در نتیجه، حالت­های فوق الذکر با هم تلفیق و مجتمع شده، و یک دامنه مرکب را تشکیل می‌دهند که یک نمونه کامل آن در شکل 3 و 5 معرفی گردید. پر واضح است که در این گونه دامنه‌ها، تجزیه و تحلیل ژئومورفولوژیک، نیازمند درک فضای ژئومورفیک، پیچیدگی‌ها و انحنای آن است. در شکل 5 طول شیب از بالا تا پایین شکل است. L یعنی خطی (شیب‌های تخت و مستقیم ) Linear ،

V یعنی کوژ ( محدب، برجسته) Convex و

C یعنی کاو ( مقعر، توگود) Concave

 

 

 

شکل 5 اشکال هندسی نه گانه فرمهای سه بعدی شیب تپه‌ای یا دامنه ای( روهه، 1975به نقل از چورلی و شوم).

 

ساده ترین شکلI از دو طرف (طول و عرضی) خطی و به صورت کشیده است (LL). 

اشکال گروه II در یک بعد خطی، و در بعد دیگر چولگی و انحنا دارند (LV,LC,VL,CL).

اشکال گروه III، پیچیده ترین‌ها، از دو طرف خمش و انحنا دارند (VV, VC, CV, CC).

4- جنس مواد و ویژگی­های سنگ شناسانه

جنس مواد تفاوت­های زیادی را در شکل سرزمین ایجاد می‌کند. سنگ­های ماسه ای، رسی، کربناته، آذرین، رسوبی و دگرگونی هر کدام به نوع خود رخساره و فضاهای متفاوت لیتولوژیک را برای ایجاد لندفرم­ها و مناظر ژئومورفیک فراهم می‌نمایند. هر کدام از این سنگ­ها دارای فرسایش پذیری، میزان تخلخل و نفوذپذیری، سیمانی شدن، فشردگی، نوع تبلور، ترک خوردگی (درز و شکاف‌دار بودن)، انحلال پذیری، رس‌زایی و... متفاوت هستند، که این تفاوت­ها و یا تلفیق بعضی از آنها، زمینه‌های مختلفی را برای بقیه فرآیندها و عوامل مورفوکلیماتیک فراهم می‌نمایند.

مواد سیمانی کننده سنگها شامل آهن، سیلیس، آهک، رس، گچ، نمک و یا ترکیبی از اینها است که از این میان؛ کلسیت، سیلیس و اکسید آهن از سیمان­های بسیارمتداول هستند(تاربوک،1374). پر واضح است ماسه سنگ­هایی که دارای سیمان سیلیسی هستند، مقاومترین نوع سنگ­های ماسه‌ای محسوب می‌گردند (معتمد به نقل ازچورلی و همکاران،1375). در قیاس بین کنگلومرا و ماسه سنگ(یاشیل)، به لحاظ درشت دانه بودن، نفوذپذیری کنگلومرا بیشتر است. نفوذپذیری بیشتر، زمینه را برای هوا دیدگی فیزیکی و سپس شیمیایی فراهم می‌نماید. بنابراین، در مورد ماسه سنگ یاشیل، لندفرمی‌‌که ایجاد خواهد شد (به لحاظ نفوذپذیری ناچیز) در آن فرسایش سطحی بیشتر، شبکه آبراهه‌ای گسترده تر، و فضایی فرسایشی و کندوکاوی فراهم خواهد بود. اگر ماده سیمانی کننده، مقاوم باشد (مثلاً سیلیس، آهک و آهن)، امکان و سرعت هوا دیدگی کمتر و پایداری ناهمواری­ها بیشتر خواهد بود و صخره‌ها، بیرون زدگی­های سنگی و اینسلبرگ­ها را شاهد خواهیم بود. بالعکس اگر سنگ­ها از مواد سیمانی کننده غیر مقاوم، مانند رس، گچ و نمک داشته باشند، مقاومت‌ آنها در مقابل آب و باد کم بوده، فرسایش پذیری زیاد آنها، باعث ایجاد اشکال فرسوده هموار و نسبتاً هموار خواهد شد. لندفرم هزار چهره یا بدبوم(Badlands) عمدتاً در مناطقی شکل گرفته­اند که مارن­ها گسترش داشته‌اند. کلوت­ها در مناطقی گسترش دارند که رسوبات سیلتی نهشته شده است. همچنین از ملزومات اصلی ایجاد اشکال کارستی، محیط سنگ آهک مقاوم و دارای درز و شکاف است. و بالاخره توف‌های مقاوم، فضای لیتولوژیک لازم را برای مکان گزینی و شکل گیری سکونتگاهی بنام روستای کندوان در آذربایجان فراهم نموده­اند. نتیجه اینکه، سازندهای مختلف و جنس سنگ­ها از فاکتورهای مهم و بنیادین ایجاد فضاهای مورفوژنیک محسوب می‌گردند.

