دانلود کتاب اصول هیدرولوژی کاربردی دکتر امین علیزاده

اصول هیدرولوژی کاربردی دکتر امین علیزاده




دانلود تمام فصول کتاب

Geomorphology from Space

Geomorphology from Space

During the mid-1980s, the writer began research on space imagery for producing small-scale geomorphic maps and for investigating some specific geologic problems involving interrelations of landforms and tectonic processes. Aware of this, the Geology Discipline Leader at NASA Headquarters saw the potential benefits and decided to fund a conference on Regional Geomorphology. The writer got to organize it. Thus, on January 14-16, 1985, we held a Workshop on Global Mega-Geomorphology at Oracle, Arizona. Thirty international participants spent the first two days presenting papers and engaging in lively discussions and then met in four working groups on the third day to consider the role of space imagery in these thematic frameworks: 1) Global Geomorphology, 2) Evolution and Inheritance of Landforms, 3) Process Thresholds, and 4) Planetary Perspectives. This workshop (summarized in NASA Conference Publication 2312) laid a foundation for future research in a field whose name– Global Mega-Geomorphology, first proposed as a new concept in 1982–was certified by the attendees.

There was an almost immediate payoff. The writer received NASA funding to prepare a publication that focused on using space images to characterize landforms. Joined by Robert Blair, Jr of Fort Lewis College, Durango, CO, as co-editor, we assembled fourteen scientists (including ourselves) to write twelve chapters, each covering a different geomorphic theme, in a 717 page book entitled: Geomorphology from Space: A Global Overview of Regional Landforms (NASA SP-486), which appeared at the end of 1986. Although we distributed 4,000 copies, the book did not, at first, receive adequate publicity. In recent years, authorities have acknowledged it as an invaluable compendium of geomorphic information, as well as a comprehensive survey of the world's geology, and it has led to renewed interest in regional analysis.

Unfortunately, there was no second printing, so NASA and the U.S. Government Printing Office (GPO) cannot fill requests for copies. But, NASA leaders recognized its value, so people in the educational program at the Jet Propulsion Laboratory (JPL) decided to add it to their growing set of CD-ROMs, available at low cost to professionals and the public. The staff at NASA's Goddard Space Flight Center did much of the scanning and layout, so this reproduction of NASA SP-486 with a new format now is available from JPL, with a limited quantity of CD-ROMs free to educators. A version of the book is also accessible on the Web at: http://daac.gsfc.nasa.gov/DAAC_DOCS/geomorphology/GEO_HOME_PAGE.html

One of the serendipitous outcomes of this book is that Dr. Robert S. Hayden was persuaded to prepare several geomorphic maps from full and partial Landsat images, as a demonstration of the possibilities of mapping at this scale from space imagery. We reproduce here a Landsat-2 image of the upper Gulf of California (mostly in Mexico) and the beginning of Baja California. Below it is his geomorphic map, with key

map:

حوضه های آبریز از دیدگاه سیستمی

 حوضه های آبریز از دیدگاه سیستمی

دکترمحمدحسین رامشت

این نگرش برای اولین بار توسط شوله در جغرافیای طبیعی و گیلبرت که روابط متقابل نیروهای فرسایشی و مقاومت سنگ ها را از طریق آن در سطح زمین تشریح کرد، در ژئومورفولوژی مطرح شد و با پیشگامی افرادی چون استرالر و چورلی از دهه 1950 میلادی به طور اصولی در ژئومورفولوژی توسعه یافت؛ از دهه 1970 به بعد، روابط بین عناصر و فرایندها در سیستم های ژئومورفیک (مانند سیستم دره، سیستم های کارست، سیستم دامنه و...) از طریق روش های کمی توسعه شگرفی یافت.

 از این دهه به بعد، دیدگاه سیستمی در ژئومورفولوژی پیشرفت کرد و ارتباط بین فرایندها و فرم ها از طریق این دیدگاه تشریح می شد، به طوری که مدل سازی روابط میان عناصر درواحدهای ژئومورفولوژیک متفاوت بسط یافت و مسائل نسبتاً زیادی از دهه 1980 در مورد سیستم های زمین ریخت شناسی مطرح شد؛ جدیدترین مطالعات سیستماتیک محیط های جریانی مرهون تلاشهای افرادی چون واسون  اوانز، لانگ و والینگ است؛

حوضه آبریز، به عنوان چارچوب و واحد ژئومورفولوژیکی دربرگیرنده مورفوسیستم های رودخانه ای است؛ درون دادی که به سیستم وارد می شود، طبق فرایند سیستم، در جریان تغییر و تبدیل قرار می گیرد. در واقع، در سیستم کاری انجام می شود و در داده ها تغییر پدید می آید.

در درون سیستم های جریانی نیز، می توان شاهد تغییر و تبدیل صور مختلف انرژی بود، در واقع، این سیستم ها نیروی خود را از تبدیل شدن انرژی پتانسیل خورشیدی و نیروی جاذبه به انرژی جنبشی و حرارتی می گیرند. بخش قابل توجهی از انرژی در اثر اصطکاک حاصل از تلاطم و آشفتگی درونی جریان از بین می رود، اما 2تا 4 درصد از کل انرژی پتانسیل جریان آب در جریان فرسودن بستر صرف فعالیت مکانیکی فرسایشی و انتقالی می شود؛

استفاده از انرژی در سیستم جریانی به دو صورت انجام می گیرد: بیش از 95 درصد، صرف غلبه بر کشش اصطکاک حاشیه آبراهه می شود که میزان این انرژی، بسته به اندازه و شکل آبراهه و زبری بستر و ساحل آن متغیر خواهد بود. در این حالت، این انرژی مصرف شده به گرما تبدیل شده و از طریق تابش و رسانش از بین می رود. باقیمانده انرژی وارده به انرژی مکانیکی تبدیل شده و برای انتقال نهشته ها و فرسایش صرف می شود. همچنین، در طول زمان بارش، بخشی از بارش ها مستقیماً بر سطح مجرا می ریزد، که این میزان زمانی که حوضه منطقه وسیعی را در بر می گیرد، بیشتر خواهد بود. بخشی از این آب بر سطح دامنه و حوضه جریان می یابد، اما بخش دیگری از آن به آب های زیرزمینی نشت میکند و یا در سدهای مصنوعی یا طبیعی ذخیره می شود که بعدها ممکن است از طریق نشت ذخایر آب زیرزمینی مجدداً به آبراهه بازگردد.و بخشی از این ورودی، با تبخیر از بین می رود.

بازخورد مثبت که سبب افزایش آنتروپی در سیستم می شود. به عبارت دیگر بازخورد مثبت، هنگامی رخ می دهد که تغییر در درون داد بر اثر عملکرد سیستم زیاد شود، به طوری که تأثیر آن تشدید شود یا ادامه یابد این نوع بازخورد در حکم اطلاعاتی است که به مکانیسم های کنترلی هشدار می دهد که روند عملکرد سیستم در جهت مطلوب نیست و باید از تحریکات وارد به سیستم کاسته شود؛ به عنوان مثال تغییر شکل بستر، در اثر بالاآمدگی که باعث ایجاد اغتشاش در شبکه های جریانی می گردد را می توان به عنوان یک بازخورد مثبت دانست؛

بازخورد منفی بی نظمی سیستم را کاهش می دهد و میل به حفظ وضع موجود دارد. به عبارت دیگر، در بازخورد منفی، دریافت اطلاعات موجود منجر به تقویت جریان ورودی و تحریک و ادامه رفتار سیستم در وضع کنونی می گردد. گیلبرت، مفهوم بازخورد منفی را برای بیان وضعیت درجه بندی شده ای به کار گرفت که در آن یک رود تا جایی که می تواند باری را جابه جا می کند اما اگر مقدار بیرونی تخلیه بار یا خرده های تخریبی تغییر نکند، رود در زمانی کوتاه، نه فرسایش می دهد و نه رسوب می کند. اگر جریان درجه بندی شده به بخشی با شیب تندتر برسد، سرعت آن افزایش یافته، جاب هجایی بیشتر و بار و فرسایش زیادتری را دربرمی گیرد و سبب کم شیب تر شدن بستر می شود. رسیدن جریان به بخشی با شیب کمتر، تأثیر معکوس داشته، سبب افزایش شیب بستر بر اثر رسوب گذاری می شود. بدین ترتیب، جریان درجه بندی شده بین فرسایش، جابه جایی، رسوبگذاری و خراشیدگی در همه بخش جریانی خود تعادل ایجاد می کند تا  ”نیمرخ تعادلی“صاف و طولانی خود را ترسیم می کند؛

