ГЕОМОРФОЛОГІЧНА ШКОЛА ХАРКІВСЬКОГО УНІВЕРСИТЕТУ

«Геоморфологічна школа Харківського університету в інформаційну еру: інноваційний потенціал в пізнанні й використанні для автоматичного розпізнавання рельєфу»

Геоморфологія є наукою про рельєф Землі, його значення у формуванні й саморозвитку поверхні земної кори, збереження її комплексів та окремих форм, проєктування відповідно до рельєфу розміщення господарських об’єктів та прогнозування родовищ корисних копалин. Останнім часом рельєф розглядається як першорядна, визначальна й умовоформуюча складова середовища життя людей. У космічну еру саме рельєф виступає центральним об’єктом дистанційних досліджень і знаходиться у фокусі розвитку геоінформаційних технологій. Останні розробки, у тому числі геоморфологів Харківського університету, переконують у здатності рельєфу Землі до самоорганізації та показують наявність синергізму в його саморозвитку.

Геоморфологічна школа – одна з загальновизнаних класичних шкіл Харківського університету, яка існує і взаємодіє, переплітаючись корінням в особі спільних класиків, з геологічною школою та співіснує з нею протягом 150 років.

Давня історія. Зародження геолого-геоморфологічних досліджень відбулося у другій половині ХІХ ст. й висвітлено у працях професорів Никифора Борисяка, Миколи Лєваковського та Олександра Гурова, ще до оформлення геоморфології як науки (що сталося дещо пізніше у працях В. Пенка та У. Дейвіса). Харківськими вченими було відкрито існування річкових терас у долинах річок Дніпра та Сіверського Дінця, вивчався рельєф Харківської та суміжних губерній Російської імперії [1,2,3], проте його кореляції здійснювались зі свого роду еталонним рельєфом Європи. Завдяки певній популярності у західному світі, Никифор Борисяк був обраний членом Французького геологічного товариства і навіть членом Копенгагенського товариства північних антикварів. У геологічному відношенні, для нас важливим є відкриття й оконтурювання Східноукраїнського артезіанського басейну. Отже, харків’яни мусили би щоденно віддавати йому шану, якби знали про цю роботу професора Никифора Борисяка.

Професор Олександр Гуров, перш за все, був відомим геологом, який вивчав геологію території Харкова та прилеглих земель. Завдяки його копіткій роботі, у Харкові була пробурена перша свердловина. Йому належить відкриття Бахмачського соляного тіла, чим було покладено початок вивченню соляної тектоніки Східної України, з якою пов’язано низку нафтогазових родовищ, які до відкриття сибірських були в числі найбільш знаних у Радянському союзі. Як геоморфолог і палеогеограф, професор О. Гуров уточнив терасову будову Дніпра і його приток (виділив переяславську та черкаську тераси), поклав початок вивченню середньочетвертинного (Дніпровського) зледеніння у басейні Середнього Дніпра та відтворив палеогеоморфологічні умови на території Полтавської губернії у зв’язку з проблематикою рудих глин (хто бував у Опішні, знає це). Професор О. Гуров в умовах практичної відсутності документованого фактичного матеріалу, лише за окремими розрізами відтворив палеогеографічні умови та розвиток рельєфу усього півдня Руської рівнини. У цілому, роботами цих трьох корифеїв та їх учнів було показано багатство та складність рельєфу регіону, встановлено перші факти зв’язку рельєфу з геологічною будовою, що створило імпульс до подальшого вивчення рельєфу й зацікавило громадськість до використання геоморфології для прогнозування й пошуку природних надрових багатств краю.

Формування наукових засад вітчизняної геоморфології

Слід зазначити, що у роботах корифеїв рельєф вивчався побічно з геологічними пошуками. Проте, на початку ХХ ст. з’явились фахівці, які безпосередньо зосередились на вивченні рельєфу як самостійного складного феномену, певного інформаційного коду території, у якому відбито досить тривалу історію формування природи краю. Наприклад, харківські річки басейну Уди мають тривалу, у 5 млн. років, історію. Вибір місця заснування Харкова теж пов’язаний з рельєфом та гідрологією місцини, де його було закладено. В палеорельєфі зафіксовано етапи розвитку річкових долин, вплив материкового зледеніння, яке мало місце у Подніпров’ї тощо.