5 - اندازه ذرات (Particle size)

اندازه ذرات نیز، نقش بارزی در ایجاد فضای مورفوژنیک دارند. بافت‌های درشت دانه نفوذپذیری، تهویه ،زهکشی و بالاخره حاصلخیزی و کاربری آنها با رسوبات ریزدانه متفاوت است. ضمن آن که نحوه پیدایش و محیط تشکیل هرکدام نیز کاملاً فرق می‌کند. در مواردی نیز اندازه ذرات ماهیت وکاربری نهشته‌ها را تغییر می‌دهد. نهشته‌های بادرفتی لای اندازه (Silt size)، به عنوان خاک لس شناخته می‌شوند و مستعد کشاورزی­اند، در حالیکه نهشته‌های بادرفتی شن، اندازه (Sand size) را مواد غیر خاکی و Eolian می‌گویند؛ و علاوه بر آن که متحرک و فرسایش پذیر می‌باشند، قابلیت کشاورزی نیز ندارند.حال آنکه هر دو، منشاء و محیط تشکیل بادرفتی دارند(Miller and Donahue.1990).

6- فرآیندهای مورفوژنیک

هر لندفرم و خاکی در محیط تشکیل خاصی زاییده می‌شود و در هر محیط تشکیل و فضای مورفوژنیک، فرآیندهای مشخصی عمل می‌نمایند. در یک فضای زمین ساخت(Structural) که فروزمین و فرازمین (Horst & Graben) ایجاد می‌گردد، فرآیندهای درونی غالب و فعال­ند و در یک فضای کارستیک، فرآیند انحلال غلبه دارد. در یک محیط فرسایشی، فرآیندهای کندوکاوی، و دریک محیط تراکمی، فرآیندهای ترسیب و انباشت عمل می‌نمایند. اساساً تا پروسه‌های مورفوژنیک شروع نگردند، محیط شکل­زایی صورت نمی‌گیرد. فرآیندهای مورفوژنیک و محیط‌های تشکیل، لازم و ملزوم یکدیگرند (قیومی‌،1380). بعضی از فرآیندهای عمده مورفوژنیک عبارتند از: (تاربوک1374- whittow,1984 ):

فرآیندهای زمین ساخت، هوادیدگی(فیزیکی، شیمیایی و زیستی)، کندوکاو و روفت و روب، ترسیب و انباشت، باد روفتگی(Deflation)، فرآیندهای آبرفتی، بادرفتی، یخرفتی، شیب رفتی، کوهرفتی، حرکت توده‌ای مواد، خاکسره (Solifluction)، روانه، خزش، لغزش، لیزخوردگی، سقوط مواد، ریزش مواد، حرکت ثقلی مواد، انحلال، انقباض و انبساط، یخ شکافتگی، سایش یخزاری (Abrasion)Degradation,Aggradation, Crystallization,Deformation, Deglaciation, Frost action,Cryoplanation,Deglacierization, Denudation,Corrosion,Desertification, Sedimentation,Deaperism,Nivation, Redeposition.

مواردی از فرآیندهای مهم دیگر، که علاوه بر نقش مورفوژنیک، صبغه پدوژنیک غالب نیز دارند، عبارتند از:

Evapotranspiration, Eluviation, Illuviation, Drainage,Infiltration,Induration,Mottling Immobilization,Mineralization,Aggregation, Disaggregation,Transportation,Salttation, Leaching,Cheluviation,Calcification, Decalcification,Lessivage(claytranslocation), Gleying,Ferralitization,Humification, Laterization, Podzolization,Ammonification,Carbonation, Cementation,Soildispersion,Fixation, Nitrification, Denitrification,Flocculation,Deflocculation, Oxidation, Reduction, Percolation,Salinization (salination),Desalinization,Alkalization, Dealkalization,Decomposition,Polymerization, Desilication, Erosion (water, wind, glacial &…), Deposition(water, wind, glacial &…), Desiccation, Compaction, Disintegration, Deforestation, & …. ( whittow, 1984).