مفاهیم کلیدی در ژئومورفولوژی پیشرفته

مفاهیم کلیدی در ژئومورفولوژی پیشرفته

culture
the distinction between English-speaking geomorphologists (process, geotechnical, quantitative, applied) versus other scientific cultures (e.g. mapping, climatic, soil in Europe)

time
geomorphic processes have occurred throughout earth history and are expressed in the sedimentary structures, however geomorphology as a discipline is the study of late Cenozoic landforms (Tertiary and Quaternary Epochs)
geomorphologists study of landscape evolution at longer than human lifespans but very much shorter than the entire geologic record
explanation is nearly always of past evolution rather than prediction of future change

space
similarly the spatial domain is limited to the sub-continental scale (submarine studies are part of oceanography)
large-area studies are in the realm of physiography, regional geomorphology, denudation chronology, climatic geomorphology and mega-geomorphology

process
geomorphologists (especially English-speaking) focus on exogenic processes
they rely on geological principles (i.e. plate tectonics, isostasy) for the interpretation of endogenetic landforms

morphology and sediments
whereas the study (description, measurement, modelling over time and space) of morphology is uniquely geomorphological, investigation of internal structure overlaps with sedimentology, Quaternary geology/stratigraphy, and soil science

soil
over most of the earth's surface, the dominant physical processes are pedological (soil-forming rather than land-forming processes)
however there is considerable overlap among soils, weathering, erosion, sedimentation and topography (catenas), and the ages of buried soils and geomorphic history
thus there is much to be learned at the interface of pedology and geomorphology and soil geomorphology is an undervalued field of study

morphology
based on the idea that the measurement and classification of shapes will provide insight into the evolution of landforms (similar for looking at the texture and structure of sediments)
stems largely from work of hydrologists (especially R.E. Horton) working on drainage networks, and geographers (especially A.N. Strahler) working on slopes and drainage basins, starting with the quantitative revolution in geography
initially most data were extracted from maps, but now remote sensing, GIS and DTM (military work in the 60's), offer great potential for morphometric analysis with high resolution over large areas (possibly even detecting changes in form over time)

climatic geomorphology
based on the idea that there are recognizable sets of landforms and geomorphic processes associated with different climatic regimes
significant methodology in French and German geomorphology
characterized by emphasis on classification and orphological studies and a lack of process research and theoretical foundation
applies best to extreme climates (deserts, glacial, periglacial) and provides poor explanation of structural and polygenetic landscapes (i.e., in response to climatic change)

process geomorphology
the dominant approach in English geomorphology over the past several decades
mesoscale, statistical, emphasis on temporal and spatial variation in process rates
dominated by field studies where rates of transfer of water, wind, ice and sediment are used to infer geomorphic processes in lieu of direct observation
thus active (high-energy) landscapes (badlands, mountains, beaches, periglacial landscapes) have attracted much research in the past several decades
contemporary geomorphic theory has developed over the past several decades as a conceptual framework for process geomorphology

geotechnical science (engineering geomorphology)
a by-product of process geomorphology as more knowledge is required about material properties and the detailed mechanics of processes
relies heavily on, and moves geomorphology towards, civil engineering (soil and rock mechanics)and soils science
problems with scale linkage and thus generalization from the laboratory to landforms and landscapes

applied geomorphology
application of geomorphology to contemporary environmental and social problems (making geomorphology relevant)
includes aspects of process geomorphology, geotechnical science, environmental studies, resource management, soil conservation, hazards studies
typical of most research in public institutions
focus on human timescales and not necessarily at timescales of landform evolution, thus it either draws geomorphologists away from questions central to the discipline or requires considerable thought about time scale linkages

Conclusion

the dominance of process and applied geomorphology (and thus geotechnical studies), created a focus on the site scale, and neglect of regional synthesis
we have gone beyond the mesoscale (and thus landscape models) into the realm of engineers
geomorphologists have tended to align themselves with engineers or geophysicists or sedimentologists rather then with colleagues in their own discipline causing fragmentation, lack of connection to the academic roots in geography, lack of focus on the primary goal: explanation of the evolution of landscapes (see Baker and Twidale, 1993; Ritter, 1988)

Terminology

besides the use of mathematics to express theory, ideas and philosophy are expressed in native (spoken) language
natural (everyday) language is flexible and dynamic, but therefore also ambiguous
natural language is too ambiguous for some disciplines (e.g. math, logic) so they create their own languages
scientific definitions have to be precise
words used to represent constructs (e.g. apple) are defined in terms of classification (apple is a fruit)
words used to represent concepts (e.g. stress) are defined relative to other concepts which collectively comprise laws and theory
the most theoretical disciplines have the most rigorously defined terminology; the development of theory in geomorphology is constrained by imprecise terminology
scientific language has the weaknesses of natural language (ill-defined, misused, misunderstood, ambiguous, changing terminology), plus the listener may not be aware of a term if he/she does not subscribe to the same philosophy methodology: "each theoretical view of geomorphology has created its own language" and views become reinforced by virtue of a unique vocabulary
does the content of thought (words) influence the thinking process; contemporary view: the structure of a language influences perceptions of reality
there should be separate terminology for description and interpretation because these are separate stages of the scientific method
however genetic classification of landforms is common and thus terms use to describe landforms convey their origin (interpretation)
thus a scientific approach to geomorphology is not well-supported by the use of existing terminology

problems with existing terminology:

morphogenetic terms: include an interpretation of origin
landforms are often polygenetic (e.g., slope processes on a landform of tectonic or glacial origin)
descriptive terms are more specific (less scope) and thus less subjective (interpretive)
e.g., peneplain: the ultimate stage of the cycle of erosion
surface, alluvial fan, till versus diamicton

inadequately defined terms
with standard definitions, terms are used differently by different schools of geomorphologists
e.g. ,nivation: uncertain number of weathering and transport processes affected by snow
solifluction: may or may not be applied to permafrost (gelifluction); Anderson (1906) working in the Falkland Islands did not refer to permafrost in the original definition standard definition of landform; in reference books it is either not defined (Goudie, et al., 1985, Encyclopaedic Dictionary of Physical Geography) or defined in a general way in terms of shape ("consistency of form", "the relative position of points on an outline or external surface")
but geomorphologists usually think of a landform as having both distinct shape and internal structure

evolving terms
the evolution of terminology reflects a compromise between the need to revise or create concepts and the limited ability of human beings to learn and memorize terminology
therefore, new terms are introduced and adopted only when existing terms are inadequate
as terminology evolves, meanings change or terms develop more than one meaning so that their use has to be explained, which is contrary to the purpose of scientific terminology (shorthand)
e.g. ,periglacial: originally "next to glaciers", now also used in the sense of conditions that exist near glaciers
morphogenetic terms are subject to redefinition or multiple use as the origins of landforms are re-evaluated, e.g. ,drumlins (molding of drift or subglacial meltwater flood?)

سیستم های جریان انرژی

خلاصه ای از نکات اساسی مقاله

"جریان‌ انرژی در سیستم های ژئومورفیک" از دکترمجید اونق

(به عنوان یکی از منابع کنکوری دکترا: درس دیدگاه ها و نظریه های ژئومورفولوژی)

مفهوم سیستم ها در ژئومورفولوژی

تمامی پدیده‌های طبیعی را می‌توان به صورت نظامی در چهارچوب سیستمها تصور نمود.

یک سیستم به صورت مجموعه‌ای از عناصر و روابط بین آنها، قابل تعریف است.

سیستم ها به دو نوع‌ باز و بسته تقسیم می‌شوند.سیستم های بسته آنهائی هستند که‌ برخلاف سیستم های باز،نه ماده و نه انرژی از مرزشان عبور نمی‌کند؛   

بر اساس قانون دوم ترمودینامیک،یک سیستم بسته می‌بایستی‌ مستقل از زمان به سوی یک حالت متعادل تغییر یابد که در آن نسبت‌ حالات مختلف فیزیکی ثابت باقی می‌ماند؛  

انرژی آزاد (از قبیل‌ انرژی پتانسیل شیمیائی،  انرژی پتانسیل موقعیت ارتفاعی و غیره) در حداقل و آنتروپی (انرژی غیرقابل استفاده، اغلب به صورت‌ انتشار گرمائی حرکت اتفاقی مولکولها) در حداکثر است؛ 

از طرف‌ دیگر  یک سیستم باز نیز ممکن است به حالت پایدار دینامیکی‌ دست یابد که در آن، سیستم و حالات آن در شرایط پایدار باقی‌ می‌ماند هرچند که ماده و انرژی از مرز آن عبور می‌کند؛   

تنها، ساده‌ترین فرآیندهای ژئومورفیک ممکن است به صورت‌ سیستم های بسته مورد مطالعه قرار گیرند؛  

اعمال هوازدگی معین از قبیل انحلال آهک به وسیله آب باران اسیددار(کربناسیون)و تبادل گرمائی بین ماگمای گرم با محیط اطراف که در شرایط آزمایشگاهی نیز قابل انجام هستند،از فرآیندهای ساده ژئومورفیک‌ محسوب می‌شوند. حتی در این مثالهای ساده از سیستم های فیزیکی‌ و گرمائی نیز آشکار است که پدیده‌های طبیعی از آنچه که در این‌ مطالعات مختصر فرض می‌شوند،بسیار پیچیده‌تر است.

تمامی قسمت مجاور سطح زمین‌(زیرآتمسفری) به‌طور مناسبی به صورت یک سیستم باز قابل تصور است.

ماده از طریق‌ دیاستروفیسم‌، ولکانیسم و از طریق سقوط شهاب ها که به صورت‌ خالص جزئی به جرم کره زمین افزوده می‌شود، در زمین ذخیره‌ می‌گردد. انرژی از طریق تشعشع خورشید، نیروی جاذبه، اینرسی‌ حرکت چرخشی و گرمای داخلی زمین حاصل می‌شود.

فرآیندهای‌ سطحی، ساختمان سنگ ها را می‌فرسایند و مواد فرسوده معمولا در جاهای دیگر در بستر دریاها رسوبگذاری می‌شوند.

قابل تصور است‌ که در این سیستم باز پیچیده یک حالت پایدار دینامیکی می‌تواند پدیدار شود به‌طوری که در شکل ناهمواری تغییر نمی‌یابد اگرچه‌ ماده‌ای که از آن عبور می‌کند به‌طور دائمی تغییر و انرژی پیوسته‌ توسعه می‌یابد.یکی از مسائل بزرگ ژئومورفولوژی این است که آیا مناظر ناهمواری به‌طور متوالی در طول زمان تغییر می‌یابند یا اینکه‌ آنها ابتدا به حالت پایدار دینامیکی رسیده و بعد تنها به آرامی‌ تغییر می‌یابند و یا در کل تغییری متحمل نمی‌شوند.

