Геологические карты могут быть самой концентрированной формой знаний, когда-либо написанных на бумаге, сочетанием правды и красоты.
На карте в бардачке вашего автомобиля мало что находится за пределами автомагистралей, городов, береговой линии и границ. И все же, если вы внимательно посмотрите на это, вы увидите, насколько сложно уместить все эти детали на бумаге, чтобы это было полезно. Теперь представьте, что вы хотите также включить полезную информацию о геологии той же области.
Что важно для геологи? Для одной вещи, геология о форме земли - где лежат холмы и долины, структура потоков и угол наклона и так далее. Для такого рода деталей о земле вам нужна топографическая или контурная карта, подобная тем, которые публикуются правительством.
На приведенной выше иллюстрации из Геологической службы США (USGS) показано, как ландшафт (вверху) преобразуется в контурную карту. Формы холмов и долин изображены на карте тонкими линиями, которые являются контурами - линиями одинаковой высоты. Если вы представляете, как поднимается море, эти линии показывают, где будет проходить береговая линия через каждые 20 футов глубины. (Конечно, они могли бы также представлять метры.)
На этой контурной карте 1930 года от Министерства торговли США вы можете видеть дороги, ручьи, железные дороги, названия мест и другие элементы любой подходящей карты. Форма горы Сан-Бруно изображена 200-футовыми контурами, а более толстый контур отмечает 1000-футовый уровень. Вершины холмов отмечены их возвышениями. С некоторой практикой вы можете получить хорошее представление о том, что происходит в ландшафте.
Обратите внимание, что даже если карта представляет собой плоский лист, вы все равно можете определить точные числа для уклонов холмов и градиентов на основе данных, закодированных в изображении. Вы можете измерить горизонтальное расстояние прямо с бумаги, а вертикальное расстояние находится в контурах. Это простая арифметика, подходящая для компьютеров. USGS взяла все свои карты и создала цифровую 3D-карту для нижних 48 штатов, которая таким образом воссоздает форму земли. Карта затенена другим расчетом, чтобы смоделировать, как солнце осветит ее.
Топографические карты содержат гораздо больше, чем контуры. В этом образце карты 1947 года из Геологической службы США используются символы для обозначения типа дорог, значительных зданий, линий электропередач и дополнительных сведений. Синяя пунктирная линия представляет прерывистый поток, который иссякает в течение части года. Красный экран показывает землю, которая покрыта домами. USGS использует сотни разных символов на его топографических картах.
Контуры и топография - это только первая часть геологической карты. Карта также отображает типы камней, геологические структуры и многое другое на печатной странице с помощью цветов, рисунков и символов.
Вот небольшой образец настоящей геологической карты. Вы можете видеть основные вещи, которые обсуждались ранее - береговые линии, дороги, города, здания и границы - серым цветом. Контуры также выделены коричневым, а символы различных водных объектов - синим. Все это на карте. Геологическая часть состоит из черных линий, символов, меток и цветных областей. Линии и символы содержат большое количество информации, которую геологи собрали за годы полевых работ.
Линии на карте очерчивают различные скальные единицы или образования. Геологи предпочитают говорить, что линии показывают контакты между различными каменными единицами. Контакты показаны тонкой линией, если контакт не определен как придиратьсяразрыв, настолько резкий, что становится ясно, что что-то здесь произошло.
Короткие линии с цифрами рядом с ними являются символами удара и падения. Они дают нам третье измерение слоев горных пород - направление, в которое они уходят в землю. Геологи измеряют ориентацию горных пород везде, где они могут найти подходящий выход, используя компас и транзит. В осадочных породах они ищут плоскости залегания, которые являются слоями отложений. В других породах признаки залегания могут быть уничтожены, поэтому вместо этого измеряется направление слоения или слоев минералов.
В любом случае ориентация записывается как удар и провал. Удар подстилки или слоения камня - это направление линии уровня по его поверхности - направление, по которому вы будете идти, не поднимаясь или не спускаясь. Склон - как круто спускается кровать или слоистый склон. Если вы представляете улицу, бегущую прямо по склону холма, окрашенная центральная линия на дороге - это направление падения, а окрашенный пешеходный переход - это удар. Эти два числа - все, что вам нужно для характеристики ориентации скалы. На карте каждый символ обычно представляет среднее из многих измерений.
Эти символы могут также указывать направление линирования с помощью дополнительной стрелки. Линейность может быть набором складок, slickenside, вытянутые минеральные зерна или аналогичная особенность. Если вы представляете случайный листок газеты, лежащий на этой улице, то на нем напечатана линия, а стрелка показывает направление, в котором она читается. Число представляет погружение или угол падения в этом направлении.
Буквенные символы обозначают название и возраст горных частей в области. Первая буква относится к геологическому возрасту, как показано выше. Другие буквы относятся к названию пласта или типу породы. геологическая карта Род-Айленда хороший пример того, как используются символы
Некоторые из возрастных символов необычны; например, так много возрастных терминов начинаются с P, что для их ясности нужны специальные символы. То же самое верно для C, и действительно, меловой период обозначен буквой K от немецкого слова Kreidezeit. Вот почему метеорный удар, который отмечает конец мелового периода и начало третичного периода, обычно называют «событием К-Т».
Другие буквы в символе формации обычно относятся к типу породы. Единица, состоящая из мелового сланца, может быть помечена как «Ksh». Подразделение со смешанными типами камней может быть помечено сокращением его названия, поэтому брюква Формация может быть "Кр." Вторая буква также может быть возрастным термином, особенно в кайнозое, чтобы обозначить единицу олигоценового песчаника. «Тос.»
Вся информация на геологической карте, такая как удар и падение, тренд и погружение, относительный возраст и единица породы, получена тяжелой работой и обученными глазами геологов, работающих в поле. Но настоящая красота геологических карт - не только информации, которую они представляют, - в их цветах.
Вы можете получить геологическую карту, не используя цвета, только линии и буквенные символы в черном и белом. Но это не было бы удобно, как рисование по цифрам без краски. Какие цвета использовать для разных возрастов камней? В конце 1800-х годов возникли две традиции: гармоничный американский стандарт и более произвольный международный стандарт. Знакомство с разницей между ними сразу же показывает, где была создана геологическая карта.
Эти стандарты - это только начало. Они относятся только к наиболее распространенным породам, которые представляют собой осадочные породы морского происхождения. Наземные осадочные породы используют ту же палитру, но добавляют узоры. Магматические породы группируются вокруг красного цвета, в то время как плутонические породы используйте более легкие оттенки плюс случайные образцы многоугольных форм. Оба темнеют с возрастом. Метаморфические породы используют насыщенные вторичные цвета, а также ориентированные линейные узоры. Вся эта сложность делает геологическое проектирование карт специализированным искусством.
У каждой геологической карты есть свои причины отклоняться от стандартов. Возможно, породы определенных периодов времени отсутствуют, поэтому другие единицы могут различаться по цвету, не добавляя путаницы; возможно цвета плохо сталкиваются; возможно стоимость компромиссов сил печати. Это еще одна причина, по которой геологические карты так интересны: каждая представляет собой индивидуальное решение для определенного набора потребностей. В любом случае, одна из этих потребностей заключается в том, что карта должна радовать глаз. Геологические карты, особенно напечатанные на бумаге, представляют собой диалог между правдой и красотой.