بسیاری از خاک شناسان و ژئومورفولوژیست‌ها، فعالیت‌های موجودات زنده (جانوران، گیاهان) و به خصوص انسان را جزو فرآیندهای مؤثر در چرخه مورفوژنز ـ پدوژنز محسوب می‌دارند مثل فعالیت­های کشاورزی ، جنگل زدایی، تغییر کاربری اصولی اراضی ، سد سازی ،دستکاری زیست بوم‌ها وغیره. تشکیل سه افق خاک آنتروپیک، پلاگن و آگریک از مصادیق بارز نقش مؤثر انسان در فرآیندهای خاکسازی است –Miller and Donahue .1990)(USDA,NRCS.2006. در مواردی، از این فعالیت‌ها تحت عنوان عوامل مؤثر در مورفوژنز آنتروپیک یاد شده است (رجایی،1373 ب).

7- انرژی‌های عامل شکل زایی سرزمین

زمین ریخت‌ها و خاک­ها، درفاکتورهای سازنده شریک اند و هر دو از دو منبع مواد و انرژی ناشی می‌شوند (قیومی‌،1380). سرعت، قدرت، نوع و جهت انرژی، تأثیر تعیین کننده و غیر قابل انکاری در نحوه شکل گیری زمین ریخت‌ها، اندازه و فرم ذرات و بالاخره پایداری پدیده‌ها دارند. انواع مختلف انرژی (ژیودینامیک، آتشفشانی، ثقلی، انرژی آب، باد، انرژی محیط‌ها و شرایط یخچالی و چالبرف­ها، انرژی ناشی از جزر و مد ساحلی، انرژی تابشی و حرارتی خورشید و...)لحظه به لحظه در"انحنای فضا ـ زمان" شرکت نموده و نیز به شرایط و مقدار ماده موجود در آن فضا بستگی دارند.

البته، این مطلب را نیز نمی‌توان نا دیده گرفت که در بسیاری از موارد، نوع و میزان انرژی، از شکل و هندسه زمین نیز متأثر است و تأییدی بر گفته‌های انیشتن و ریمان است؛ که نیرو نتیجه‌ای از هندسه است. انرژی ناشی از محیط‌های یخزاری صرفاً در ارتفاعات به خصوص و در سیرک­ها، ناودان­های یخزاری و آمفی تئاتر‌های یخچالی ایجاد می‌گردد. و انرژی بادی نیز در شرایط خاص مورفوکلیماتیک تولید می‌شود. همچنین انرژی­های ژیودینامیک عمدتاً در مرز صفحات تکتونیکی بیشتر ظهور می‌یابند. در سیرک­های یخچالی، نوع و میزان "ماده ـ انرژی" به انحنای "فضا ـ زمان" و دینامیسم آن دامن می‌زند و با پیکرتراشی و انحنازایی خود، اشکال متنوع یخچالی را پدید می‌آورد و متقابلاً و به طور همزمان انحنای " فضا ـ زمان" نیز در انباشت "ماده ـ انرژی" به عنوان عامل فعال و مؤثر شکل­زایی و موتور محرکه آن ایفای نقش می‌نماید. این موضوع در مورد مخروط افکنه‌ها نیز قابل تأمل است. بنابراین، تعاملات لحظه به لحظه " ماده ـ انرژی" و " فضا ـ زمان" اساس معادلات چرخه مورفوژنز ـ پدوژنز را تشکیل می‌دهد .

نقش فضای ژئومورفیک در تحولات مورفوژنیک ـ پدوژنیک ( خلاصه‌ای از نتایج یک مطالعه موردی)

بر اساس یک تحقیق که در واحد هیدرولوژیک داران ـ دامنه (سرآب حوضه آبی زاینده رود) انجام گرفته است (قیومی‌،1380)، نتایج بدست آمده مؤید نقش انکار ناپذیر فضای ژئومورفیک در تحولات خاک سازی و شکل زایی است، که اهم آنها عبارتند از:

الف. روابط خاص زمین نما ـ خاک (Soil – Landscape relationships) باعث شده است که در یک موقعیت ژئومورفیک " اراضی پست" از مواد مادری آهکی، خاکی غیر آهکی مشتق گردد که پدیده‌ای نادر است.