Попри традицію розпочинати відлік Харківської геоморфологічної школи від професора Дмитра Соболєва, ми вважаємо за правильне згадати, перш за все, Якова Едельштейна – випускника Харківського університету, відомого як видатного геоморфолога й геолога, автора першого російськомовного навчального курсу з геоморфології й відповідного підручника [4], який протягом 3 десятиліть був основним посібником для навчання геологів та географів. До речі, згодом Яків Самійлович відіграв видатну роль у розвитку науки про Землю, надавши їй величезного конструктивного значення. Він був головою Всесоюзного геологічного комітету (Госгеолкому) і в такій якості дослідив значну кількість родовищ металів у Східному Сибіру, на Далекому Сході й Середній Азії; був редактором двотомного «Большого советского Атласа Мира», підтримував тісні зв’язки із широким колом зарубіжних геологічних організацій. На жаль, життєвий шлях Якова Едельштейна завершився трагічно, адже він опинився у числі арестантів за Красноярською справою, яку ще називали «справою геологів», й у віці старше 80 років був засуджений до 25 років позбавлення волі, втім помер через 3 роки у лікарні в’язниці, й лише через 2 роки потому всі учасники процесу були реабілітовані.

Професор Дмитро Соболєв традиційно вважається фундатором двох наукових шкіл у науках про Землю: геологічної та геоморфологічної. Він очолював їх протягом 35 років. У геоморфологічних дослідженнях Д. Соболєва найбільше відчувається схильність до широких узагальнень, що ґрунтувалися на незначному й випадковому фактичному матеріалі, яким лише й могла тішитись тодішня геоморфологія. Тим не менш, Д. Соболєву належить ряд відкриттів. Саме ним разом з учнями й послідовниками (які згодом самі стали відомими науковцями – Л. Карякіним, І. Ремізовим, К. Усенком, Д. Назаренком та ін.) було досконало вивчено спектр терас басейнів річок Дніпра й Сіверського Дінця. Отримано знання, які досі не перевершені. Розуміння закономірностей зв’язку рельєфу й тектоніки дало Д. Соболєву можливість встановити ознаки генетичного зв’язку між відомими вугільними басейнами Келецько-Сандомірським у Польщі та Донецьким, і на цій підставі спрогнозувати їх продовження на Мангишлаку, що блискуче підтвердилося після проведених розвідок. Д. Соболєву належить відкриття Східноукраїнського нафтогазоносного басейну – і ми щоденно мусили би згадувати його ім’я, запалюючи газову горілку. Багато чого досяг Дмитро Миколайович у розумінні того, що через півстоліття отримало назву геоекології: його тритомник «Земля и жизнь» [5] містить пояснення багатьох питань формування довкілля: трансгресій і регресій морських басейнів, формування й розвитку фауни й флори й етапів утворення рельєфу. Д. Соболєву належать дві унікальні «скульптурно-структурні» (і такі є лише у нього) карти рельєфу Центральної та Східної Європи та багато важливих, проте менш масштабних робіт.

Поряд з постаттю Д. Соболєва завжди згадується фігура професора Миколи Дмитрієва (рис. 1). На відміну від усіх попередників, які вивчали рельєфу в тісному зв’язку з геологічними роботами, Микола Ізмайлович був «чистим» геоморфологом. Він є визнаним знавцем природи України, його праці з геоморфологічних досліджень нашої держави, побудовані на скрупульозній обробці фактичного матеріалу й витриманості висновків, крізь десятиліття залишаються неперевершеними й цінними джерелами знань. Особливо значним був внесок професора М. Дмитрієва у встановлення номенклатури терас (про що вже згадувалося вище). До речі, Миколі Ізмайловичу належить дуже детальний і високопрофесійний аналіз досягнень Харківської геоморфологічної школи на честь 150-річчя Харківського університету.

Рис. 1. М. Дмитрієв

Професор Людвиг Рейнгард був визнаним ще за життя корифеєм дослідження високогірного Кавказу. Йому належить детальний аналіз давнього й сучасного зледеніння Великого Кавказу, порівняльний аналіз льодовикових долин Кавказу й Альп на основі тривалих закордонних експедицій (Альпи вважалися еталонною територією для вивчення гірського зледеніння) [7]. Людвиг Карлович має праці з геоморфології на той час невивченої Ферганської долини та Кубанської рівнини.