گرمای حاصله از فرآیند به صورت انرژی مازاد از طریق اصطکاک مکانیکی آزاد می‌شود.انرژی مکانیکی سیستم از طریق پتانسیل ثقلی و همچنین انرژی حرکت دورانی حاصل می‌شود. نرخ تولید سیمان تابعی از میزان ذخیره مواد خام و انرژی مکانیکی‌ و گرمائی کوره خواهد بود.نیل به یک حالت پایدار دینامیکی در سطوح مختلف جریان خالص از طریق تطبیق نهائی متغیرهای ذخیره‌ مواد و انرژی در این سیستم باز ساده امکان‌پذیر است.

یک منظره ناهمواری در بالای سطح دریا(یا بالای سطح‌ ژئوئید) شبیه به مدل کوره سیمان پرتلند است.بارندگی از طریق‌ رودخانه‌ها مواد فرسوده و هوازده سنگی را از دامنه کوهها به  

نرخ جریان مواد تابعی از متغیرهای اقلیمی مانند درجه حرارت و بارندگی،شیب اولیه زمین ناشی از عمل‌ دیاستروفیسم، شدت تغییرات فیزیکی و شیمیائی مواد و مدت زمان‌ حرکت در طول سیستم است. در مدتی که جریان ماده و انرژی‌ متعادل باشد، سیستم در حالت پایدار دینامیکی باقی می‌ماند. 

ما فرض می‌کنیم که جرم کره زمین ثابت است و افزایش جزئی‌ جرم حاصل از گرد و غبارهای متئوریتی و برخوردهای بسیار نادر اجزای بزرگ سماوی را نادیده می‌گیریم. در اصل ژئویید باید به‌ صورت مرز یک سیستم باز قابل تعریف باشد یا سطحی که حرکت‌ مواد سنگی به بالای آن به وسیله دیاستروفیسم و ولکانیسم و به‌ پایین آن به وسیله دیاستروفیسم و فرسایش صورت می‌گیرد.

چون‌ ژئویید در حالت تعادل قرار دارد، می‌بایستی موادی که از این‌ سطح مبنا جابه‌جا می‌شوند نیز در حال تعادل باشند و همچنین‌ سیستم های حمل جانبی(افقی) نیز برای برقراری تعادل ایزوستازی‌  (توازن پوسته)، در بالا و پایین ژئویید عمل بکنند. به‌هرحال‌ هنوز مطالعه سیستم ژئومورفیک به مرحله‌ای که در آن چنین بیلان‌ مواد قابل محاسبه باشد،پیشرفت نکرده است.

بیلان انرژی در سیستم ژئومورفیک از طریق مطالعات وابسته‌ در زیست‌شناسی، هواشناسی، نجوم و ژئوفیزیک در حال شناخته‌ شدن است.  سطح زمین به‌طور مشخصی در زمان زمین‌شناسی گرمتر یا سردتر نشده است به‌طوری که باید معادل مقدار انرژئی را که از منابع مختلف دریافت می‌کند به فضا پس بدهد.در کل جهان، جاذبه اصلی‌ترین شکل انرژی است و شدت آن خیلی بیشتر از انرژی‌ گرمائی،نورانی و انرژی هسته‌ای است.در درون سیستم ژئومورفیک، انرژی خورشید(خود نتیجه‌ای از نیروی جاذبه است که جوشش‌ هسته‌ای گرمائی را در خورشید ممکن می‌سازد)بر سایر منابع انرژی‌ غلبه دارد.شکل شماره 2 که جریان انرژی در سطح زمین می‌باشد، منابع اصلی انرژی برای تغییر ژئومورفیکی را نشان می‌دهد.

برای نسل های آینده ژئومورفولوژی، شناخت بهتر انرژی های‌ بالقوه و قابل استفاده در هر سیستم مورد مطالعه،با اهمیت خواهد بود بسیاری از مطالعات با نتایج کلی در گذشته توجهی به انرژی‌ نداشته‌اند.

تمایل به کمیت‌گرایی نیازمند این است که میزان انرژی‌ نیز همانند نرخ و بیلان مواد،محاسبه گردد.در این مقاله بعضی‌ از شکلهای نادر و جزئی انرژی مانند انرژی حاصله از برخورد شهاب‌سنگها به سطح زمین، تخلیه الکتریکی صاعقه،تابش‌های‌ کیهانی و میدانهای مغناطیسی که ممکن است شکل ناهمواری را تحت‌ تأثیر قرار دهند، زیاد مورد توجه قرار نگرفته‌اند.

بشر نیز که از چندین هزار سال قبل به‌عنوان یک عامل ژئومورفیکی مهم مطرح‌ شده،اکنون در حال مصرف انرژی در مقیاسی است که قابل مقایسه‌ با انرژی حاصله از وزش بادها، جزرومد و گرمای ژئوترمال‌، زمین‌گرمائی می‌باشد.تأثیر انسان غیرعادی است چون در مقابل مصرف می‌تواند خیلی زیاد انرژی مورد نیاز خود را متمرکز و ذخیره نماید.

نیروهای موجود برای تغییرات ژئومورفیک

تابش خورشید عمدتا"در طول‌موجهای‌ نور مرئی و نزدیک به زیر قرمز حدود 98/99 درصد از انرژی رسیده‌ به سیستم ژئومورفیک را تأمین می‌کند. 

اگرچه تابش خورشید با نرخی‌ حدود 4000 بار تندتر از مجموع بقیه منابع انرژی، برای تغییر ژئومورفیکی انرژی فراهم می‌نماید ولی نقش آنها را نیز نمی‌توان‌ نادیده گرفت. این نیروها شامل نیروهای جاذبه‌ای و اینرسی ناشی‌ از جرم و حرکت زمین،ماه، خورشید و دیگر اجرام منظومه شمسی‌اند که در سطح زمین در لیتوسفر و هیدروسفر به صورت جزرومد ظاهر می‌شوند. تنها 1 تا 10 درصد از انرژی داخلی زمین از طریق‌ ولکانیسم به سطح زمین آزاد می‌شود و مقدار قابل مقایسه‌ای با این‌ رقم نیز از طریق زلزله آزاد می‌گردد. قسمتی دیگر نیز به صورت‌ گرادیان ژئوترمال از قسمتهای گرمتر داخلی به سنگ های سرد سطحی‌ زمین می‌رسند و اگرچه ناچیز است ولی پدیده‌ای در مقیاس جهانی‌ محسوب می‌شوند. 

انرژی گرمائی و گرادیان ژئوترمال در درون زمین که به‌ وسیله نیروهای جنبشی چرخشی و ثقلی تقویت می‌شوند،از طریق راههائی که هنوز ناشناخته است تمامی فعالیتهای دیاستروفیکی‌ موجود در پوسته زمین را انجام می‌دهند.هر مقایسه‌ای بین‌ منابع انرژی داخلی و خارجی مؤثر در فرآیندهای ژئومورفیک‌ باید توجه داشته باشد که نیروی منابع انرژی خارجی 000،4 بار بزرگتر از منابع داخلی است.

یکی از مشکلات موجود در ارزیابی نیروهای موجود در سیستم‌ ژئومورفیکی مجاور سطح زمین(زیر آتمسفری)این است که راه‌ ساده‌ای جهت محاسبه‌"تراکم نیرو " یا تمرکز مکانی مصرف انرژی‌ وجود ندارد.مثلا "مقدار ناچیزی از جریان گرمائی ژئوترمال که در آتشفشان ها متمرکزند مناظر ناهمواری جالبی ایجاد می‌کند در حالی‌ که 90 تا 99 درصد بقیه آن که صرف انجام فرآیندهای تکنونیکی‌ می‌شود، اشکال ناهمواری خاصی نمی‌سازد.

هنگامی که نور خورشید به وسیله عمل فتوسنتز در گیاهان‌ تثبیت می‌شود،به صورت سوخت های فیلی درآمده، در یک موتور می‌سوزد و می‌تواند مناظره ناهمواری را در طول یک بزرگراه بر ترافیک به میزانی که از جریان جزئی میلیون ها ساله‌ انرژی ممکن نبوده است، تغییر دهد

پس سیستم های بیولوژیکی‌ خصوصا "انسان توانائی استثنائی در ذخیره و تمرکزی انرژی پراکنده‌ در سطح زمین دارند.

شکل شماره: جریان مواد و انرژی در سیستم ژئومورفیک. مرزهای سیستم شامل انترفاس بین سطوح آبها، هوا و ژئویید است.  انرژی به صورت تابش خورشیدی، انرژی چرخشی و گرمای رادیوژنیک وارد سیستم می‌شود. نرخ انرژی تابشی زیر قرمز خروجی‌ تمامی انرژی ورودی را موازنه می‌کند. مواد از طریق بالاآمدگی تکتونیکی وارد سیستم و به وسیله فرونشینی تکتونیکی و فرسایش‌ از آن خارج می‌شود.مقادیر ناچیزی از ماده به صورت شهاب‌سنگها وارد و به صورت هیدروژن مولکولی خارج می‌شود.

انرژی خورشیدی

هدف اصلی ژئومورفولوژی، فهم این مسئله است که چگونه‌ انرژی فوق العاده زیاد و اما پراکنده تابش خورشیدی به اعمال‌ مکانیکی تبدیل و مناظر ناهمواری زمین را شکل می‌دهد.

