Physische Geographie und physikalische Systeme

Als Folge dieser Veränderungen entfernte sich die physische Geographie von der induktiven Darstellung von Umgebungen und ihren Ursprüngen hin zur Analyse physikalischer Systeme und Prozesse. Das Interesse an der Physiographie der Erdoberfläche wurde durch die Erforschung der Funktionsweise der Umwelt ersetzt.Das deutlichste Beispiel für diese Verschiebung kam in der Geomorphologie, die bei weitem die größte Komponente der physischen Geographie war. Das seit mehreren Jahrzehnten vorherrschende Modell wurde von William Morris Davis entwickelt und weit verbreitet, der einen idealisierten normalen Erosionszyklus in gemäßigten Klimaregionen konzipierte, der die Erosionskraft von fließendem Wasser beinhaltete. Seine Anhänger verwendeten Feld- und kartografische Beweise, um Berichte über die Entstehung von Landschaften zu untermauern: Sie konstruierten, was Geographen im Vereinigten Königreich „Denudationschronologien“ nannten.“ Davis erkannte eine Reihe anderer Zyklen außerhalb gemäßigter Klimazonen in Gletscher-, Wüsten-, Periglazial- und Berggebieten sowie in Küsten- und Kalksteingebieten. Jeder dieser getrennten Zyklen hatte seine eigenen charakteristischen Landformen. Aufgrund des langfristigen globalen Klimawandels könnten sie jedoch die jetzt gemäßigten Gebiete zu verschiedenen Zeiten charakterisiert haben. Für Geomorphologen, die in gemäßigten Regionen arbeiten, konzentrierte sich das besondere Interesse auf das Vorrücken und Zurückziehen von Gletschern während des Pleistozäns (vor etwa 2.600.000 bis 11.700 Jahren). Die Landschaftsinterpretation in vielen dieser Bereiche beinhaltete die Identifizierung des Einflusses von Vereisungen und der Folgen der globalen Erwärmung, in jüngerer Zeit ein Thema von erheblichem wissenschaftlichem Interesse. In den 1950er Jahren war eine Hauptkritik an dieser Arbeit, dass sie auf ungetesteten Annahmen bezüglich landschaftsbildender Prozesse beruhte. Wie erodiert fließendes Wasser Felsen? Nur die Beantwortung solcher Fragen könnte die Entstehung von Landformen erklären, und die Suche nach diesen Antworten erforderte wissenschaftliche Messungen.

Es gab drei weitere Hauptgruppen physischer Geographen, von denen zwei auch stark von den Konzepten der Evolution beeinflusst wurden. Arbeiter in der Biogeographie untersuchten Pflanzen und in geringerem Maße Tiere. Die Geographie der Pflanzen spiegelt Umweltbedingungen wider, insbesondere Klima und Böden; Biogeografische Regionen sind durch diese Bedingungen und ihre floralen Assemblagen gekennzeichnet, die Muster basierend auf Breitengrad und Höhe erzeugen. Es wurde argumentiert, dass sich diese Versammlungen zu größeren Gemeinschaften entwickeln. Unabhängig davon, welche spezifischen Vegetationstypen anfänglich ein Gebiet besetzen, wird der Wettbewerb zwischen Pflanzen um verfügbare Ressourcen dazu führen, dass diejenigen, die für die vorherrschenden Bedingungen am besten geeignet sind, schließlich dominant werden. Solche Bedingungen können sich ändern und ein neuer Zyklus eingeleitet werden, entweder aufgrund kurzfristiger klimatischer Schwankungen oder aufgrund von durch den Menschen verursachten Umweltveränderungen.

Das Studium der Böden oder Pedologie befasste sich mit dem dünnen Mantel aus verwittertem Material auf der Erdoberfläche, der das Pflanzen- und Tierleben erhält. Weltregionen wurden basierend auf den zugrunde liegenden Gesteinen und den operativen physikalischen und chemischen Verwitterungsprozessen identifiziert. Die klimatischen Bedingungen waren wichtige Einflüsse auf die Bodentypen, mit lokalen Variationen, die Unterschiede in den Oberflächenablagerungen und der Topographie widerspiegeln. Wie bei Landschaftsformen und Pflanzengemeinschaften, Es wurde angenommen, dass sich Böden zu einem stabilen Zustand entwickeln, wenn die Verwitterung fortschreitet und charakteristische Bodenprofile für jede Region entstehen.

Schließlich gab es die Klimatologie oder das Studium der wichtigsten Klimasysteme der Welt und der damit verbundenen lokalen Wettermuster in Raum und Zeit. Ein Großteil der Arbeit war beschreibend, Identifizierung wichtiger Klimaregionen und Bezugnahme auf Sonnen- und Erdgeometrie. Andere untersuchten die Erzeugung saisonaler und lokaler Wettermuster durch die Bewegungen von Wettersystemen wie Zyklonen und Antizyklonen.

Diese Ansätze dominierten die physische Geographie bis in die 1960er Jahre, als sie weitgehend ersetzt wurden. Die neuen Programme hatten drei Hauptaspekte: stärkere Betonung der Untersuchung von Prozessen anstelle von Ergebnissen, Annahme analytischer Verfahren zur Messung und Bewertung dieser Prozesse und der damit verbundenen Formen, und Integration der Prozesse in einen Fokus auf gesamte Umweltsysteme. Viele der frühen Änderungen beinhalteten eine detaillierte Messung physikalischer Formen; deduktive Modellierung basierend auf physikalischen Eigenschaften später entwickelt. Ihre Integration in Prozess-Antwort-Modelle beinhaltete eine Neuausrichtung der physischen Geographie, die genauso umfangreich war wie die der Humangeographie. Physikalische Geographen identifizierten sich zunehmend als Umweltwissenschaftler und nutzten die Grundbegriffe der Physik, Chemie und Biologie sowie die Methoden der Mathematik, um das Verständnis der Funktionsweise der Umwelt und ihrer charakteristischen Merkmale zu fördern.

Das Systemkonzept war ein wesentliches Element dieser Änderungen. Klima, Landschaftsformen, Böden sowie Pflanzen- und Tierökologie wurden als miteinander verbunden konzipiert, wobei sich jede auf die andere auswirkt. Die Systeme könnten in Subsysteme mit separaten, aber verknüpften Merkmalen und Prozessen unterteilt werden. Entwässerungsbecken wurden beispielsweise zu wichtigen Untersuchungseinheiten und wurden in die Kanäle unterteilt, entlang derer Wasser transportiert wird, und in die Talhänge, deren Form durch das bewegte Wasser erzeugt wird. Geographen wurden durch die Arbeit einer Reihe amerikanischer Geologen wie Stanley Schumm und Arthur Strahler in die Bedeutung des Studiums von Systemen eingeführt. Das mangelnde Interesse an Zeit und Veränderung — wie in Hartshornes Natur zum Ausdruck gebracht — bedeutete jedoch, dass in den Vereinigten Staaten seit Jahrzehnten wenig an physischer Geographie gearbeitet wurde. Zu den einflussreichen Geographen gehörten der Brite Richard Chorley, der nach seinem Studium bei Strahler in New York an der University of Cambridge lehrte, und George Dury, der in Großbritannien ausgebildet wurde, aber einen Großteil seiner Karriere in Australien und den Vereinigten Staaten verbrachte. Diese Hauptakteure führten das Systemdenken und das Studium von Prozessen in die britische physische Geographie ein, die ab den 1970er Jahren wieder in die amerikanische Geographie exportiert wurde, wo lokal ausgebildete Personen wie Melvin G. Marcus eine wichtige Pionierrolle spielten.