ب. فضای خاص مورفوکلیماتیک زیر حوضه قادر بوده، بر مواد مادری و سایر فاکتورهای خاکسازی غلبه نموده: 1- راسته خاک را تغییر دهد. 2- خاک معدنی را به خاک آلی تبدیل نماید. 3- خاک قلیایی را اسیدی نماید. به عبارتی، به جای خاک­های معدنی و قلیایی که طبیعت غالب خاک­های منطقه است، زمینه را برای تشکیل خاکی اسیدی و آلی فراهم نماید. 4- و بالاخره در محدوده هیدرولوژیکی که ارتفاعات و تپه‌های اطراف آن، عمدتاً سنگ آهک است، و در واحدی از نقشه که خاک­های مجاور و فرادست آن، تماماً دارای کربنات کلسیم زیاد است، خاک غیر آهکی و اسیدی ناشی گردد.

ج. تشکیل خاک آلی هیستوسول، درشرایط گرم و نیمه خشک فریدن، بیانگر ویژگی­های اقلیمی‌متناظر و پدید آورنده خاک مزبور نیست، بلکه، پیدایش این خاک که برای اولین بار در استان اصفهان، حوضه زاینده رود، گزارش گردیده، صرفاً ناشی از فضای مورفوژنیک منحصر به فردی است که در پست ترین پهنه این زیر حوضه، شکل گرفته است.

 

نتیجه گیری

 1- از آنجایی که مقوله فضا، عمدتاً یک بحث فیزیکی ـ ژئومتریک است؛ و در بین علوم مختلف، خاک و ژئومورفولوژی، بیش از هر علم دیگر، با هندسه و فیزیک وابستگی و تعامل دارد، پیش بینی می‌گردد نگرش فضایی در چرخه مورفوژنز ـ پدوژنز میدان عمل و مانور وسیع و گسترده‌ای داشته باشد و از طرفی خاک و ژئومورفولوژی نیز با ارایه مصادیق فضایی روشن، بیش از پیش زمینه شکوفایی مفهوم فضا را فراهم نمایند.

 2- ژئومورفولوژیست‌ها راه دشواری را برای معیارمند کردن تغییرات خاک و لندفرم، و اندازه گیری نقش فضای مورفوژنیک در خاک‌ سازی و شکل زایی در پیش دارند زیرا عوامل و فرآیندهای متعدد و ناهمگونی در شکل گیری فضای مذکور مؤثرند که هرکدام در مقیاس و ابعاد مختلفی(نقطه ای، پهنه ای، محلی، منطقه ای، ناحیه ای، حوضه ای، ملی، قاره ای, سیاره ای, منظومه ای,کهکشانی ,گستره هستی)، مطرح بوده و در نتیجه تأثیرات متفاوتی را اعمال می‌نمایند.

3- بررسی­های فوق الذکر، نه تنها تأثیر ژئومورفولوژی را در خصوصیات خاک­ها تأیید می‌نماید، بلکه، بیانگر آن است که حتی، فضای مورفوژنیک یک واحد نقشه، می‌تواند بر خصوصیات معمول خاک غلبه نموده، و کاملاً آن را متحول نموده و تغییر اساسی دهد. این موضوع، به وضوح ضرورت و اهمیت نگرش جامع و فضایی در شناخت خاک را به اثبات می‌رساند.

4- علم ژئومورفولوژی بنا به طبیعت و سرشت بین رشته‌ای خود، باید به نحو سخاوتمندانه‌ای از سایر علوم ( هندسه، فیزیک، فلسفه، منطق فازی، خاک شناسی، اقلیم، زمین شناسی، زمین آمار، فناوری­های نو و..... )، برای تدقیق و توسعه خود استفاده نماید. نگرش جامع و فضایی به خوبی بستر ساز این تعامل علمی‌ـ پژوهشی، خواهد بود.

5- تعاملات لحظه به لحظه" ماده ـ انرژی" و"فضا ـ زمان"اساس معادلات چرخه مورفوژنز ـ پدوژنز را تشکیل می‌دهد .