می‌توان‌ این فرآیند را در قالب یک‌"ماشین ژئوموفولوژی‌"متصور شد که در آن یک موتور بخار به وسیله انرژی خورشیدی کار می‌کند و حاوی چند پروانه،اره،آسیاب و فواره هیدرولیکی برای فرسایش‌ مناظر ناهمواری زمین است.

مهمتر از این آن‌که،گرمای خورشیدی‌ دامنه گرمای سطح سیاره ما را در حدی نگه می‌دارد که در آن آب به‌ طور طبیعی در حالات جامد، مایع و گاز قرار می‌گیرد.از یک جهت‌ ما به‌طور طبیعی در درون دیگ جوشان و دستگاه سردکننده ماشین‌ (قیاس با طبیعت در مورد تبخیر و بارندگی) تا این‌که شاهد تبدیل‌ مکانیکی نهائی انرژی خورشیدی باشیم. 

انرژی تابشی رسیده به سطحی از زمین در فاصله متوسط دار خورشید حدود 2 کالری‌16بر سانتی‌متر مربع در دقیقه است که این‌ مقدار"ثابت خورشیدی‌ " نامیده می‌شود.چون زمین انرژی معادل‌ ثابت خورشیدی را در یک مقطع قائم(دایره عظیمه) بر آن دریافت‌ می‌کند به علت کروی‌شکل بودن، مقدار متوسط انرژی ورودی در آتمسفر فوقانی حدود 4/1 ثابت خورشیدی است(سطح کره 4 برابر سطح دایره عظیمه است

علاوه بر انعکاس حدود 3/1 انرژی رسیده از خورشید،جو زمین برای طول موجهای معینی که از خورشید می‌رسند به‌عنوان‌ صافی عمل می‌کند. جذب شدید اشعه زیر قرمز به وسیله بخار آب‌ و دی‌اکسید کربن (CO2) در جو پایین موجب گرم شدن هوا می‌شود.

یکی از توازن برجسته در طبیعت این است که زمین به‌ وسیله خورشید تا دمائی گرم می‌شود که در آن دما، قسمتی از انرژی‌ دوباره در طول‌ موج های‌"دریچه تشعشی‌" از جو خارج می‌شود. دمای متوسط زمین که حدود 15 درجه سانتی‌گراد می‌باشد نتیجه‌ بیلان شدت و طول موج های تشعشع ورودی و خروجی است.در طول‌ مدت زمانی که جو زمین ترکیب فعلی خود را داشته،دمای میانگین‌ سطح نتوانسته است بیش از چند درجه محدود نوسان داشته باشد؛

گرادیان های حرارتی کره زمین  

انرژی خورشید به‌طور نامساوی به وسیله جو پایین،هیدروسفر و لیتوسفر جذب و منعکس می‌شود.نتیجه این امر ایجاد گرادیانهای‌ گرمائی پیچیده‌ای است که موجب پیدایش جریانات جوی و اقیانوسی‌ و ایجاد نواحی آب‌وهوائی بر روی سطح زمین می‌شوند.از آنجا که آب‌وهوا یکی از جنبه‌های با اهمیت فرآیندهای ژئومورفیکی‌ (مورفوکلیماتیک در ژئومورفولوژی اقلیمی) است،گرادیانهای‌ انرژی گرمائی اصلی به بحث خاصی نیاز دارند.

گرادیان عرض جغرافیائی

به دلایل چندی مانند بالا بودن زاویه تابش، وجود سطوح‌ اقیانوسی وسیع، جو مرطوب یا پوشش ابری و بزرگ بودن سطح‌ بین مدارهای متوالی در حوالی استوا (تقریبا"40 درصد از سطح‌ زمین در منطقه بین‌المدارین قرار دارند) بیشترین مقدار انرژی‌ خورشیدی در منطقه بین المدارین جذب می‌شود و میزان انرژی ورودی‌ بیش از خروجی است؛

نواحی قطبی از کل انرژی خورشیدی مقدار ناچیزی دریافت‌ می‌کنند و در اکثر ایام سال مقدار انرژی ورودی خیلی کمتر از خروجی‌ است. تنها برای مدتی بیش از یک ماه در نیمه تابستان هنگامی که‌ خورشید پیوسته می‌تابد، انرژی رسیده به نواحی قطبی در هر روز حتی بیشتر از انرژی دریافتی مناطق مداری است؛

گرادیان ارتفاعی

جو زمین در مقابل تابش خورشیدی با طول‌ موج های نور مرئی‌ و نزدیک به زیر قرمز، شفاف ولی در مقابل طول ‌موج های معینی از طول ‌موج بلند زیر قرمز تشعشع زمینی، فوق العاده جاذب است. بنابراین هوا از قسمت زیرین خود گرم می‌شود و"افت حرارتی‌ نرمال‌  با نرخی در حدود 4/6 درجه سانتی‌گراد به ازای هر 1000 متر ارتفاع در حین صعود از سطح دریا ثبت می‌گردد.

ارتفاع‌ خط برف محلی از 6000  متر در کمربندهای خشک جنب‌مداری تا سطح دریا(صفرمتر) در نواحی قطبی در تغییر است. در نزدیکی‌ خط استوا، ارتفاع خط برف به علت ابرآلودگی و بارندگی زیاد نسبت به کمربند شفاف و خشک‌مداری تا 5000 متری کاهش می‌یابد.

درکوهستانهای مرتفع وجود  ذخائر یخچالی در سرچشمه رودخانه‌ها، قدرت فرسایشی رودها را 4 تا 25 بار افزایش می‌دهد. بنابراین‌ ارتفاع به تنهائی می‌تواند عامل قدرتمندی در تعیین درجهء تأثیر و حتی نوع فرآیندهای ژئومورفیکی که بر روی ناهمواریا عمل می‌کنند، باشد.اگرچه قلل کوههای سرد هستند ولی همیشه برای از دست دادن‌ زیاد انرژی مساعد نیستند.به علت شفافیت هوا،نبودن موانع‌ ابری،پایین بودن کدورت‌ و گردوغبار جوی،شدت انرژی‌ رسیده به یک سطح کوهستانی بیشتر از سطح دریاست ولی تشعشع‌ انرژی هم سریع است و موجب بالا رفتن دامنه گرمای روزانه(روز و شب)می‌گردد.همچنین سیکل های ذوب و انجماد آب نیز در قلل کوههای فراوان و شدید هستند.

گرادیان فصلی‌ و تناقض خشکی-دریا

بسیاری از فرآیندهای ژئومورفیکی مستقیما با تغییرات فصلی‌ اقلیم در ارتباط هستند.در مناطق‌مداری که تنها تغییرات باران‌ موجب پیدایش فصول است، تناوب فصلی باران های سیل‌آسا و خشکی های ممتد، منظره ناهمواری معین ساوان را به وجود می‌آورد.

اشکال ناهمواری بیابان های مجاور مداری با ریزش باران های سیل‌آسا و طغیانهای اتفاقی و وزش بادهای شدید شکل می‌یابند.

نواحی‌ توندرا، دامنه‌های ملایمی دارند که به وسیله خزش خاک‌ و جریان‌ زمین‌ ناشی از ذوب فصلی لایه سطحی اشباع از آب که به‌طور مداوم بر روی لایه یخ‌زده زیرین فشار می‌آورد، تشکیل می‌شوند. اقلیم که فرآیندهای ژئومورفیکی را کنترل می‌کند،آنچنان شکل‌ معینی به مناظر ناهمواری های سطح زمین می‌دهد که نواحی اقلیمی‌ می‌توانند جهت ایجاد دیدگاهی تازه‌ (ژئومورفولوژی اقلیمی) در ژئومورفولوژی سیستماتیک،مورد استفاده قرار گیرند. 

از موارد همراه تغییرات فصلی اقلیمی، تناقض و گرادیان حرارتی‌ بین خشکی و دریاست، اقالیم دریائی به وسیله کمی اختلاف دمای‌ متوسط روزانه و فصلی خود مشخص می‌شوند.در درون قاره‌ها، اختلاف دما شدید است ولی شدیدترین آن در بیابان های نواحی‌ مداری نیست بلکه در مراکز درون ‌قاره‌ای عرض های جغرافیائی بالا است. بزرگترین دامنه تغییرات دمای میانگین سالیانه در سطح زمین‌ حدود 62 درجه در سیبری است. 

در عوض، دامنه‌ تغییرات دمای سالیانه و روزانه در جزایر کوچک نواحی‌مداری فقط 3 درجه است و تغییری در فرآیندهای ژئومورفیکی ایجاد نمی‌کند. به رغم دمای معتدل، فراوانی رطوبت در اقالیم دریائی موجب‌ تقویت هوازدگی شیمیائی می‌شود و در نواحی دریائی سرد نیز به‌ نظر می‌آید که یخچال از سیمای ژئومورفیکی مهم در کوهستانها و فلاتها باشد؛

سیکل هیدرولوژیک به‌طور ایده‌آل یک‌ سیستم باز با حالت پایدار دینامیکی است.

میزان انرژی‌ ورودی سیستم مساوی با انرژی خروجی است و با اندکی استثناء مقدار آب در سیستم ثابت است.مخازن آبی کره‌زمین برحسب اهمیت‌ عبارتند از: اقیانوسها،  یخچالها، آب های زیرزمینی، دریاچه‌ها و رودخانه‌ها، آتمسفر،بیوماس‌ یا تمامی مواد جاندار. حداقل در چند میلیون سال اخیر مقدار آب موجود در سطح یا نزدیک به سطح زمین، ثابت بوده است.تنها یک مقدار ناچیزی از آب جدید ممکن است‌ به‌طور سالانه از طریق تقطیر بخار گازهای آتشفشانی اضافه شود و به همان اندازه هم امکان دارد مقدار آب از طریق تجزیه فتوشیمیک‌  بخار آب توسط تابش خورشیدی، اتلاف شود.