Прямим науковим послідовником Л. Рейнгарда став професор Павло Ковальов (рис.2). Працюючи за програмою ІІ Міжнародного Геофізичного року, а потім по проблемі ЮНЕСКО «Людина і біосфера» – на той час інноваційною й престижною (у Харкові він був її єдиним представником), Павло Васильович відродив аналіз давнього й сучасного зледеніння Великого Кавказу на основі детальних польових досліджень. Щоб охопити величезний і складнодоступний, на той час майже не обжитий регіон, адже значна частина горців була репресована, П. Ковальов створив разом з відомим метеорологом професором Г. Дубинським Кавказьку високогірну експедицію за програмою Міжнародного геофізичного року. Повчально, що це була студентська експедиція, яка працювала протягом 5 років. Було відвідано, виміряно й встановлено відступання за 70 років (!) з часу військової топографічної зйомки більш, ніж 400 льодовиків, і складено їх каталог. Нажаль, на той час ніхто особливо не замислювався над проблемою глобального потепління, у дослідження якої професор П. Ковальов зробив неоціненний внесок. Наврядче хто знає про 120 друкованих аркушів його Каталогу та феноменальний фактичний матеріал геоморфологічних характеристик і метеорологічних спостережень безпосередньо на льодовиках високогір’я.

Рис. 2. П. Ковальов

Рис. 3. Дослідження рельєфу Криму

Професор Сергій Проходський (рис. 4) був першим в Україні, хто розпочав детальне вивчення рельєфу для прикладних завдань. Він встановив, що поклади нафти і газу впливають на повільне підняття рельефу (приблизно 20-30 м за мільйони років найближчої історії земної кори), що непомітно для найчутливіших вимірів, проте знаходить вираження в структурі рельєфу, адже він існує приблизно в тих же часових масштабах. Сергій Іванович відкрив і очолював протягом 20 років Галузеву лабораторію структурної геоморфології і неотектоніки України (разом з Міністерством геології та за його кошт). Силами лабораторії було спрогнозовано більш, ніж 200 перспективних ділянок для пошуків покладів нафти і газу на основі морфометричного аналізу рельєфу. Майже жоден геолог і багато геоморфологів «традиційників» не вірили цим прогнозам. Але диво: натепер підтверджено й розробляються більш, ніж 10 родовищ, відкритих у такий спосіб. Сергій Іванович захистив докторську дисертацію з історичної геоморфології нашого краю, прослідкувавши формування тектонічних структур з девону (протягом більше, ніж 300 млн. років розвитку палеорельєфу).

Рис. 4. С. Проходський

Учнями Сергія Івановича Проходського були майбутні професори Харківського університету Володимир Некос та Ігор Черваньов. Володимир Юхимович як геоморфолог самостійно досліджував рельєф і відклади заплави річки Сіверського Дінця, детально описав алювій, відтворив палеогеоморфологічні умови його утворення і зробив декілька прогнозів тектонічних деформацій, що послужило додатковим матеріалом для структурно-геоморфологічного аналізу (про що вже йшлося). Надалі, Володимир Юхимович захопився тематикою радіолокаційного зондування різних типів земного покрову (ця піонерна розробка тепер набула широкого розголосу й швидкого розвитку; проте, у ті часи результати були суворо конфіденційними). Вже в останнє десятиліття свого життя В. Некос захопився перспективною тематикою геоекології і на цій основі створив і очолив у Харківському університеті Екологічний факультет.

Ігор Черваньов (рис. 5) працював у Галузевій лабораторії професора С. Проходського, досліджуючи окремий регіон – Волино-Поділля, де теж відкрив біля 20 перспективних ділянок на нафту й газ (розвідано й розробляється поки що одна – проте, вона забезпечує газом цілий Луцьк). Згодом науковою частиною Харківського університету йому було доручено математичне, а згодом палеогеоморфологічне моделювання геологічної пастки родовища «Медвеже» у Західному Сибіру – на той час найбільшого у Радянському союзі. Завдяки цим інноваційним розробкам, було удосконалено схему розробки родовища, що дало підтверджений економічний ефект у 30 млн. рублів (на той час – величезну суму). У науковому сенсі І. Черваньов поглибив розуміння закономірностей морфології рельєфу, захистивши докторську дисертацію; відкрив спосіб оконтурювання соляних штоків і оригінального опису їх у циліндричній проєкції. Деякий час під керівництвом І. Черваньова працювала кафедра геоморфології (уперше в історії Харківського університету) та комп’ютерних геотехнологій, яка випустила всього біля 20 студентів і була реорганізована.

