الجغرافيا الطبيعية

الجغرافيا الطبيعية (وتُعرف أيضًا باسم علم التضاريس ) هي أحد الفروع الرئيسية الثلاثة للجغرافيا . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} وهي فرع من العلوم الطبيعية يُعنى بدراسة العمليات والأنماط في البيئة الطبيعية ، مثل الغلاف الجوي ، والغلاف المائي ، والغلاف الحيوي ، والغلاف الأرضي . ويختلف هذا التركيز عن الجغرافيا البشرية ، التي تُعنى بالبيئة المبنية ، والجغرافيا التقنية ، التي تُعنى باستخدام ودراسة وتطوير أدوات الحصول على المعلومات المكانية وتحليلها وتفسيرها وفهمها. ^{[ 4 ] [ 5 ]} ومع ذلك، تتداخل هذه الفروع الثلاثة بشكل كبير.

يمكن تقسيم الجغرافيا الطبيعية إلى عدة فروع أو مجالات ذات صلة، على النحو التالي:

• يهتم علم شكل الأرض ^{[ 6 ] [ 7 ]} بفهم سطح الأرض والعمليات التي شكلته، سواء في الحاضر أو ​​الماضي. ويتفرع علم شكل الأرض، كمجال، إلى عدة فروع تتناول أشكال الأرض الخاصة ببيئات مختلفة، مثل علم شكل الأرض الصحراوي وعلم شكل الأرض النهري ؛ إلا أن هذه الفروع تتحد في العمليات الأساسية التي تحركها، وهي في الغالب العمليات التكتونية أو المناخية. ويسعى علم شكل الأرض إلى فهم تاريخ شكل الأرض وديناميكياته، والتنبؤ بالتغيرات المستقبلية من خلال الجمع بين الملاحظة الميدانية والتجارب الفيزيائية والنمذجة العددية ( علم قياس شكل الأرض ). وتشكل الدراسات المبكرة في علم شكل الأرض أساس علم التربة، وهو أحد الفرعين الرئيسيين لعلم التربة .