یخچال ها نیز مقادیر زیادی از آب را با برداشت موقت از سیکل‌ آب،در خشکیها ذخیره می‌کنند.در 2 میلیون سال اخیر کلاهک های یخی قاره‌ای چندین‌بار توسعه‌یافته و دوباره ذوب شده‌اند و هر با سیکل هیدرولوژیک را موقتا"منقلب ساخته‌اند.به هنگام‌ حد اکثر گسترش، حجم یخچالها 3 بار بیشتر از حجم فعلی یخجال‌های‌ فعلی بوده و سطح دریاها حدود 140 متر پایین‌تر از سطح فعلی‌ بوده و بیشتر فلات قاره دریاها را آشکار‌ساخته است.

تمامی این جنبه‌های سیکل آب به ژئومورفولوژی مربوط می‌گردد ولی به یک جنبه خاص آن می‌بایستی تأکید شود.ارتفاع متوسط قاره‌ها حدود 823 متر از سطح دریاهای آزاد است.

سیکل هیدرولوژیک به‌عنوان یک سیستم باز و تبادل آب در مخازن آب طرف دریاها جریان یابند، نیروی مکانیکی بالقوه این سیستم قابل‌ محاسبه است.به‌طور بالقوه این آبها حدود 109x9  کیلووات‌ نیرو تولید می‌کند. اگر این انرژی برای فرسایش سطح زمین به کار رود، با کار شبانه‌روزی یک رأس اسب برای شخم یک قطعه زمین سه آکری‌ به مدت یک سال، قابل محاسبه است. البته، قسمت زیادی از این‌ انرژی بالقوه جریان آب از طریق گرمای اصطکاک ناشی از جریان‌ آشفته و پرش آب، تلف می‌شود."ماشین ژئومورفولوژی‌" کارآیی‌ معین اما کمتری دارد و آن فرسایش و حمل مواد سنگی از قاره‌ها به‌ سوی اقیانوس هاست.

به‌طور کلی،نیروی ثقل برآیند نیروی جاذبه، نیروی گریز از مرکز و سایر نیروهای کوچک کاهنده است.سطح ژئویید(به‌عنوان‌ مرزی در سیستم ژئومورفیک) کاملا"به وسیله نیروی جاذبه و دیگر نیروهای حاصله از حرکت دورانی کنترل می‌شود.

در حقیقت‌ بستر یک رود بزرگ مانند هر خطی بر روی سطح ژئویید،یک نیمرخ‌ طولی محدب دارد.به‌عنوان مثال رودخانه می‌سی‌سی‌پی یک قوس‌ محدب نصف النهاری 15 درجه‌ای را روبه جنوب طی می‌کند که‌ مصب آن به علت شکل کروی فشرده زمین واقعا"چند کیلومتر(نسبت‌ به مرکز زمین) بلندتر از سرچشمه آن است.این توجه خیالی اما حقیقی در بیشتر تفکرات ژئومورفیکی به آسانی فراموش می‌شود ولی حد اقل یکبار می‌بایستی ذکر شود که کلماتی مانند بالا، پایین، اففی و تراز در مفهوم حقیقی خود قابل بررسی هستند. 

تمامی آب هائی که به صورت باران و برف بر 29 درصد از سطح‌ کره زمین ریزش می‌کنند، به وسیله نیروی ثقل از ارتفاعات به‌ سوی اقیانوس ها جریان می‌یابند.بنابراین هر قطره‌ای که بر روی زمین روان می‌شود دارای انرژی پتانسیل است که مقدار آن با جرم و ارتفاع از سطح مبنائی است که به آن منتهی‌ می‌گردد.

محلهای محدودی که در آنها سطح خشکی کاملا"در زیر سطح تراز دریا قرار دارند(مانند دره مرگ‌ در کالیفرنیا 86-متر و دریای مرده‌39048-متر و بقیه) استثنائاتی‌ بر این قانون هستند که سطح دریاها حد پایانی جریان آبها از حوضه‌ها می‌باشند.

تمایل آب ها به سوی سراشیبی تحت تأثیر نیروی ثقل، علت‌ اصلی پیدایش اکثر ناهمواریهای فرسایشی‌ است. اجزای سنگی‌ نیز مشابه قطرات باران به وسیله نیروی ثقل به صورت‌"حرکت‌ مواد دامنه‌ای‌" در شکلهای مختلف بر روی شیب دامنه حرکت‌ و به سوی مرکز زمین کشیده می‌شوند.

سهم کوچک نیروهای دورانی در میدان ثقل بزرگ زمین، ممکن است به طرقی به عمل دیاستروفیسم تأثیر بگذارد. در این زمنیه یک همبستگی مثبت بین فراوانی زلزله، ولکانیسم و سرجنبانی محور چرخشی زمین گزارش شده‌ است.

انرژی کشندی یک عامل مهم در انجام فرآیندهای ساحلی‌ است و برای بیشتر اهداف مورد نظر این نیروها در محیط دریائی مطالعه شده‌اند. 

در خشکی ها نیر کشندها با دوره‌ای منظم‌تر و با شدتی‌ کمتر از اقیانوسها، به وسیله دستگاه های حساس ثقل‌سنج‌ و تنش‌سنج‌ قابل اندازه‌گیری  است. به هنگام کشندها سنگ های‌ پوسته به‌طور پیوسته ولی جزئی، نرم و شکل‌پذیر می‌شوند.

نقش جاذبه‌ای ماه به‌عنوان یک فرآیند ژئومورفیک(به‌ استثنای کشندهای شدید در هیدروسفر)خوب شناخته نشده‌ است.اصطکاک کشندی ماه موجب تقدیم‌ محور زمین و به طور دوره‌ای سبب تغییر شدت اقالیم فصلی می‌شود. یکی از ترکیبات سیکلی طولانی کشندها،برگشت‌6/18 ساله‌"جنبشهای‌ ماه" یعنی تغییر در مدار انتقالی آن است که سبب تغییری‌ حدود 10 درصد در میانگین شدت نیرو های کشند ساز می‌شود. فعالیت آبفشانهای پارک یلواستون‌  امریکا با دوره‌های 6/18 ساله همبسته شده است. همچنین تلاش هائی برای ایجاد همبستگی‌ بین فعالیت آتشفشان و دیاستروفیسم با تغییر شدت نیروهای‌ کشندساز، انجام شده است؛ 

در مقیاس زمان بسیار طولانی، امکان دارد که انحنای‌ تدریجی و آرام سنگ‌های پوسته به وسیله کشندهای خشکی موجبی‌ برای‌ آستانه شکستگی‌  یا شکست در زمین گردد.سیستم‌ درز و ترک در سنگ های جوان سطحی ممکن است با این نیروهای‌ ضعیف اما مداوم از طریق انتشار الگوهای قدیمی‌تر زیرین به‌ بالا، به وجود آید؛

گرمای داخلی زمین: گرادیان ژئوترمال

مشاهدات مستقیم ثابت می‌کنند که اعماق زمین گرمتر از سطوح خارجی آن است.افزایش درجه حرارت برحسب عمق‌ "گرادیان ژئوترمال‌" نامیده می‌شود که در یک گرادیان تیپیک‌ نزدیک به سطح زمین حدود 20 درجه سانتی‌گراد در هر کیلومتر است.گرادیان ژئوترمال در اعماق بیشتر باید شدیدا"کاهش‌ باید وگرنه گوشته زمین نمی‌توانست به صورت جامد رفتار کند و امواج برشی زلزله‌ را انتقال دهد.

یک گرادیان ژئوترمال شدید،آشکارا"برای فرآیندهای‌ آتشفشانی که شامل فعالیت فورانی است با اهمیت می‌باشد.سنگی که در اعماق زمین متبلور و لایه‌ای می‌شود در نهایت از طریق فرسایش‌ مواد سطحی در سطح زمین ظاهر می‌گردد. در واقع از طریق‌ گرادیان ژئوترمال به سطح زمین بالا آمده است.   

پایین بودن درجه حرارت نزدیک به سطح زمین موجب‌ انقباض گرمائی در سنگها می‌شود.

ترک های ناشی از تنش‌های الاستیکی‌ در سنگ ها، حداقل‌ در یک قسمت نتیجه عبور آنها از گرادیان ژئوترمال به بالا است. یک عامل پیچیده‌کننده در این زمینه،گرادیان فشار داخلی‌ زمین است که گرادیان ژئوترمال را خنثی می‌کند.

جریان گرما

شدت فرآیندهای ژئومورفیک در مقایسه با گرادیان گرمای‌ داخلی از طریق جریان انرژی از اعماق به سطح زمین بهتر قابل فهم است. جریان گرما نتیجه گرادیان ژئوترمال و هدایت‌ گرمائی سنگهاست.

آتشفشان ها و چشمه‌های آب گرم 1 تا 10 درصد از کل انرژی‌ داخلی را از طریق کنوکسیون‌ (همرفت)به سطح زمین حمل‌ می‌کنند و بقیه آن به سطح قاره‌ها و کف اقیانوس ها خصوصا"در طول برآمدگی های میان اقیانوس به صورت هدایت گرمائی منتقل‌ می‌شود؛

منابع دیگر برآورد می‌کنند که حدود 1 تا 10 درصد از کل جریان گرمائی به وسیله امواج زلزله آزاد و منتشر می‌شود؛  

جریان گرمای داخلی در مناطق آتشفشانی و کوهزائی‌ بندرت 2 تا 3 بار بیشتر از میانگین کره زمین باشد و درواقع‌ کوچک بودن دامنه مقادیر جریان گرمائی زمین یکی از معماهای‌ ژئوفیزیک است.  