Рис. 5. І. Черваньов

Учнем, а згодом – колегою, професора І. Черваньова є Сергій Костріков. Сергій Васильович розпочав геоморфологічні дослідження спочатку на педиментах Таманського півострова, потім досліджував деякі інші регіони світу. Захопившись інформаційними технологіями, С. Костріков розробив (разом з науковцем-математиком Борисом Воробйовим) першу в світі професійну систему моделювання рельєфу «Рельєф-Процесор», яка згодом породила більш досконалі геоінформаційні системи і геотехнології. Ці напрями досліджень з 80-х років й донині розвиваються на вістрі передових напрямів світової геоінформаційної науки. Сергій Васильович зумів застосувати засоби геоінформаційних технологій для встановлення й дослідження властивостей морфології рельєфу, які до цього часу не були відомі: ангулярність, фрактальність, алометричність тощо. Разом з Б. Воробйовим і І. Черваньовим надруковано 2 монографії, які надають науці про рельєф рис сучасної точної науки і складають «золотий фонд» геоморфологічної школи Харківського університету [9, 10].

Окремий вектор геоморфологічних досліджень, який в останнє десятиліття набуває все більш інноваційного змісту, стосується комп’ютерного (у тому числі – геоінформаційного) моделювання рельєфу дна акваторій на основі даних польових досліджень та зйомок із застосуванням ехолотів-картплотерів. Географи Університету, як самостійно, так і в тісній співпраці з фахівцями інших спеціальностей, здійснюють сучасні геоморфологічні дослідження водних об’єктів з різним походженням та властивостями: озер, ставків та річок Харківського регіону (рис. 6, 7), глибинних ділянок Чорного моря, і навіть – локальних ділянок акваторій Аргетинського архіпелагу в Західній Антарктиці поблизу української станції «Академік Вернадський». Комплексний географічний підхід при виборі методів і алгоритмів обробки даних польових зйомок та до аналізу отриманих результатів дозволяє виявити нові, засновані на геоморфологічних знаннях, закономірності в динаміці й розвитку гідрологічних об’єктів, розповсюдження водних біоценозів і бентосу, перерозподілу донних відкладів, врешті-решт перейти до ландшафтних узагальнень на основі виділення певних структурних особливостей рельєфу.

Рис. 6-7. Сезонні (весняні) польові гідролого-геоморфологічні дослідження

Бібліографічні посилання:
[1] Борисяк Н.Д. Очерк геогностического состава и минеральных богатств Харьковской губернии. — Харьков, — 1857.
[2] Леваковский И.Ф. О славянских соляных озерах // Труды общ-ва испытателей природы при Императорском Харьковском университете.- 1869. – Т.1.
[3] Гуров А.В. Геологические исследования в южной части Харьковской губернии и прилежащих местностях. – Харьков – 1869.
[4] Эдельштейн Я.С. Основы геоморфологии: учебник. М.: Госгеолиздат – 1947.
[5] Соболев Д.Н. Земля и жизнь. — Киев – 1926-1928. – Т. 1-3.
[6] Дмитрієв М.І. Рельєф УСРР. – Київ — 1937.
[7] Рейнгард Л.К. Современное и древнее оледенение Большого Кавказа.
[8] Ковалев П.В. Современное и древнее оледенение Большого Кавказа /Труді Кавказской єкспедиции Харьковского государственного университета по програмне МГГ. – Харьков: узд-во ХГУ — в 6 томах.
[9] Черваньов І.Г., Костріков С.В., Воробйов Б.Н. Флювіальні геоморфосистеми: дослідження й розробки Харківської геоморфологічної школи.- Харків: ВЦ ХНУ імені В.Н.Каразіна. – 2006.
[10] Черваньов І.Г., Костріков С.В. Дослідження самоорганізації флювіального рельєфу на засадах синергетичної парадигми природознавства.- Харків: ВЦ ХНУ імені В.Н.Каразіна – 2010.

Текст підготував: Черваньов І.Г.