1.6.3. Часові відносини

Одним з перших В.М. Девіс виділив фази розвитку рельєфу, котрі стосуються ФГМС (хоча, цього поняття тоді не існувало): молодість, зрілість, старість. В.В. Докучаєв, В.Р. Вільямс, С.С. Соболєв досліджували фази саморозвитку яру від вимоїни аж до стадії його перетворення в балку. В останні роки активно вивчаються процеси саморозвитку ґрунтів, ландшафтів у цілому.

Кожна ФГМС проходить свій життєвий цикл за різний фізичний час. Такий цикл може порівнюватися тільки з подібним циклом інших систем, "живучих" у тім же характерному інтервалі часу. Стосовно систем іншого характерного часу процеси в даній системі чи йдуть занадто швидко (наприклад ерозія у водотоці стосовно повільних тектонічних рухів на платформах) чи ж занадто повільно (та ж ерозія стосовно флуктуацій погодних умов).

Таким чином, кожна ФГМС "живе" у власному характерному часі, що залежить від її внутрішніх властивостей. Тому зіставлення явищ повинне вироблятися з урахуванням характерних часів. Наприклад, при вивченні коливань погоди і малих флуктуацій клімату (3-, 11-, 33-літні цикли) можна упевнено вважати, що в системі не відбувається змін, зв'язаних з літогенною основою (тектонікою, рельєфом), у зв'язку з чим тектоніка і рельєф факторами погоди і малих коливань клімату не є. Навпаки, при вивченні багатовікових змін клімату (наприклад, у зв'язку з проблемою зледенінь) їх доцільно зіставляти з тектонічними процесами того ж періоду.

У ФГМС існують і тісно взаємодіють явища з різними характерними часами. Це варто враховувати при моделюванні, зокрема флювіальних процесів, використовуючи критерій власного (чи характерного) часу як підставу для оцінки можливостей взаємодії і комплексоутворення. Процеси різної тривалості, властиві одним і тим же об'єктам і внутрішньо різнорідні, призводять до якісно своєрідних перетворень самих об'єктів. Це означає, що ті самі тіла, розглянуті в різні по тривалості інтервали часу, виступають фактично як різні об'єкти. Звідси випливає, що для фізично строгого виявлення цілісності об'єктів недостатньо визначити сталість властивостей стосовно визначеної ділянки простору. Необхідно визначити інтервал часу, протягом якого на даній ділянці простору виявляються такі сталі властивості.

Сказане свідчить про необхідність при вивченні об'єктів визначати, у який інтервал часу ці об'єкти будуть розглянуті і як ці інтервали співвідносяться з масштабами "життєвих циклів " ФГМС. Такими життєвими циклами будуть час становлення (від зародження до встановлення саморегульованого стану), період повного коливання його основних параметрів (якщо ФГМС знаходиться в автоколивальному режимі), час повернення до рівноважного стану (якщо вона була з нього виведена), час існування (від зародження чи глибокого перетворення). До цих уявлень мусимо вдаватись при характеристиці основних рухів ФГМС.

Структура і функціонування - дві сторони однієї медалі, що набула назву організації. Між структурою і характером взаємозв'язків, а також функціями окремих підсистем і елементів установлюються складні взаємозв'язки, які не можна звести ні до однозначної причинно-наслідкової залежності, ні до незалежності, автономності і паралелізму. Через це, істотно міняється і сам зміст таких понять, як форма, структура, організація, система. З'явилися поняття функціональна система, динамічна система, що свідчать про недостатність колишнього розуміння форми лише як зовнішнього вигляду (пластики) рельєфу.

У природознавстві активно обговорюються питання розбіжності функцій і структур, тобто здатності різних структур виконувати однотипні функції і навпаки. Геоморфологічним прикладом такої багатозначності взаємодій - структурно-функціональної стохастичності – є роль структури в розчленовуванні і зниженні земної поверхні - процесах, що виникають одночасно на одній і тій же території і через дію одних і тих самих факторів. Скажімо, той же самий процес енерго-масопереносу створює різні і прямо протилежні (додатні й від‘ємні) структурні форми замість простого зниження території. Саме структурно-функціональна стохастичність породжує розмаїтість рельєфу і географічного ландшафту взагалі при дуже малій різноманітності, навіть однотипності самих процесів енерго-масопереносу у фізичному сенсі.

З факту глибокого й у той же час різноманітного, неоднозначного (стохастичного) співвідношення структури і функцій систем земної поверхні - і біогенних, і біокосних, і косих (у тому числі рельєфу) - випливає необхідність їхнього сполученого вивчення як частин цілісного явища, що служить серцевиною самоорганізації систем земної поверхні.

У рамках такого підходу необхідно не обмежуватись розглядом структури тільки як інваріанта системи (як це мало місце у попередньому розділі), якщо ми прагнемо пізнати рельєф як "живу" систему в складі географічної оболонки. Виникає необхідність пізнання динамічної сторони форми, розгляду її мінливості й здатності самоорганізації в просторово-часовому аспекті.

ФГМС, що виникають, як зрозуміло, еволюційно, містять у собі різнорідні структурні зрізи у вигляді реліктових, сучасних і прогресивних (зародків майбутніх) форм і структур, що складно переплітаються на земній поверхні і далеко не завжди взаємодіють у тому сенсі, у якому ми розуміємо відносини елементів єдиної системи, тобто не відповідають сучасному динамічному сполученню функцій цих структурних елементів. По суті, так буває не тільки у відношенні реліктових форм рельєфу. Наприклад, автономний елювіальний геохімічний ландшафт обмежено бере участь у формуванні парагенетичних ландшафтних комплексів, що розвиваються у вигляді системи сполучених і зв'язаних єдиним потоком речовини елементарних геохімічних ландшафтів ²³. Ще більш очевидна функціональна і структурна ізольованість різного роду останцевих форм рельєфу, екзотичних скель і ін. Геоморфологічна система часто тільки починає їх асимілювати, поступово включаючи в єдиний процес геоморфогенезу. На рис. 1.6 показаний процес формування ФГМС у часі. Це елементарний приклад самоорганізації.

Оскільки земна поверхня складається з таких обмежено взаємозалежних різночасних елементів, її не можна називати геоморфологічною системою в цілому. Системними властивостями володіють тільки її частини, зв'язані єдністю функціонування (тобто ГМС, зокрема ФГМС). У той же час, відбиваючи сліди минулих геоморфологічних систем, вона є як би "застиглою історією" рельєфу.

У межах тієї частини рельєфу земної поверхні, що представляє власне систему, тому що вона об'єднана процесом енерго-масопереносу, формується і єдина структура. Оскільки механізмом формування структури виступає усе той таки геоморфологічний процес - енерго-масоперенос, точніше, сукупність відповідних потоків, то необхідно звернути увагу на динамічну сторону форми. Мається на увазі та

Рис. 1.6. Формування ФГМС (топологічні часові зрізи). Позначення: 1 - тальвеги; 2 - горизонталі; 3 - контури ФГМС.

обставина, що форма, будучи породженням геоморфологічного процесу, у той же час їм же і керує, бо диференціює, концентрує або розсіює енергію і потоки речовини, спричинюючи появу нових часових "зрізів" форми (див. рис. 1.6).