Wissenschaft

Lesen einer geologischen Karte

Geologische Karten sind möglicherweise die konzentrierteste Form von Wissen, die jemals auf Papier gebracht wurde, eine Kombination aus Wahrheit und Schönheit.

Auf der Karte im Handschuhfach Ihres Autos befindet sich außerhalb von Autobahnen, Städten, Küsten und Grenzen nicht viel. Wenn Sie es sich jedoch genau ansehen, können Sie sehen, wie schwierig es ist, all diese Details auf Papier zu bringen, damit es nützlich ist. Stellen Sie sich nun vor, Sie möchten auch nützliche Informationen zur Geologie desselben Gebiets hinzufügen.

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Topographie auf Karten

US Geological Survey Bild

 

Was ist für Geologen wichtig ? Zum einen geht es in der Geologie um die Form des Landes – wo die Hügel und Täler liegen, das Muster der Bäche und den Winkel der Hänge und so weiter. Für diese Art von Details über das Land benötigen Sie eine topografische Karte oder Konturkarte, wie sie von der Regierung veröffentlicht wurde.

Die obige Abbildung aus dem US Geological Survey (USGS) zeigt, wie eine Landschaft (oben) in eine Konturkarte übersetzt wird. Die Formen der Hügel und Täler werden auf der Karte durch feine Linien dargestellt, die Konturen sind – Linien gleicher Höhe. Wenn Sie sich vorstellen, dass das Meer steigt, zeigen diese Linien nach jeweils 20 Fuß Tiefe, wo sich die Küste befinden würde. (Sie könnten natürlich genauso gut Meter darstellen.)

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Konturkarten

US-Handelsministerium

 

In dieser Konturkarte von 1930 des US-Handelsministeriums können Sie die Straßen, Bäche, Eisenbahnen, Ortsnamen und andere Elemente jeder richtigen Karte sehen. Die Form des Berges San Bruno wird durch 200-Fuß-Konturen dargestellt, und eine dickere Kontur markiert die 1.000-Fuß-Ebene. Die Gipfel der Hügel sind mit ihren Höhen markiert. Mit etwas Übung können Sie sich ein gutes Bild davon machen, was in der Landschaft vor sich geht.

Beachten Sie, dass Sie, obwohl die Karte ein flaches Blatt ist, aus den im Bild codierten Daten genaue Zahlen für Hanglagen und Steigungen ermitteln können. Sie können den horizontalen Abstand direkt vom Papier aus messen, und der vertikale Abstand liegt in den Konturen. Das ist eine einfache Arithmetik, die für Computer geeignet ist. Die USGS hat alle ihre Karten genommen und eine digitale 3D-Karte für die unteren 48 Staaten erstellt, die auf diese Weise die Form des Landes wiederherstellt. Die Karte wird durch eine andere Berechnung schattiert, um zu modellieren, wie die Sonne sie beleuchten würde.

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Topografische Kartensymbole

US Geological Survey Bild, mit freundlicher Genehmigung von UC Berkeley Map Room

 

Topografische Karten enthalten viel mehr als nur Konturen. In diesem Beispiel einer Karte von 1947 aus der USGS werden Symbole verwendet, um den Straßentyp, wichtige Gebäude, Stromleitungen und zusätzliche Details anzugeben. Die blaue strichpunktierte Linie stellt einen intermittierenden Strom dar, der einen Teil des Jahres trocken wird. Der rote Bildschirm zeigt Land an, das mit Häusern bedeckt ist. Das USGS verwendet Hunderte verschiedener Symbole auf seinen topografischen Karten.

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Geologie symbolisieren

Rhode Island Geological Survey

Konturen und Topographie sind nur der erste Teil einer geologischen Karte. Die Karte bringt auch Gesteinsarten, geologische Strukturen und mehr durch Farben, Muster und Symbole auf die gedruckte Seite.

Hier ist ein kleines Beispiel einer echten geologischen Karte. Sie können die zuvor besprochenen grundlegenden Dinge – Küstenlinien, Straßen, Städte, Gebäude und Grenzen – grau sehen. Dort sind auch die Konturen in Braun sowie die Symbole für verschiedene Wasserspiele in Blau. All das befindet sich auf der Basis der Karte. Der geologische Teil besteht aus den schwarzen Linien, Symbolen, Beschriftungen und Farbbereichen. Die Linien und Symbole verdichten viele Informationen, die Geologen durch jahrelange Feldarbeit gesammelt haben.

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Kontakte, Fehler, Streiks und Einbrüche

U.S. Geologische Befragung

 

Linien auf der Karte umreißen verschiedene Gesteinseinheiten oder Formationen. Geologen bevorzugen es zu sagen, dass die Linien die Kontakte zwischen verschiedenen Gesteinseinheiten zeigen. Kontakte werden durch eine feine Linie angezeigt, es sei denn, der Kontakt ist ein Fehler. eine Diskontinuität, die so scharf ist, dass klar ist, dass sich dort etwas bewegt hat.