انرژی شبکه‌ای کانی‌ها: یک عامل فرعی مشکل در محاسبه انرژی فرآیندهای ژئومورفیک، وجود شبکه‌های اتمی خیلی منظم در سیستم های تبلور کانی هائی است‌ که در درجه حرارت های بالا در درون زمین متبلور می‌شوند.هنگامی‌ که این کانی ها در معرض هوازدگی خصوصا هیدرولیز قرار می‌گیرند به‌طور عادی با واکنش گرمازا، اشکال جدیدی به‌ وجود می‌آورند که در شرایط سطح زمین خیلی پایدارند.هنگامی که‌ مواد مختلط فرسوده و هوازده در اعماق زیاد در ژئوسنکلینال‌ها مدفون و دوباره متبلور می‌شوند،گرمای داخلی دوباره جذب می‌شود. این فرآیند به دفعات بی‌شماری در تاریخ زمین تکرار شده است.

کاهش انرژی ژئوترمال: در زمان های نسبتا"دور درآیند،منبع انرژی رادیوژنیک‌ برای انجام عمل دیاستروفیسم توسعه خواهد یافت و هنگامی که سطح‌ فرسوده شود، هیچ نیروی داخلی قادر به تجدید آن نخواهد بود. نیم عمر ایزوتوپ های رادیوآکتیوی که انرژی‌زا هستند حدود 109 و 110 سال است به‌طوری که در طول تاریخ زمین‌شناسی تنها یک‌ قسمت از ذخیره انرژی داخلی زمین مصرف شده است.این یک نمونه‌ زمینی دیگر از سیستم انرژی است که به کندی کاهش می‌یابد، اگرچه‌ آن حتی در مقیاس زمان زمین‌شناسی هم محاسبه شود اساسا"در یک‌ حالت پایدار دینامیکی ظاهر می‌شود. 

نکات طلایی از کتاب ژئومورفولوژی نوشته ریچارد چورلی

نکات طلایی از کتاب ژئومورفولوژی تالیف پروفسور ریچارد چورلی  و همکاران

(جلد اول- دیدگاه‌ها)

ترجمه دکتر احمد معتمد انتشارات سمت

گردآوری: سعید رحیمی‌هرآبادی

فصل اول: آشنایی با ژئومورفوژی

مطالعات ژئومورفیک طیف وسیعی از دو نگرش اساسی و مرتبط به هم را در بر می گیرد:

مطالعات ژئومورفولوژی دو نگرش اساسی و مرتبط باهم تاریخی و تجربی را در بر می گیرد، روش تجربی مبتنی بر استقرا و روش تاریخی مبتنی بر قیاس است؛ 

مطالعات تاریخی: بر اساس نشانه های فرسایشی و رسوبی گذشته در سطح زمین که ظاهر آن آشکارا  و به آرامی در طول زمان تغییر یافته است و نشان دهنده تاثیرات اعمال شده اقلیمی و زمین ساختی است.  این نوع اشکال سطحی را پالیمسست (دوباره پاک شده) می نامند.

مطالعات تجربی: (در زمینه فرایندهای متداول معاصر و مواد تشکیل دهنده زمین که مستقیما قابل مشاهده هستند. و بنابراین وجود هر شکل را براساس وضعیت حاکم بر آن شرح می دهد؛

آنچه در نوع مطالعات ثابت شده است این است که بیشتر مسائل و موضوعات مهم ژئومورفیک حاوی هر دو اثر و مفهوم تاریخی و تجربی اند و این یکی از دلایلی است که چرا دیدگاه های مختلف، تفسیرهای گوناگونی را در بسیاری از مسائل ژئومورفیک دارند؛

بیشتر تفسیرهای تجربی به «پیش بینی» گرایش دارد یعنی نتیجه گیری از تاثیرات ایجاد شده بر اثر عوامل سببی و علّی(متغیرهای مستقل)  و تفسیرهای تاریخی بر اساس «گذشته نگری» است یعنی به دست آوردن ترتیب تاریخی وقایعی که در شکل دادن زمین موثر بوده اند.

در ژئومورفولوژی فرایندی هدف فهم فرایندهای فرسایشی و رسوبی است که در تعیین شکل های زمین نقش اساسی دارند باید با فهم مکانیسم عمل و سرعت کار آن ها همراه باشند تا بتوانند نحوه تکاملی آن ها را در گذشته توضیح داده و سیر تکاملی آینده را پیش بینی کنند؛

مهندسان فقط به توصیف شکل زمین و ارزیابی ثبات و تغییرات شکل زمین در کوتاه مدت به دلیل جنبه های کاربردی آن توجه دارند و زمین شناسان تاثیرات واحدهای سنگ شناسی متفاوت را در شکل زمین مطالعه می کنند؛

ژئومورفولوژیست ها بسته به اهداف خود که می تواند توصیف،‌گذشته نگری، ‌پیش بینی و یا هر سه باشد، ‌دیدگاه ها و روش های متفاوتی را در مطالعه زمین به کار می بندند؛

مفاهیم متعددی در ژئومورفولوژی وجود دارندکه مبنای مطالعات شکل های زمین را تشکیل می دهند. این مفاهیم اصلی در چهار واژه‌ی یکنواختی، تکامل، پیچیدگی و سیستم ها خلاصه می شود؛

اصل یکنواختی که براساس آن وضعیت فعلی شکل زمین کلیدی برای گذشته آن است می توان برای تعمیم نتایج به آینده یا گذشته به کار برد به عبارت دیگر روابط اساسی فیزیکی و شیمیایی به طور یکسان در مورد حال، آینده و گذشته به کار می رود؛

نظریه چرخه فرسایشی دیویس به این معناست که روند تغییر اشکال زمین اجتناب ناپذیر، مداوم و برگشت ناپذیر است و توالی منظم مراحل تغییر شکل مجموعه شکل های زمین را از نوجوانی تا بلوغ و پیری به وجود می آورد و در نتیجه ریشه این دیدگاه ناشی از پارادایم ترمودینامیک یعنی از بالاآمدگی تا کاهش ارتفاع در طول زمان است؛     

افزایش همسانی شکل های زمین یا افزایش آنتروپی با جزئیاتی چون پیچیدگی مراحل رسوبگذاری همراه است، مانند اشکال زمین که واکنش های پیچیده ای را نسبت به اوضاع متغیر(اقلیم، سطح اساس و نحوه‌ی استفاده از زمین) نشان می دهند؛‌

شکل زمین جزئی از سیستم بزرگتری است که در بر گیرنده ی شکل های زمین(سیستم های مورفولوژیک) و توده(مواد رسوبی) و جریان های انرژی در چشم اندازهای زمین است. فهم این سیستم بزرگ در گرو شناسایی شکل های منفرد سطح زمین است؛ شکل های منفرد زمین نیز شناخته نمی شوند، مگر این که آنها را جزئی از یک سیستم بزرگتربدانیم که آن نیز خود رو به حالت تعادل دارد؛

1-  سیستم‌های ژئومورفیک

ساختمان سیستم‌ها

سیستم ژئومورفیک(سیستم آبرفتی) عبارت از ساختمانی با اثر متقابل فرایندها و شکل‌های زمین است که به طور مجزا یا مشترک عمل می‌کند مانند جریان رودخانه‌ای و مجموعه ای از واحدهای شکلی زمین را ایجاد می‌کند؛

سیستم‌های آبرفتی از سه منطقه حوضه زهکشی(محل پیدایش مواد رسوبی) با عوامل کنترل کننده بخش بالایی رودخانه شامل اقلیم و دیاستروفیسم، انتقال و رسوب‌گذاری با عوامل کنترل کننده بخش پایینی رودخانه شامل سطح اساس و دیاستروفیسم تشکیل می‌شود وبه رغم این که ذخیره، فرسایش و انتقال رسوب ها در هر سه منطقه انجام می شود اما در هریک از سه منطقه معمولا یکی از فرایندها بیشتر صورت می گیرد؛

هر منطقه متشکل از دو بخش اساسی است: (1) سیستم مورفولوژیک (شکل های زمین که هر منطقه را تشکیل می دهد) و (2) سیستم جریانی انرژی (انرژی و موادی که از منطقه عبور می کند). این موضوع بیان می کند که پیوستگی و ارتباط متقابلی میان این دو بخش وجود دارد. به طوری که توصیف سیستم مورفولوژیک بدون توجه به سیستم جریانی ارزش کمی خواهد داشت؛

در سیستم های ژئومورفیک، زمان، ‌ناهمواری اولیه، زمین شناسی و اقلیم متغیرهای مستقل و اصلی هستند که پیشرفت تکامل فرسایشی چشم انداز خشکی و هیدرولوژیکی تاثیر می گذارند. نوع پوشش گیاهی و تراکم این پوشش به لیتولوژی و اقلیم بستگی دارد.

