- •Частина перша
- •Передмова наукового редактора
- •Частина перша парадигма та методологія
- •1.1. Базові поняття
- •1.1.1. Пластика і морфологічний код рельєфу
- •1.1.2. Структурна організація земної поверхні
- •1.1.3. Структура рельєфу: внутрішній і зовнішній концентри існування
- •1.2. Флювіальна геоморфосистема
- •1.2.1. Геоморфосистема
- •1.2.2. Просторово-часові відносини у фгмс
- •1.2.3. Простори фгмс
- •1.2.4. Час фгмс
- •Еволюція складним образом співвідноситься із самоорганізацією. На думку автора, еволюція полягає в наступному:
- •1.3. Структури фгмс
- •1.3.1. Топологічна структура
- •1.3.2. Симетрія
- •1.3.3. Асиметрія
- •1.3.4. Топологічна симетрія / асиметрія фгмс
- •1.3.5. Анізотропія фгмс
- •1.3.6. Інваріант
- •1.4. Структурна організація фгмс
- •1.4.1. Первинні структурні елементи
- •1.4.2. Вторинні структурні елементи
- •1.4.3. Третинні структурні елементи
- •1.4.5. Геоморфологічне значення топологічної структури фгмс
- •1.5. Ієрархія флювіальної мережі
- •1.5.1. Мережа тальвегів
- •1.5.2. Ієрархії мережі тальвегів
- •1.5.3. Ієрархія вододілів
- •1.5.4. Лінії перегину схилів
- •1.5.5. Формалізація двовимірних структурних мереж тальвегів
- •1.5.6. Тривимірні мережі фгмс
- •1.5.7. Структурні побудови на тривимірних мережах фгмс
- •1.6. Концепція самоорганізації фгмс
- •1.6.1. Поняття самоорганізації
- •1.6.2. Просторово-структурні відносини
- •1.6.3. Часові відносини
- •1.6.4. Елементи самоорганізації
- •1.6.5. Відносини в елементарних системах
- •1.6.6. Вторинні відносини у фгмс
- •Висновки 1 висновки
1.3.6. Інваріант
Інваріант флювіального рельєфу, можливо, уперше досліджувався саме автором у докторській дисертації 44, котрій передувала серія спеціальних досліджень і їх узагальнення. Було доведено, що структурні мережі рельєфу є інваріантними, бо вони визначаються елементами внутрішньої метрики – тобто такими, що не залежать від просторового положення самого рельєфу, тому зберігаються навіть в умовах наступних деформацій, фрагментування (напр., через розриви та розмивання) тощо.
Автором цієї частини книги разом із однодумцями (С.В. Костріков, М.В. Куценко, О.О. Жемеров та ін.) було уперше доведене вирішальне значення інваріантних ліній у відтворенні похованого рельєфу геологічних пасток субаерального генезису декількох родовищ газу і газоконденсату, бо саме вони були досить детально вивчені свердлуванням і сейсморозвідкою. Було встановлено, що інваріантні мережі прадавнього рельєфу стало відтворюються у будові наступних (тобто більш молодих) геологічних нашарувань, через що зберігається і наслідується загальний вигляд рельєфів різного віку, що складають структурну будову покладу у плані й навіть віддзеркалюються у геологічному розрізі.
Відповідно до цих результатів, поняття інваріанту є перш за все топологічним. Інваріант флювіального рельєфу включає у себе упорядковані (ієрархічні) мережі тальвегів і вододілів, а також лінії перегину схилів, що не утворюють суцільної мережі. Це поняття означає незмінність взаємного розміщення основних (топологічних) елементів з урахуванням їхніх порядків (Інваріантність необхідно використовувати як критерій подібності при моделюванні морфології рельєфу, а також у відтворенні палеорельєфу за його окремими фрагментами, що збереглися. Саме в такому сенсі відтворення рельєфу за будь-якими окремими ознаками означає, врешті-решт, пошук його інваріанта. Порівняння структурних планів, визначення конформності рельєфу (за Г.І. Худяковим) – це теж задачі порівняння інваріантів.
У сучасній світовій літературі термін “інваріант” вживається у розумінні, пов‘язаному перш за все з фракталами, бо останні будуються на інваріантних структурах мережі, що виявляються самоподібними незалежно від потужності. Особливо детально це поняття проаналізовано й математично визначено щодо плоскої флювіальної мережі у роботах західних дослідників 51-64, де аналізу флювіальних мереж надається особливої уваги.
У той же час, дослідження мережі вододілів досі залишається суто «регіональною» темою студій російських і українських вчених, а сукупність мереж тальвегів і вододілів як інваріанта рельєфу (а не окремої мережі) залишається здобутком представників Харківської геоморфологічної школи. Нижче ми розглянемо їх як топологічні структури ФГМС.
1.4. Структурна організація фгмс
1.4.1. Первинні структурні елементи
Первинний елемент рельєфу - точка, тобто ділянка поверхні нескінчено малої площі. Оскільки точка належить деякій поверхні, її необхідно розглядати з найближчим оточенням.
З диференціальної геометрії відомо, що поверхня в найближчому оточенні точки буває одного з трьох видів: еліптична, гіперболічна і параболічна. Вони розрізняються за Гаусовою кривизною. Остання в еліптичних точках позитивна, у гіперболічних - негативна, у параболічних - нульова.
Точки різняться за характером найближчого до них оточення поверхні. У диференціальній геометрії використовують дві ознаки, що характеризують поверхню в оточенні точки: сталість знака кривизни чи його змінність (знакопостійна чи знакоперемінна відповідно) і положення відносно дотичної до даної точки площини (однобічна чи двобічна).
Точка - елементарна одиниця поверхні. Одновидові у згаданих відношеннях точки складають неперервні ланцюжки - лінії на поверхні, кожна з який характеризується своїми властивостями не тільки в геометричному, але і функціональному відношеннях. Відповідно до цих двох ознак, точки бувають всього трьох типів: еліптичного (знакопостійна й однобічна поверхня), гіперболічного (знакоперемінна й двобічна поверхня), параболічного (знакопостійна й двобічна поверхня).
Первинні структурні елементи рельєфу не залежать від його генетичного типу, залишаючись залежними виключно від морфологічної будови.