Come conseguenza di questi cambiamenti, la geografia fisica si è allontanata dai resoconti induttivi degli ambienti e delle loro origini e verso l’analisi dei sistemi e dei processi fisici. L’interesse per la fisiografia della superficie terrestre è stato sostituito dalla ricerca su come funziona l’ambiente.
L’esempio più chiaro di questo cambiamento è venuto in geomorfologia, che era di gran lunga la più grande componente della geografia fisica. Il modello dominante per diversi decenni è stato sviluppato e ampiamente diffuso da William Morris Davis, che ha concepito un ciclo normale idealizzato di erosione nelle regioni climatiche temperate che coinvolgono il potere erosivo dell’acqua corrente. I suoi seguaci utilizzati campo e prove cartografiche per sostenere i conti di come si sono formati i paesaggi: hanno costruito ciò che i geografi nel Regno Unito chiamato “cronologie denudazione.”Davis ha riconosciuto un certo numero di altri cicli al di fuori delle aree climatiche temperate nelle aree glaciali, desertiche e periglaciali e montane, così come nelle aree costiere e calcaree. Ognuno di questi cicli separati aveva le sue caratteristiche morfologiche. A causa del cambiamento climatico globale a lungo termine, tuttavia, potrebbero aver caratterizzato le aree ora temperate in periodi diversi. Per i geomorfologi che lavorano nelle regioni temperate, particolare interesse si è concentrato sull’avanzata e il ritiro dei ghiacciai durante l’epoca del Pleistocene (circa 2.600.000 a 11.700 anni fa). L’interpretazione del paesaggio in molte di queste aree ha comportato l’identificazione dell’influenza delle glaciazioni e delle conseguenze del riscaldamento globale, più recentemente un argomento di notevole interesse scientifico. Dal 1950 una delle principali critiche di questo lavoro era che si basava su ipotesi non testate riguardanti i processi di formazione del paesaggio. In che modo l’acqua corrente erode le rocce? Solo rispondere a queste domande potrebbe spiegare la creazione di morfologie, e cercare quelle risposte richiedeva una misurazione scientifica.
1938 – T. J. Hileman/Glacier National Park Archives, 1981 – Carl Key/USGS, 1998 – Dan Fagre/USGS, 2006-Karen Holzer/USGS
C’erano altri tre gruppi principali di geografi fisici, due dei cui lavori erano anche molto influenzati dai concetti di evoluzione. I lavoratori della biogeografia hanno studiato le piante e, in misura minore, gli animali. La geografia delle piante riflette le condizioni ambientali, in particolare il clima e il suolo; le regioni biogeografiche sono caratterizzate da quelle condizioni e dai loro assemblaggi floreali, che producono modelli basati sulla latitudine e sull’altitudine. È stato sostenuto che questi assemblaggi si evolvono verso le comunità climax. Qualunque siano i tipi di vegetazione specifici che occupano inizialmente un’area, la competizione tra le piante per le risorse disponibili porterà a quelle più adatte alle condizioni prevalenti a diventare dominanti. Tali condizioni possono cambiare e iniziare un nuovo ciclo a causa di fluttuazioni climatiche a breve termine o cambiamenti ambientali indotti dall’uomo.
Stati Uniti Fish and Wildlife Service
Lo studio dei suoli, o pedologia, riguardava il sottile mantello di materiale alterato sulla superficie terrestre che sostiene la vita vegetale e animale. Le regioni del mondo sono state identificate sulla base delle rocce sottostanti e dei processi operativi di agenti atmosferici fisici e chimici. Le condizioni climatiche sono state importanti influenze sui tipi di suolo, con variazioni locali che riflettono differenze nei depositi superficiali e nella topografia. Come per le morfologie e le comunità vegetali, si è ipotizzato che i suoli si evolvano verso uno stato stazionario, man mano che gli agenti atmosferici procedono e i profili caratteristici del suolo emergono per ogni regione.
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Infine, c’era la climatologia, o lo studio dei principali sistemi climatici mondiali e dei loro modelli meteorologici locali associati nello spazio e nel tempo. Gran parte del lavoro è stato descrittivo, identificando le principali regioni climatiche e relative alla geometria solare e terrestre. Altri hanno studiato la generazione di modelli meteorologici stagionali e locali attraverso i movimenti dei sistemi meteorologici, come cicloni e anticicloni.
National Aeronautics and Space Administration (NASA) (Numero immagine: ISS008-E-19646)
Questi approcci dominarono la geografia fisica fino agli anni ‘ 60, quando furono in gran parte sostituiti. I nuovi programmi avevano tre aspetti principali: maggiore enfasi sullo studio dei processi piuttosto che sui risultati, adozione di procedure analitiche per misurare e valutare tali processi e le forme associate e integrazione dei processi in un focus su interi sistemi ambientali. Molti dei primi cambiamenti riguardavano la misurazione dettagliata delle forme fisiche; la modellazione deduttiva basata sulle proprietà fisiche sviluppate in seguito. La loro integrazione nei modelli di risposta al processo ha comportato un riorientamento della geografia fisica altrettanto ampio di quello della geografia umana. I geografi fisici si identificavano sempre più come scienziati ambientali, usando i concetti di base della fisica, della chimica e della biologia e i metodi della matematica per far progredire la comprensione di come funziona l’ambiente e di come produce le sue caratteristiche.
Il concetto di sistemi è stato un elemento significativo di questi cambiamenti. I climi, le morfologie, i suoli e l’ecologia vegetale e animale sono stati concepiti come correlati, ognuno con un impatto sull’altro. I sistemi potrebbero essere suddivisi in sottosistemi con caratteristiche e processi separati ma collegati. I bacini di drenaggio sono diventati grandi unità di studio, ad esempio, e sono stati suddivisi nei canali lungo i quali l’acqua viene trasportata e nei pendii della valle la cui forma è creata dall’acqua in movimento. I geografi sono stati introdotti all’importanza dello studio dei sistemi dal lavoro di un certo numero di geologi americani, come Stanley Schumm e Arthur Strahler. Tuttavia, la mancanza di interesse per il tempo e il cambiamento—come espresso nella Natura di Hartshorne—significava che poco lavoro era stato fatto sulla geografia fisica negli Stati Uniti per decenni. I geografi influenti inclusi britannico Richard Chorley, che ha insegnato presso l’Università di Cambridge dopo aver studiato con Strahler a New York, e George Dury, che è stato addestrato nel Regno Unito, ma ha trascorso gran parte della sua carriera in Australia e negli Stati Uniti. Questi importanti protagonisti introdussero il pensiero sistemico e lo studio dei processi alla geografia fisica britannica, che fu poi riesportata alla geografia americana dagli 1970 in poi, dove individui addestrati localmente come Melvin G. Marcus giocarono ruoli chiave pionieristici.
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