• يهتم علم المياه ^{[ 6 ] [ 7 ]} بشكل أساسي بكميات ونوعية المياه المتحركة والمتراكمة على سطح الأرض وفي التربة والصخور القريبة من السطح، ويتميز بدورة المياه . يشمل هذا المجال المياه في الأنهار والبحيرات والخزانات الجوفية ،وإلى حد ما الأنهار الجليدية ، حيث يدرس العمليات والديناميكيات التي تحدث في هذه المسطحات المائية. لطالما ارتبط علم المياه ارتباطًا وثيقًا بالهندسة ، ولذا فقد طور أساليب بحثية كمية في الغالب؛ ومع ذلك، فإنه يتضمن أيضًا جانبًا من علوم الأرض يتبنى منهج النظم. وكما هو الحال في معظم فروع الجغرافيا الطبيعية، توجد فروع فرعية في علم المياه تدرس مسطحات مائية محددة أو تفاعلاتها مع مجالات أخرى، مثل علم البحيرات وعلم البيئة المائية .
• علم الجليد هو دراسة الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية ، أو بشكل أكثر شيوعًا الغلاف الجليدي أو الجليد والظواهر المتعلقة به. يصنف علم الجليد الصفائح الجليدية ضمن الأنهار الجليدية القارية، والأنهار الجليدية ضمن الأنهار الجليدية الألبية. ورغم تشابه الأبحاث في هذه المجالات مع أبحاث ديناميكيات الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية، إلا أن الأولى تركز عادةً على تفاعل الصفائح الجليدية مع المناخ الحالي، بينما تركز الثانية على تأثير الأنهار الجليدية على البيئة. كما يضم علم الجليد مجموعة واسعة من التخصصات الفرعية التي تدرس العوامل والعمليات المتعلقة بالصفائح الجليدية والأنهار الجليدية، مثلهيدرولوجيا الثلوج وجيولوجيا الأنهار الجليدية .
• علم الجغرافيا الحيوية ^{[ 6 ] [ 7 ]} هو العلم الذي يُعنى بدراسة الأنماط الجغرافية لتوزيع الأنواع والعمليات التي تُؤدي إلى هذه الأنماط. وقد برز علم الجغرافيا الحيوية كمجال للدراسة بفضل أعمال ألفريد راسل والاس . ومع ذلك، قبل أواخر القرن العشرين، كان يُنظر إليه في الغالب على أنه تاريخي في نظرته ووصفي في منهجه. وكانت المحفزات الرئيسية لهذا المجال منذ تأسيسه هي التطور ، وتكتونية الصفائح ، ونظرية جغرافيا الجزر الحيوية. ويمكن تقسيم هذا المجال بشكل عام إلى خمسة فروع رئيسية: جغرافيا الجزر الحيوية ، والجغرافيا الحيوية القديمة، والجغرافيا الوراثية ، والجغرافيا الحيوانية ، والجغرافيا النباتية .
• علم المناخ ^{[ 6 ] [ 7 ]} هو دراسة المناخ ، ويُعرَّف علميًا بأنه متوسط ​​الأحوال الجوية على مدى فترة زمنية طويلة. يدرس علم المناخ طبيعة المناخات المحلية (الميكروية) والعالمية (الماكروية)، والتأثيرات الطبيعية والبشرية عليها. وينقسم هذا المجال أيضًا إلى حد كبير إلى مناخات إقليمية، ودراسة ظواهر أو فترات زمنية محددة، مثل مناخ هطول الأمطار في الأعاصير المدارية، وعلم المناخ القديم .
• يهتم علم جغرافية التربة بتوزيع التربة عبر التضاريس . ويُعدّ هذا التخصص، الذي يقع بين الجغرافيا وعلم التربة، أساسيًا لكلٍّ من الجغرافيا الطبيعية وعلم التربة . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} أما علم التربة فهو دراسة التربة في بيئتها الطبيعية، ويتناول تكوين التربة ، وشكلها ، وتصنيفها . بينما يدرس علم جغرافية التربة التوزيع المكاني للتربة وعلاقته بالتضاريس ، والمناخ (الماء، والهواء، ودرجة الحرارة)، والكائنات الحية الدقيقة في التربة (الكائنات الدقيقة، والنباتات، والحيوانات)، والمواد المعدنية الموجودة فيها ( الدورات البيوجيوكيميائية ).
• علم الجغرافيا القديمة ^{[ 6 ]} هو دراسة متعددة التخصصات تبحث في المواد المحفوظة في السجل الطبقي لتحديد توزيع القارات عبر الزمن الجيولوجي. وتأتي معظم الأدلة على مواقع القارات من الجيولوجيا في صورة أحافير أو مغناطيسية قديمة . وقد أدى استخدام هذه البيانات إلى ظهور أدلة على الانجراف القاري ، وتكتونية الصفائح ، والقارات العظمى . وهذا بدوره دعم نظريات الجغرافيا القديمة مثل دورة ويلسون .