تغییرپذیری سیستم های آبرفتی را تحت تاثیر سه عامل کنترل کننده دوره یا زمان، ناهمواری و اقلیم خلاصه می کنند؛

تغییرپذیری سیستم آبرفتی  از سیستم مورفولوژیک شامل تراکم زهکشی بالا و کم، شیب دامنه ای و جریان و سیستم جریان انرژی شامل تخلیه آبی، منحنی تخلیه و جریان پایه ای در حوضه های زهکشی جوان و پیر تشکیل می شود؛

واکنش های شکل زمین را می توان بر حسب حساسیت(نسبت بین زمان برگشت به دوره آرامش) اندازه گیری کرد که واکنشی است که به تغییر شدت درونداد فرایند است؛

محدوده‌ای که یک ژئومورفولوژیست باید درآن برای فهم منشا شکل‌های زمین به مطالعه‌ی فرایندها دست بزند، بیشتر تابع دوره‌های آرامش سیستم ژئومورفولوژیک مرتبط با آن است؛

زمان بازیابی،‌ زمان لازم برای بازگشت به حالت اولیه یک پدیده فرسایشی(عریض شدن آبراهه و آبکند روی دامنه) است که بر اثر یک فرایند  مجزا و قوی ایجاد می شود؛

سرعت بازیابی بالا نشان دهنده تعادل زمانی قابل ملاحظه‌ای است و بالعکس بازیابی پایین در اشکال زمین نشان از حوادث ناگوار و بسیار شدید است؛

دیدگاه پالیمسستیک در مورد سیستم شکل زمین بر این اساس است که هر سیستم متشکل از مجموعه‌ای منظم از زیر سیستم‌هایی است که هر یک حساسیت  و زمان های بازیابی متفاوتی دارد و کل سیستم در معرض تغییرات زمانی درون داد(فرایند) است؛

میزانی که با آن وضعیت داخلی یا برونداد سیستم نسبت به درون داد آن تنظیم و تعادل می شود، معیار تعادل سیستم می نامند؛

تغییرات میانداد  بر اثر فرایند پس خورند در درون داد تاثیر می گذارد؛

لوشاتلیه اصل هموستازی(تعادل همگنی)، خود تنظیمی یا «پس خورند منفی» را مطرح کرد: هر تغییری که بر اثر عوامل حاکم بر تعادل سیستم شیمیایی ترمودینامیکی ایجاد می شود، باعث تغییر جبرانی در همان عامل در جهت مخالف تغییر نخستین آن می شود، به نحوی که اثر این تغییر متوقف و جذب شود؛ 

گیلبرت مفهوم پس خورند‌منفی را برای بیان وضعیت درجه بندی شده‌ای به کار‌گرفت که یک رودخانه تا جایی که می‌تواند باری را جابه جا می کند؛ اما اگر مقدار بیرونی تخلیه بار تغییر نکند رودخانه در زمانی کوتاه نه فرسایش می یابد و نه رسوب می کند. بدین ترتیب  جریان درجه بندی شده بین فرسایش، جابه جایی، ‌رسوبگذاری و خراشیدگی در همه بخش های جریانی خود تعادل ایجاد می کند تا نیمرخ تعادل خود را ترسیم کند؛

وضعیت درجه بندی شده و سیستم آبرفتی لازم و ملزوم یکدیگرند؛ 

پس خورند مثبت هنگامی رخ می دهد که تغییر در درونداد بر اثر عملکرد زیاد شود، اما چنین حالتی تنها در مقیاس زمانی و مکانی محدودی وجود دارد. به عنوان نمونه افزایش بارندگی سبب افزایش جریان های سطحی و افزایش جابه جایی خاکهای سطحی زمین می شود و سپس به لایه زیرین و نفوذپذیری می شود. این شرایط سبب فرسایش خاک خواهد شد.

برونداد سیستم ژئومورفیک به دو صورت تبیین می شود با نسبت توده تخلیه شده و با انرژی صرف شده  در تغییر شکل آن؛ این موضوع حالت تعادل را بیان می کند؛

انواع تعادل در ژئومورفولوژی:

تعادل‌ایستا؛ وقتی که یک سیستم در حالت تعادل ایستا قرار دارد، به این معناست که در طی یک دوره‌ی زمانی، هیچ گونه تغییرپذیری در آن روی نمی دهد. 

تعادل با ثبات و پایا؛ این نوع تعادل بعد از یک اختلال مختصر تمایل به برگشت به وضع سابق دارد و در زمانی که یک سیستم به طور دائم و همیشگی حول یک تعادل میانگین در نوسان باشد، این نوع تعادل تعریف می شود.  

تعادل ناپایدار(پایاسازی): وقتی روی می دهد که یک آشفتگی کوچکی در درون یک سیستم ژئومورفیک روی می دهد و سپس به سمت  یک تعادل و پایاسازی جدید  حرکت می کند.

تعادل فراپایدار؛ تعادل فراپایدار زمانی روی می دهد که یک سیستم با آستانه هایی داخلی و بیرونی روبرو می شود و در نتیجه آن را با  حالت جدیدی حاکمیت فرایندهای ژئومورفیک روبرو می کند. 

تعادل یکنواخت لحظه‌ای؛ این نوع تعادل پیرامون مقدار متوسط ثابتی در نوسان است که یا ناشی از عمل متقابل چرخه های پسخوراند در سیستم است و یا بر اثر«تصرف» سیستمی پیچیده است. از این رو این تعادل  به طور دائمی در حالت میانگین، دارای نوسان است. برای مثال در این نوع تعادل یک سیستم رودخانه ای با استفاده از جریان انرژی مورد نیاز برای حمل رسوبات، شیب بستر خود را به طور دائم به  منظور رسیدن به حالت تعادل تغییر می دهد.

تعادل ترمودینامیکی؛ در این نوع تعادل برخی سیستم های ژئومورفیک گرایش به حالت حداکثر آنتروپی دارند. مانند گرایش یک سیستم کوهستانی به سمت حالت دشتگون که در طی اثرات بالاآمدگی تکتونیکی دراز مدت به وجود می آید.، به عبارت دیگر یک سیستم کوهستانی در رسیدن به حالت تعادل خود گرایش به حالت حداکثر خود یعنی حالت دشتگون دارد. در مجموع این نوع تعادل، بیشتر متاثر از دیدگاه دیویسی است، زیرا تنها بر تحلیل فرم های ارضی تاکید دارد.      

تعادل دینامیکی: به عنوان نوسانات متعادل پیرامون یک میانگین در نظر گرفته می شود که در جهت مشخص و قطعی تغییر می کنند و موقعیتی است که نوسانات پیرامون اندازه ای  متوسط قرار دارد که خود پیوسته در طول زمان تغییر می کند. این عمل نتیجه‌ی تغییرات کنترل شده‌ی خارجی(تغییرات اقلیمی) در مقدار واردات(افزایش رواناب در دامنه ها، تخلیه رودخانه ها، سرعت باد...) است. بنابراین تعادل دینامیکی را مترادف با تعادل متوسط متغیر می دانند. 

تعادل شبه‌پایدار؛ این نوع تعادل به اثر آستانه‌ها در روند سیستم اشاره دارد. به این صورت که اگر تعال دینامیکی با یک آستانه برخورد کند حالت سیستم تغییر می کند و نوسانات سیستم، حول میانگین جدید به وجود خواهد آمد.  اساسا تحول فرایندهای ژئومورفولوژیک و سیستم های شکل‌زایی به ویژه در دوران کواترنر از این دیدگاه قابل بررسی است. بنابراین می‌توان گفت فرایندهای ژئومورفولوژیک با آستانه های ژئومورفیک در ارتباط قرار دارد.  

پاسخ های پیچیده و آستانه‌ها  

ارتباط پیچیده بین بخش های مختلف سیستم های ژئومورفیک ایجاب می کند که تغییر اعمال شده بیرونی، با گذشت زمان های طولانی در تمام سیستم به صورت پیچیده پخش شود؛   

مقیاس‌های ژئومورفیک

مقیاس زمانی و مقیاس مکانی  

اهمیت طرح مسئله مقیاس‌ها در مطالعات ژئومرفولوژیک این است که در تجزیه و تحلیل سطوح زمین با مقیاس‌های مختلف که بر اساس اهداف و توانایی‌های ما طرح ریزی می‌شود، مسائل مختلفی در رابطه با ژئومورفولوژی شناخته می‌شود، توضیحات گوناگونی مناسبت دارند؛  سطوح متفاوتی از تعمیم نیاز است، متغیرهای متفاوتی غالبند و نقش‌های مختلفی برای سبب و اثر تعیین می شود.  یکی از موارد حائز اهمیت در این میان،  در نتایج بدست آمده از مطالعات در یک مقیاس مشخص است که الزاما در مقیاس دیگر کاربرد ندارد؛

استفاده از روش‌های طبقه بندی، ژئومورفولوژیست‌ها را به قرار دادن پدیده‌های ژئومورفولوژی در طبقه‌های ویژه هدایت می‌کند تا بتوان از این طریق، اطلاعات مبنایی بیشتری درباره آنها  به دست آورد. طبقه بندی بر طبق مقیاس کاربرد دارد، چون به ما می‌فهماند که چگونگی مبانی تصوری متفاوت در نظریه پردازی ژئومرفولوژیک وابسته به ارزش مقیاس های مختلف است؛

زمان چرخه‌ای؛ در برگیرنده زمان‌بندی‌های طولانی زمین شناختی در مقیاس زمانی میلیون‌ها سال می‌شود و اساسا برای بررسی مناطقی وسیع با تغییرات آرام و تجمعی مناسب است. از جمله پدیده‌های ژئومورفولوژیک که در این مقیاس زمانی شکل می گیرد شامل: فعالیت های آتشفشانی یا تغییرات سطح؛ زمین شناسی یا جنس‌سنگ و ساختمان زمین، مطالعه عنصر اقلیم که بر مقدار آب جاری در سطح زمین و نوع پوشش‌گیاهی و تراکم آن اثرگذار است، ناهمواری موجود در زمان معین، دبی رودخانه، و رواناب دامنه، شکل شبکه زهکشی، شکل دامنه های فرسایشی تپه و مقدار کل تخلیه آب و رسوب از یک منطقه وسیع، از جمله متغیرهای وابسته به آن هستند؛

زمان درجه‌بندی شده؛ این مقیاس در مناطق کوچکتر مانند دامنه‌های تپه و یا  شاخه‌های یک رودخانه را در بر می‌گیرد که تحت تاثیر متغیرهای زمین شناسی یا تغییرات اقلیمی باعث شکل گیری ناپایداری های دامنه‌ای یا تغییرات مورفولوژیکی یک رودخانه می شود. این نوع  مقیاس زمانی در محدوده مقیاسی متوسط و تغییرات و فرایندهای ژئومورفولوژیک نظیر فرونشست ها و بالا آمدگی‌های  ناحیه‌ای جای می گیرد ودر ارتباط با مقیاس مکانی متوسط قراردارد.     