6- فرآیند‌های مورفوژنیک یکسان در شرایط " فضایی ـ زمانی " متفاوت، لند فرم‌های گوناگونی را ایجاد می‌نمایند. بنابراین، شکل فعلی زمین، به تنهایی بیان کننده تمامی‌فاکتورهای مؤثر در شکل­زایی و خاکسازی نیست. بلکه، عوامل پنهان و قدیمی‌نیز قابل بررسی هستند. بنابراین، تحلیل زمانمند و دینامیک فضای مورفوژنیک، در تبیین رابطه بین فرم و فرآیند از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است.

7- موضوع زمان سنجی و بررسی رخدادهای تاریخی که در خلال آن شکل­زایی و خاکسازی اتفاق افتاده است، صرفاً در چهارچوب نگرش فضایی و هندسه فراابعادی و انحنا دار ( که یکی از ابعاد آن، الزاماً زمان است)، میسر است.

8- تبادل پذیری ابعاد " فضا ـ زمان"و عوامل و متغیر‌های گوناگون محیطی و دینامیسم حاکم بر آن، صرفاً در چهار چوب نگرش فضایی و فرا ابعادی میسر است.

9- تحولات بنیادین،که مستمراً از رفتار سیاره و فرآیندهای زمین ساخت ناشی می‌شود، سیستم ها، رخدادها و تغییرات اقلیمی‌و بالاخره سنگ­ها و سازندهای مختلف، از فاکتورهای مهم و اساسی ایجاد فضاهای مورفوژنیک محسوب می‌گردند.

10- در چهار چوب نگرش فضایی، امکان استفاده از ابعاد در اختیار، برای ردیابی و توجیه ابعاد محو شده و یا کمرنگ شده محیطی امکان پذیر است. در مواردی نظرات متفاوت محققان در مورد خصوصیات یک لندفرم، ناشی از میزان ادراک هر کدام از آنها، از ابعاد پنهان یا محو شده آن پدیده است. ابعادی که آثار آنها همچنان در فضای ژیومورفیک چند نگاره باقی است.

11- چون در یک زمان مشخص، همه فاکتور‌های مورفوژنیک ، به طور همسان و هم سنگ عمل نمی‌کنند، نگرش فضایی مقیاس و سطح ادراک ما را از میزان ، شدت و نوع تأثیرات هرکدام از عوامل تأثیر گذار به خوبی مورد سنجش قرار می‌دهد.

12- هندسه ریمان و نظریه فراکتال، بستر ژئومتریک لازم را برای لحاظ نمودن همه ابعاد تأثیرگذار، حتی کسری از اعشار یک بعد را در شکل گیری فضای مورفوژنیک فراهم نموده است. به عبارتی، هرگونه فرسایش و یا افزایش مواد در محیط طبیعی، از چشم تیزبین نظریه فراکتالی به دور نخواهد ماند.

13- اگر به درستی موجودات زنده و به ویژه انسان در چرخه مورفوژنز ـ پدوژنز تأثیرگذار هستند، با توجه به ابعاد روحانی و معنوی شخصیت انسان و تغییرپذیری گسترده آن، آیا می‌توان خرد، حکمت، عرفان وابعاد روحانی را نیز جزو ابعاد شکل دهنده فضای جغرافیایی و مورفوژنیک لحاظ نمود؟

14- آیا علم ژئومورفولوژی سیستمی، در پروسه تکاملی خود، متحول گشته و با استفاده سخاوتمندانه از علوم قدیم و جدید مانند فلسفه، فیزیک، ریاضی، آمار و زمین آمار، هندسه ریمان و فراکتال، آمار فضایی، کوکریجینگ، متدهای هیبرید، سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی، منطق فازی، شبکه‌های عصبی، آنالیز رقومی‌ داده‌های سرزمین، تبادل پذیری ابعاد (ارگودیسیتی)، تئوری کیاس، پدومتری همراه با رویکرد زمانمند و دینامیک، خبر از تولد ژئومورفولوژی جدیدی می‌دهد؟ این رهیافت علمی‌جدید را ژئومورفولوژی  فضایی( Spatial Geomorphology) می‌توان نامید

 

1-    تاربوک، ادوارد جی و فردریک ک. لوتگن، (1374)، مبانی زمین شناسی(Essential of geology)، اخروی، رسول (مترجم)، انتشارات مدرسه، سازمان پژوهش و برنامه ریزی آموزشی وزارت آموزش و پرورش. تهران.

2-    تومانیان، نورایر، (1385)، چگونگی تکوین اراضی، تنوع خاک­ها و نقشه برداری کمی‌بعضی از خصوصیات پدوژنیکی در بخشی از ایران مرکزی،. پایان نامه دکتری خاک شناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان،170ص.