• الجغرافيا الساحلية هي دراسة التفاعل الديناميكي بين المحيط واليابسة، وتشمل الجغرافيا الطبيعية (أي الجيومورفولوجيا الساحلية، والجيولوجيا، وعلم المحيطات) والجغرافيا البشرية للساحل. وتتضمن فهم عمليات التجوية الساحلية ، لا سيما حركة الأمواج، وحركة الرواسب، والتجوية، وكيفية تفاعل الإنسان مع الساحل. وعلى الرغم من أن الجغرافيا الساحلية تركز في أبحاثها بشكل أساسي على الجيومورفولوجيا، إلا أنها لا تقتصر على دراسة التضاريس الساحلية فحسب، بل تتناول أيضاً أسباب وتأثيرات تغير مستوى سطح البحر .
• علم المحيطات ^{[ 6 ]} هو فرع من الجغرافيا الطبيعية يُعنى بدراسة محيطات وبحار الأرض. ويشمل نطاقًا واسعًا من المواضيع، منها الكائنات البحرية وديناميكيات النظم البيئية ( علم المحيطات البيولوجي )؛ والتيارات المحيطية والأمواج وديناميكيات السوائل الجيوفيزيائية ( علم المحيطات الفيزيائي )؛ وتكتونية الصفائح وجيولوجيا قاع البحر ( علم المحيطات الجيولوجي )؛ وتدفقات المواد الكيميائية المختلفة وخصائصها الفيزيائية داخل المحيط وعبر حدوده ( علم المحيطات الكيميائي ). وتعكس هذه المواضيع المتنوعة التخصصات المتعددة التي يدمجها علماء المحيطات لتعزيز فهمنا للمحيط العالمي وعملياته.
• علم العصر الرباعي ^{[ 7 ]} هو مجال دراسة متعدد التخصصات يركز على العصر الرباعي ، الذي يشمل آخر 2.6 مليون سنة. يدرس هذا المجال العصر الجليدي الأخير، والفترة الدافئة بين العصرين الجليديين ، والهولوسين ، مستخدمًا الأدلة غير المباشرة لإعادة بناء البيئات الماضية واستنتاج التغيرات المناخية والبيئية التي حدثت.
• علم بيئة المناظر الطبيعية هو فرع من فروع علم البيئة والجغرافيا، يُعنى بدراسة كيفية تأثير التباين المكاني في المناظر الطبيعية على العمليات البيئية، مثل توزيع وتدفق الطاقة والمواد والأفراد في البيئة (والتي بدورها قد تؤثر على توزيع عناصر المناظر الطبيعية نفسها، كالأسيجة النباتية). وقد حظي هذا المجال بتمويل كبير من الجغرافي الألماني كارل ترول . ويتناول علم بيئة المناظر الطبيعية عادةً المشكلات في سياق تطبيقي شامل. ويكمن الفرق الرئيسي بين الجغرافيا الحيوية وعلم بيئة المناظر الطبيعية في أن الأخير يهتم بكيفية تغير تدفقات الطاقة والمواد وتأثيراتها على المناظر الطبيعية، بينما يهتم الأول بالأنماط المكانية للأنواع والدورات الكيميائية.
• الجيوماتكس هو مجال جمع وتخزين ومعالجة وتقديم المعلومات الجغرافية، أو المعلومات المرجعية المكانية. يشمل الجيوماتكس علم الجيوديسيا (وهو تخصص علمي يتعامل مع قياس وتمثيل الأرض ومجال جاذبيتها والظواهر الجيوديناميكية الأخرى، مثل حركة القشرة الأرضية والمد والجزر المحيطي وحركة القطبين)، ورسم الخرائط ، ونظم المعلومات الجغرافية (GIS) ، والاستشعار عن بعد (وهو الحصول على معلومات عن جسم أو ظاهرة ما، سواء على نطاق قصير أو واسع، باستخدام أجهزة تسجيل أو أجهزة استشعار في الوقت الحقيقي لا تكون على اتصال مادي أو مباشر بالجسم).
• الجغرافيا البيئية فرع من فروع الجغرافيا يُعنى بتحليل الجوانب المكانية للتفاعلات بين الإنسان والعالم الطبيعي. ويربط هذا الفرع بين الجغرافيا البشرية والجغرافيا الطبيعية، ولذا يتطلب فهمًا لديناميكيات الجيولوجيا، والأرصاد الجوية، والهيدرولوجيا، والجغرافيا الحيوية، والجيومورفولوجيا، فضلًا عن كيفية تصور المجتمعات البشرية للبيئة. وقد حظي هذا الفرع سابقًا بمكانة بارزة في البحوث مقارنةً بحالته الراهنة، حيث ربطت نظريات مثل الحتمية البيئية المجتمع بالبيئة. إلا أنه بات اليوم مجالًا لإدارة البيئة أو التأثيرات البشرية.