زمان یکنواخت؛ مقیاس زمانی کوچک و دوره‌های کوتاه در این رده جای می گیرد. با توجه این که پدیده تغییرات در سیستم‌های ژئومورفیک نیازمند دوره‌های طولانی است. لذا مقیاس زمانی یکنواخت در دوره زمانی کوتاه ‌مدت و مقیاس مکانی کوچک قرار می‌گیرد که از تغییرات محسوسی برخوردار نیست. به عنوان مثال در مطالعات رودخانه‌ای می تواند در بخش کوچکی از یک رودخانه را شامل شود که تنها پدیده‌ی وابسته به این مقیاس، تخلیه آب و رسوب است؛   

ب- مقیاس مکانی    

مقیاس‌های مکانی بر ویژگی های داخلی ساختمانی و فرایندی اشاره دارد که رنگ و بوی خاصی به کار ژئومورفیک می بخشد. در مقیاس‌های مختلف مکانی متغیرهای مختلفی غالبند؛ سطوح متفاوتی از تعمیم به کار گرفته می‌شود و حتی مسائل مختلفی شناخته می‌شود. چرا که روند تغییرات در همه مقیاس های مکانی می توان به وجود بیاید که از یک مکعب به ابعاد سانتی متری تا کل محدوده کره زمین را شامل شود. در اغلب کارهای کلاسیک، مقیاس مکانی مطلق است. و مدت زمان کوتاهی است نقش پویای مقیاس ها آشکار شده است. به طوری که هر فضایی با نسبت ها و یا با مقیاس دیگری مطرح شود، هویت دیگری پدیدار می شود که دیگر نمی توان از قواعد و اصول مقیاس فعلی آن سخن گفت؛

فصل دوم‌: سیستم‌های تکاملی مورفولوژیک

ژئومورفولوژیست ها شواهد و مدارک مربوط به تغییر و تعادل را از شکل هل و ساختمان های مناظر سطحی زمین به دست می‌آورند؛‌

مورفولوژی سیستم چشم انداز زمین،‌ به طور بالقوه متضمن اطلاعاتی در زمینه تغییرات تعادلی در زمان حال و گذشته است؛‌

سه مدل اصلی مناظر تکاملی زمین عبارتست از مدل های دیویس،  پنک و ال. سی. کینگ؛

نظریه‌ چرخه‌ای فرسایش

از دیدگاه دیویس مفهوم تکامل عبارتست از فرایند تغییر اجتناب ناپذیر، مداوم و برگشت ناپذیری که توالی منظم دگرگونی شکل زمین را به وجود می آورد؛

آنتروپی معیاری است برای میزان انرژی درونی سیستم که از آزاد شدن آن جلوگیری شده است و می تواند روی سیستم کار انجام دهد؛

آنتروپی رفتار توزیع انرژی است و افزون بر تعیین کمیت انرژی، کیفیت انرژی را نیز اندازه گیری می کند و این کیفیت، اندازه گیری  بی نظمی در یک سیستم است. در واقع آنتروپی یک معیار سنجش از بی نظمی در یک سیستم است. شاخص آنتروپی میزان بی نظمی را در محیط نشان می دهد. به طور خلاصه آنتروپی به معنای کمیتی از بی نظمی بین علل و نتایج یا تصمیم گیری ها در موضوع های مختلف مورد بحث است؛ 

حرکت های منفی سطح اساس باعث تجدید جوانی اشکال زمین شده،‌ مناطقی جوان با دامنه هایی تندتر به وجود می آورد؛‌

بی نظمی و بی قاعدگی‌های زهکشی که ناشی از گسترش چندچرخه ای است پدیده اسارت یا تصرف رود را به دنبال دارد؛‌

زمان سنجی در پدیده فرسایش و تخریب در حقیقت بازسازی تحولات شکل های زمین برای منطقه‌ای مشخص در طول زمان است؛

مدل‌های جایگزین چرخه‌ای (پنک و ال. سی. کینگ)

انتقادهای اصلی به مدل دیویسی شامل: پیچیده بودن سیستم های چشم انداز زمین، عدم توجه مفهوم تعادل و فرسایش غیرچرخه ای، تصوری بودن پیش فرض های مربوط به زمان سنجی فرسایش و تخریب پدیده ها؛

در حال حاضر برجستگی و شیب را عوامل منحصر به فرد تعیین کننده شدت فرسایش و نسبت تغییرات شکل زمین نمی دانند و مفاهیم جدید آستانه‌ها و پاسخ های پیچیده سیستم های ژئومورفیک تفاوت های مهمی با اندیشه چرخه ای دارند؛‌

سیستم پنک بر تاثیرات احتمالی ژئومورفیک ناشی از علل دیاستروفیک تاکیدی تازه دارد؛

دیدگاه های پنک در مورد هوازدگی و پسروی دامنه ها در ژئومورفولوژی اهمیت فراوانی دارد؛‌

کینگ مفهوم پدی پلن شدن در مقیاس وسیع مطرح کرد؛

فرضیه های ارگودیسیتی

فرضیه ارگودیک به این مطلب اشاره دارد که در شرایط معین، نمونه برداری مکانی می تواند با نمونه برداری زمانی برابری کند و تغییرتبدیل‌های مکانی- زمانی به عنوان ابزار کار مجاز است در حالی که شکل‌های کمی موجودند که مراحل تغییرات سریع را نشان می‌دهند و همه عوارض مورفومتریک، حالت ارگودیسیته را نشان نمی دهند؛‌

روش ارگودیک بر فرض مقدماتی مسیر انرژی یک سیستم استوار است وبه خودی خود چیزی را اثبات نمی کند؛  

سه دسته اصلی مدل های شبیه سازی عبارتند از مدل های مقیاسی سخت افزاری، قیاسی، مدل های ریاضی؛

متداولترین نوع از مدل های قطعی ژئومورفیک مدلی است که تغییر شکل نیمرخ های دامنه را با در نظر گرفتن فرضیه های مختلف و با توجه به شکل هندسی دامنه اولیه و چگونگی تغییر شکل آن را در بر می گیرد؛   

اشکال تعادلی زمین

تظاهرات تعادلی مهم ژئومورفیک عبارتند از: پایداری آماری(در دسته کردن متغیرهای مورفومتریک)، ارتباط شکل ها و فرایندها، موازنه در طول زمان،‌ موازنه در مکان؛

متداول ترین موازنه های زمانی ژئومورفیک موقعی اتفاق می افتد که تغییرات فرایندها در نهشته های رسوبی تخریب پذیر تاثیرگذارند؛‌

دیدگاه‌های جدید تکاملی

مفهوم آستانه‌های ژئومورفیک حاکی از آن است که تغییراتی در درون سیستم آبرفتی به وقوع می پیوندد که بر اثر عوامل خارجی ایجاد نمی شود،  بلکه ناشی از عوامل لاینفک ژئومورفیک در درون سیستم فرسایشی است؛‌

مطالعات اخیر در مورد آستانه‌ها و پاسخ پیچیده حاکی از آن است که چگونه می توان مدل فرسایش چرخه‌ای دیویس و مدل پایا و یکنواخت گیلبرت را با همدیگر تلفیق کرد و به یک دیدگاه واحد در مورد تکامل اشکال زمین دست یافت؛‌

فصل سوم:  سیستم‌های جریان انرژی

سیستم‌های جریانی انرژی دارای زنجیره‌ای از سیستم‌های فرعی است که ممکن است در درون یا بین آن‌ها جریانی از جرم یا انرژی وجود داشته باشد؛‌

کنش سیستم‌های جریانی انرژی را می‌توان با توجه به سه مدل به هم پیوسته بررسی کرد: مدل های جعبه سفید(مشتمل بر تمامی جزئیات شناخته شده جریان ها با این هدف که بتواند همه جزئیات کنش سیستم را پیش بینی کند،‌ جعبه سیاه(همه کنش های سیستم جریانی انرگی را بدون توجه جزئیات آن‌ها به صورت یک واحد‌کلی در نظر می‌گیرد و جعبه خاکستری(بخش انتخاب شده‌ای از عملکرد سیستم را در نظر می‌گیرد و حد واسط بین دو مدل پیشین است؛

فرایندهای یخچالی، ساحلی و بادی مثال هایی از سیستم های جریانی انرژی محسوب می شوند؛

اساس شناخت تغییرات در شکل های زمین شناسایی و پی بردن به مفهوم مقدار جابه جایی رسوبات از ناحیه ای به ناحیه دیگر است؛