3-    چورلی، ریچارد جی. استانلی ا، شوم و دیوید ای، سودن(مترجم احمد معتمد)، (1375)، ژئومورفولوژی (جلد1). انتشارات سمت، تهران.

4-    چورلی، ریچارد جی. استانلی ا، شوم و دیوید ای، سودن(مترجم احمد معتمد)، (1375)، ژئومورفولوژی (جلد2)، انتشارات سمت، تهران.

5-    چورلی، ریچارد جی.استانلی ا، شوم و دیوید ای، سودن.(مترجم احمد معتمد)، (1375)، ژئومورفولوژی (جلد3)، انتشارات سمت، تهران.

6-    رامشت، محمد حسین، (1384)، نقشه‌های ژئومورفولوژی (نمادها و مجازها)، انتشارات سمت، تهران.

7-    رامشت، محمد حسین. 1385. جزوه درسی "دیدگاههای نو در تحول چهره زمین" دوره دکتری ژئومورفولوژی. دانشگاه اصفهان.

8-    رجایی، عبدالحمید، (1373)،الفژئومورفولوژی کاربردی در برنامه ریزی و عمران ناحیه­ای، نشر قومس، 328ص.

9-    رجایی، عبدالحمید، (1373)، ب- کاربرد ژئومورفولوژی درآمایش سرزمین و مدیریت محیط، نشر قومس، 344ص.

10- سپاس خواه، علیرضا، بعضی از کاربردهای فراکتال در علوم کشاورزی، نامه فرهنگستان علوم، شماره 17، سال 6.

11- فرید، یدالله، (1379)، شناخت شناسی و مبانی جغرافیای انسانی، دانشگاه آزاد اسلامی‌‌واحد اهر، 574 ص.

12- قیومی‌محمدی، حمید، (1380)، مطالعات ژئوپدولوژیک واحد هیدرولوژیک داران ـ دامنه، پایان نامه کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی‌نجف آباد.

13- کاکو، میچیو( kaku, M.)، (1382 ابرفضا، سفری علمی‌به ابعاد بالاتر، ترجمه نادرجوانی، محمد رضا مسرور، نشر اشراقیه، تهران.

14- میسون،برایان (Brian Mason). کارلتون ب. مر(Carleton B. Moore)، (1373برگردان فارسی: دکتر فرید مر و مهندس علی اصغر شرفی. اصول ژیوشیمی، انتشارات دانشگاه شیراز، شماره 211، چاپ دوم، شیراز.

15- مؤسسه پژوهش‌های برنامه ریزی و اقتصاد کشاورزی، (1375)، جلد هشتم، محدودیت‌های خاک و اصلاح اراضی، طرح جامع احیاء حوزه آبخیز زاینده رود، وزارت کشاورزی، تهران.

16- نوربهشت، ایرج، (1379)، مقدمه‌ای بر بلور شناسی (هندسی)، دانشگاه اصفهان، چاپ سوم، اصفهان.    

17- ناصری، مسعود، (1377)، یک، کوانتوم، عرفان و درمان، انتشارات جیحون، تهران.

18- ناصری، مسعود، (1379)، صفرف لوح پیدایش جهان ده بعدی، انتشارات جیحون، تهران.

19– Miller, R.W. and R. L. Donahue.1990. Soils(An introduction to soils and plant growth).Sixth edition. Prentice - Hall International Editions. U.S.A .

20- Paine,Alasdair D.M.2008.Ergodic reasoning in geomorphology: time for a review of the term? SAGE publications.

21-Summerfield M. 1991.Global Geomorphology. department of geography, . university of Edinburgh. John wiley & Sons. inc. New  York. USA.

22Schoeneberger,P.J.,Wysocki,D.A.,Benham,E.C.,and Broderson,W.D.(editor), 2002. Field book for describing and sampling soils.Version 2.0. Natural Resources Conservation Service(NRCS),National Soil Survey Center(NSSC). lincoln, NE. US.

23 - Soil survey staff, 2006. keys to soil taxonomy. 10th edn. USDA, NRCS.

24- Thorn colin E. 1988. An Introduction to theoretical geomorphology. department of geography. university of Illinois.

25- Whittow, John. 1984. Dictionary of physical geography. The penguin. England.