Mapy geologiczne mogą być najbardziej skoncentrowaną formą wiedzy, jaką kiedykolwiek zapisano na papierze, połączeniem prawdy i piękna.
Mapa w schowku samochodu nie ma wiele poza autostradami, miastami, liniami brzegowymi i granicami. A jednak, jeśli przyjrzysz się temu uważnie, zobaczysz, jak trudno jest zmieścić wszystkie te szczegóły na papierze, aby było to przydatne. Teraz wyobraź sobie, że chcesz również dołączyć przydatne informacje na temat geologii tego samego obszaru.
Co jest ważne dla geolodzy? Dla jednej rzeczy, geologia dotyczy kształtu ziemi - miejsca, w którym leżą wzgórza i doliny, wzoru strumieni i kąta zboczy itp. Aby uzyskać takie szczegółowe informacje na temat ziemi, potrzebujesz mapy topograficznej lub konturowej, takiej jak te opublikowane przez rząd.
Powyższa ilustracja z US Geological Survey (USGS) pokazuje, jak krajobraz (u góry) przekłada się na mapę konturową. Kształty wzgórz i dolin są przedstawione na mapie cienkimi liniami, które są konturami - liniami o równej wysokości. Jeśli wyobrażasz sobie, że morze wznosi się, linie te pokazują, gdzie będzie linia brzegowa co 20 stóp głębokości. (Oczywiście mogą równie dobrze reprezentować liczniki.)
Na tej mapie konturowej z 1930 r. Z Departamentu Handlu USA można zobaczyć drogi, strumienie, linie kolejowe, nazwy miejsc i inne elementy dowolnej właściwej mapy. Kształt góry San Bruno jest przedstawiany przez kontury 200 stóp, a grubszy kontur oznacza poziom 1000 stóp. Szczyty wzgórz są oznaczone ich wzniesieniami. Po pewnym ćwiczeniu możesz uzyskać dobry obraz mentalny tego, co dzieje się w krajobrazie.
Zwróć uwagę, że mimo iż mapa jest płaska, nadal możesz ustalić dokładne wartości nachyleń i gradientów wzgórz na podstawie danych zakodowanych na obrazie. Możesz zmierzyć odległość poziomą bezpośrednio z papieru, a odległość pionowa jest w konturach. To prosta arytmetyka, odpowiednia dla komputerów. USGS wziął wszystkie swoje mapy i stworzył trójwymiarową mapę cyfrową dla 48 niższych stanów, która w ten sposób odtwarza kształt terenu. Mapa jest cieniowana przez inne obliczenia, aby modelować, w jaki sposób słońce ją oświetli.
Mapy topograficzne zawierają znacznie więcej niż kontury. Ta próbka mapy z 1947 roku z USGS używa symboli do wskazania rodzaju dróg, znaczących budynków, linii energetycznych i dodatkowych szczegółów. Niebieska linia przerywana przedstawia przerywany strumień, który wysycha przez część roku. Czerwony ekran wskazuje ziemię pokrytą domami. USGS używa setki różnych symboli na mapach topograficznych.
Kontury i topografia to tylko pierwsza część mapy geologicznej. Mapa umieszcza także rodzaje skał, struktury geologiczne i inne elementy na drukowanej stronie za pomocą kolorów, wzorów i symboli.
Oto mała próbka prawdziwej mapy geologicznej. Podstawowe rzeczy omówione wcześniej - linie brzegowe, drogi, miasta, budynki i granice - są w kolorze szarym. Kontury są tam również w kolorze brązowym, a symbole różnych elementów wodnych w kolorze niebieskim. Wszystko to znajduje się w bazie mapy. Część geologiczna składa się z czarnych linii, symboli, etykiet i obszarów koloru. Linie i symbole gromadzą wiele informacji zebranych przez geologów przez lata pracy w terenie.
Linie na mapie przedstawiają różne jednostki lub formacje skalne. Geolodzy wolą powiedzieć, że linie pokazują kontakty między różnymi jednostkami skalnymi. Kontakty są wyświetlane cienką linią, chyba że kontakt zostanie określony jako wina, nieciągłość tak ostra, że widać, że coś się tam przeniosło.
Krótkie linie z liczbami obok nich są symbolami uderzającymi i zanurzającymi. Daje nam to trzeci wymiar warstw skał - kierunek, w którym rozciągają się w głąb ziemi. Geolodzy mierzą orientację skał, gdziekolwiek mogą znaleźć odpowiedni wychód, używając kompasu i przejścia. W skałach osadowych szukają płaszczyzn podłoża, które są warstwami osadów. W innych skałach ślady ściółki mogą zostać zatarte, więc zamiast tego mierzy się kierunek foliacji lub warstw minerałów.