التصنيف الرئيسي: مجلات الجغرافيا

تُعنى مجلات الجغرافيا الطبيعية وعلوم الأرض بنشر وتوثيق نتائج البحوث التي تُجرى في الجامعات وغيرها من المؤسسات البحثية. تُغطي معظم هذه المجلات مجالًا مُحددًا وتنشر البحوث ضمن هذا المجال؛ وعلى عكس الجغرافيين البشريين، يميل الجغرافيون الطبيعيون إلى النشر في مجلات متعددة التخصصات بدلًا من النشر بشكل أساسي في مجلات الجغرافيا. وعادةً ما تُقدم البحوث في شكل أوراق علمية . بالإضافة إلى ذلك، تُقدم الكتب الدراسية والكتب والمجلات الجغرافية البحوثَ لعامة الناس، مع أنها غالبًا ما تُركز على القضايا البيئية أو المعضلات الثقافية. ومن أمثلة المجلات التي تنشر مقالات من الجغرافيين الطبيعيين: The Professional Geographer ، و Journal of Maps ، و Earth Surface Processes and Landforms ، و Natural Hazards and Earth System Sciences ، و Nature .

منذ نشأة الجغرافيا كعلم خلال العصر الكلاسيكي اليوناني وحتى أواخر القرن التاسع عشر، مع ظهور علم الأنثروبولوجيا الجغرافية (الجغرافيا البشرية)، كانت الجغرافيا علمًا طبيعيًا بحتًا تقريبًا: دراسة المواقع ووصف جميع الأماكن في العالم المعروف آنذاك. ومن أبرز الأمثلة على ذلك العديد من المؤلفات المعروفة خلال هذه الفترة الطويلة، مثل سترابو ( الجغرافيا )، وإراتوستينس ( الجغرافيكا )، وديونيسيوس بيريجيتيس ( بيريجيسيس أويسيومين ) في العصور القديمة. وفي العصر الحديث، تشمل هذه المؤلفات ألكسندر فون هومبولت ( كوزموس ) في القرن التاسع عشر، حيث تُعتبر الجغرافيا علمًا فيزيائيًا وطبيعيًا، وذلك من خلال كتاب " خلاصة الجغرافيا" لمارتن فرنانديز دي إنسيسو من أوائل القرن السادس عشر، الذي أشار لأول مرة إلى العالم الجديد.

خلال القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، أثر جدل نشأ في علم الجيولوجيا، بين مؤيدي جيمس هاتون (الوحدوية) وجورج كوفييه (الكوارثية)، بشكل كبير على مجال الجغرافيا، لأن الجغرافيا في ذلك الوقت كانت علمًا طبيعيًا.

أثّر حدثان تاريخيان في القرن التاسع عشر بشكلٍ كبير على تطور الجغرافيا الطبيعية. أولهما التوسع الاستعماري الأوروبي في آسيا وأفريقيا وأستراليا ، وحتى أمريكا ، بحثًا عن المواد الخام اللازمة للصناعات خلال الثورة الصناعية . وقد شجع هذا التوسع على إنشاء أقسام للجغرافيا في جامعات القوى الاستعمارية، ونشأة وتطور الجمعيات الجغرافية الوطنية، مما أدى إلى ظهور ما أسماه هوراسيو كابيل بتأسيس الجغرافيا مؤسسيًا.

يُعد استكشاف سيبيريا مثالًا على ذلك. ففي منتصف القرن الثامن عشر، أُرسل العديد من الجغرافيين لإجراء مسوحات جغرافية في منطقة سيبيريا القطبية . وكان من بينهم ميخائيل لومونوسوف ، الذي يُعتبر رائد الجغرافيا الروسية. في منتصف خمسينيات القرن الثامن عشر، بدأ لومونوسوف العمل في قسم الجغرافيا بأكاديمية العلوم لإجراء أبحاث في سيبيريا. وقد أثبتوا الأصل العضوي للتربة، ووضعوا قانونًا شاملًا يحكم حركة الجليد، مؤسسين بذلك فرعًا جديدًا من الجغرافيا: علم الجليد . وفي عام 1755، وبمبادرة منه، تأسست جامعة موسكو ، حيث شجع دراسة الجغرافيا وتدريب الجغرافيين. وفي عام 1758، عُيّن مديرًا لقسم الجغرافيا في أكاديمية العلوم، وهو المنصب الذي طوّر من خلاله منهجية عمل للمسح الجغرافي، مسترشدًا بأهم الرحلات الاستكشافية الطويلة والدراسات الجغرافية في روسيا.