W obu przypadkach orientacja jest rejestrowana jako uderzenie i zanurzenie. Uderzenie podłoża lub foliacji skały to kierunek poziomej linii na jej powierzchni - kierunek, w którym chodziłbyś bez wchodzenia w górę lub w dół. Thedip jest to, jak stromo łóżko lub foliacja stacza się w dół. Jeśli wyobrażasz sobie ulicę biegnącą w dół zbocza, pomalowana linia środkowa na drodze to kierunek zanurzenia, a pomalowany przejście dla pieszych to strajk. Te dwie liczby są wszystkim, czego potrzebujesz, aby scharakteryzować orientację skały. Na mapie każdy symbol zazwyczaj reprezentuje średnią z wielu pomiarów.
Symbole te mogą również pokazywać kierunek linii za pomocą dodatkowej strzałki. Lineation może być zbiorem fałd, a slickenside, wyciągnięte ziarna mineralne lub podobna funkcja. Jeśli wyobrażasz sobie losowy arkusz gazety leżący na tej ulicy, na nim jest druk liniowy, a strzałka pokazuje kierunek, który czyta. Liczba reprezentuje kąt zanurzenia lub zanurzenia w tym kierunku.
Symbole literowe oznaczają nazwę i wiek jednostek skalnych na danym obszarze. Pierwsza litera odnosi się do wieku geologicznego, jak pokazano powyżej. Pozostałe litery odnoszą się do nazwy formacji lub rodzaju skały. The mapa geologiczna Rhode Island jest dobrym przykładem użycia symboli.
Kilka symboli wieku jest niezwykłych; na przykład tak wiele terminów wiekowych zaczyna się od P, że potrzebne są specjalne symbole, aby je zachować. To samo dotyczy C i rzeczywiście okres kredy symbolizowany jest literą K z niemieckiego słowa Kreidezeit. Dlatego uderzenie meteoru, które oznacza koniec kredy i początek trzeciorzędu, jest powszechnie nazywane „zdarzeniem K-T”.
Pozostałe litery w symbolu formacji zwykle odnoszą się do rodzaju skały. Jednostka złożona z łupków kredowych może być oznaczona „Ksh”. Jednostka z mieszanymi typami skał może być oznaczona skrótem jej nazwy, więc Rutabaga Formacją może być „Kr”. Druga litera może być również terminem wiekowym, szczególnie w kenozoiku, tak aby jednostka oligoceńskiego piaskowca była oznaczona „Tos”.
Wszystkie informacje na mapie geologicznej - takie jak uderzenie i zanurzenie, trend i zanurzenie, względny wiek i jednostka skalna - są uzyskiwane przez ciężką pracę i wyszkolone oczy geologów pracujących w terenie. Ale prawdziwe piękno map geologicznych - nie tylko informacje, które reprezentują - jest w ich kolorach.
Możesz mieć mapę geologiczną bez użycia kolorów, tylko linii i symboli literowych w czerni i bieli. Ale nie byłby przyjazny dla użytkownika, jak rysowanie po liczbach bez farby. Jakie kolory stosować w różnych epokach skał? Istnieją dwie tradycje, które powstały pod koniec 1800 roku: harmonijny standard amerykański i bardziej arbitralny standard międzynarodowy. Znajomość różnicy między nimi pokazuje na pierwszy rzut oka, gdzie powstała mapa geologiczna.
Te standardy to dopiero początek. Odnoszą się one tylko do najczęstszych skał, które są skałami osadowymi pochodzenia morskiego. Lądowe skały osadowe używają tej samej palety, ale dodają wzory. Natomiast skały magmowe skupiają się wokół czerwonych kolorów skały plutoniczne używaj jaśniejszych odcieni oraz losowych wzorów o wielokątnych kształtach. Oba ciemnieją z wiekiem. Skały metamorficzne używają bogatych, wtórnych kolorów, a także zorientowanych, liniowych wzorów. Cała ta złożoność sprawia, że projektowanie map geologicznych jest sztuką specjalistyczną.
Każda mapa geologiczna ma powody do odstępstwa od standardów. Być może skały niektórych okresów są nieobecne, więc inne jednostki mogą różnić się kolorem bez zamieszania; być może kolory zderzają się źle; być może koszt kompromisów sił drukarskich. To kolejny powód, dla którego mapy geologiczne są tak interesujące: każda z nich jest dostosowanym rozwiązaniem do określonego zestawu potrzeb. W każdym przypadku jedną z tych potrzeb jest to, aby mapa była przyjemna dla oka. Mapy geologiczne, szczególnie te nadal drukowane na papierze, stanowią dialog między prawdą a pięknem.