تزايدت إسهامات المدرسة الروسية في علم المناخ من خلال تلاميذها. ففي القرن التاسع عشر، برز جغرافيون عظام مثل فاسيلي دوكوتشاييف ، الذي قدم أعمالاً بالغة الأهمية، من بينها "مبدأ التحليل الشامل للإقليم" و" التربة السوداء الروسية ". وفي هذا الأخير، قدم المفهوم الجغرافي للتربة، تمييزاً لها عن مجرد طبقة جيولوجية، وبذلك أسس مجالاً جغرافياً جديداً للدراسة: علم التربة . كما تلقى علم المناخ دفعة قوية من المدرسة الروسية بفضل فلاديمير كوبن ، الذي لا تزال مساهمته الرئيسية، وهي تصنيف المناخ، صالحة حتى اليوم. إلا أن هذا الجغرافي العظيم أسهم أيضاً في علم الجغرافيا القديمة من خلال كتابه "مناخات الماضي الجيولوجي"، الذي يُعتبر رائداً في علم المناخ القديم . ومن بين الجغرافيين الروس الذين قدموا إسهامات جليلة في هذا المجال خلال تلك الفترة: ن. م. سيبيرتسيف ، وبيتر سيميونوف ، وك. د. غلينكا ، ونيوسترايف ، وغيرهم.

أما العملية المهمة الثانية فهي نظرية التطور التي وضعها داروين في منتصف القرن (والتي أثرت بشكل حاسم على عمل فريدريك راتزل ، الذي تلقى تدريباً أكاديمياً كعالم حيوان وكان من أتباع أفكار داروين)، مما شكل دافعاً مهماً في تطور علم الجغرافيا الحيوية.

شهدت الولايات المتحدة حدثًا بارزًا آخر في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين . لم يقتصر إسهام ويليام موريس ديفيس على ترسيخ علم الجغرافيا في بلاده فحسب، بل أحدث ثورة في هذا المجال بتطويره نظرية دورة التعرية ، التي اقترحها نموذجًا للجغرافيا عمومًا، وإن كانت في الواقع نموذجًا للجغرافيا الطبيعية. شرحت نظريته أن الجبال وغيرها من التضاريس تتشكل بفعل عوامل تتجلى بشكل دوري. وأوضح أن الدورة تبدأ بارتفاع التضاريس بفعل العمليات الجيولوجية (التصدع، والنشاط البركاني، والرفع التكتوني، وغيرها). ثم تبدأ عوامل أخرى، كالأنهار والجريان السطحي، بتكوين وديان على شكل حرف V بين الجبال (مرحلة "الشباب"). خلال هذه المرحلة الأولى، يكون التضاريس أكثر انحدارًا ووعورة. ومع مرور الوقت، تستطيع التيارات نحت وديان أوسع ("مرحلة النضج")، ثم تبدأ بالانعطاف، فلا يتبقى سوى تلال شاهقة ("مرحلة الشيخوخة"). في النهاية، ينتهي كل شيء إلى سهل منبسط عند أدنى ارتفاع ممكن (يُسمى "خط الأساس"). وقد أطلق ديفيس على هذا السهل اسم "شبه سهل" (peneplain ). ثم يحدث تجديد النهر ، ويحدث ارتفاع جبلي آخر، وتستمر الدورة.

على الرغم من أن نظرية ديفيس ليست دقيقة تمامًا، إلا أنها كانت ثورية وفريدة من نوعها في عصرها، وساهمت في تحديث وتأسيس فرع الجغرافيا المعروف باسم الجيومورفولوجيا . وقد حفزت آثارها عددًا كبيرًا من الأبحاث في مختلف فروع الجغرافيا الطبيعية. ففي علم الجغرافيا القديمة، قدمت هذه النظرية نموذجًا لفهم تطور المناظر الطبيعية. أما في علم المياه، وعلم الجليد، وعلم المناخ، فقد شهدت هذه النظرية دفعة قوية، إذ أن دراسة العوامل الجغرافية تُشكل المناظر الطبيعية وتؤثر على دوراتها. وقد أدى الجزء الأكبر من أعمال ويليام موريس ديفيس إلى تطوير فرع جديد من الجغرافيا الطبيعية: الجيومورفولوجيا، الذي لم يكن محتواه يختلف سابقًا عن بقية فروع الجغرافيا. وبعد ذلك بوقت قصير، شهد هذا الفرع تطورًا كبيرًا. وقد قدم بعض تلاميذه إسهامات كبيرة في مختلف فروع الجغرافيا الطبيعية، مثل كورتيس ماربوت ، الذي يُعد إرثه القيّم في علم التربة، ومارك جيفرسون ، وإشعيا بومان ، وغيرهم.

• كتاب "الجغرافيا الطبيعية" لـ تي إكس هكسلي، 1878 ، النص الكامل، الجغرافيا الطبيعية لحوض نهر التايمز