Die kurzen Linien mit den Zahlen daneben sind Strike-and-Dip-Symbole. Diese geben uns die dritte Dimension der Gesteinsschichten – die Richtung, in die sie sich in den Boden erstrecken. Geologen messen die Ausrichtung von Gesteinen überall dort, wo sie einen geeigneten Aufschluss finden können, mithilfe eines Kompasses und eines Transits. In Sedimentgesteinen suchen sie nach den Einstreuebenen, die die Sedimentschichten sind. In anderen Gesteinen können die Anzeichen von Einstreu ausgelöscht werden, sodass stattdessen die Richtung der Blattbildung oder Schichten von Mineralien gemessen wird.

In beiden Fällen wird die Ausrichtung als Schlag und Einbruch aufgezeichnet. Der Schlag auf die Einstreu oder die Folierung des Felsens ist die Richtung einer ebenen Linie über seine Oberfläche – die Richtung, in die Sie gehen würden, ohne bergauf oder bergab zu gehen. Die Neigung ist, wie steil das Bett oder die Blattbildung bergab abfällt. Wenn Sie sich eine Straße vorstellen, die direkt einen Hang hinunter verläuft, ist die gemalte Mittellinie auf der Straße die Neigungsrichtung und ein gemalter Zebrastreifen der Streik. Diese beiden Zahlen sind alles, was Sie brauchen, um die Ausrichtung des Felsens zu charakterisieren. Auf der Karte repräsentiert jedes Symbol normalerweise den Durchschnitt vieler Messungen.

Diese Symbole können auch die Richtung der Linie mit einem zusätzlichen Pfeil anzeigen. Die Lineation kann eine Reihe von Falten, eine Slickenside. ausgestreckte Mineralkörner oder ein ähnliches Merkmal sein. Wenn Sie sich ein zufälliges Zeitungsblatt vorstellen, das in dieser Straße liegt, ist Lineation der Druck darauf, und der Pfeil zeigt die Richtung an, in die es liest. Die Zahl steht für den Eintauch- oder Neigungswinkel in dieser Richtung.

Die vollständige Dokumentation der geologischen Kartensymbole wird vom Federal Geographic Data Committee festgelegt .

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Geologische Alters- und Formationssymbole

Texas Bureau of Economic Geology

Alle Informationen auf der geologischen Karte – wie Streik und Neigung, Trend und Eintauchen, relatives Alter und Gesteinseinheit – werden durch harte Arbeit und geschulte Augen von Geologen erhalten, die auf dem Gebiet arbeiten. Aber die wahre Schönheit geologischer Karten – nicht nur die Informationen, die sie darstellen – liegt in ihren Farben.

Sie könnten eine geologische Karte haben, ohne Farben zu verwenden, nur Linien und Buchstabensymbole in Schwarzweiß. Aber es wäre nicht benutzerfreundlich, wie eine Zeichnung nach Zahlen ohne Farbe. Welche Farben sind für die verschiedenen Gesteinsalter zu verwenden? Es gibt zwei Traditionen, die im späten 19. Jahrhundert entstanden sind: den harmonischen amerikanischen Standard und den willkürlicheren internationalen Standard. Eine Vertrautheit mit dem Unterschied zwischen den beiden macht auf einen Blick deutlich, wo eine geologische Karte erstellt wurde.

Diese Standards sind nur der Anfang. Sie gelten nur für die häufigsten Gesteine, bei denen es sich um Sedimentgesteine ​​marinen Ursprungs handelt. Terrestrische Sedimentgesteine ​​verwenden dieselbe Palette, fügen jedoch Muster hinzu. Igneöse Gesteine ​​gruppieren sich um rote Farben, während plutonische Gesteine hellere Farbtöne sowie zufällige Muster polygonaler Formen verwenden. Beide verdunkeln sich mit dem Alter. Metamorphe Gesteine ​​verwenden satte Sekundärfarben sowie orientierte lineare Muster. All diese Komplexität macht das geologische Kartendesign zu einer speziellen Kunst.

Jede geologische Karte hat ihre Gründe, von den Standards abzuweichen. Möglicherweise fehlen Gesteine ​​bestimmter Zeiträume, so dass andere Einheiten in ihrer Farbe variieren können, ohne Verwirrung zu stiften. vielleicht treffen die Farben schlecht aufeinander; Vielleicht gehen die Kosten für Druckkräfte Kompromisse ein. Dies ist ein weiterer Grund, warum geologische Karten so interessant sind: Jede Karte ist eine maßgeschneiderte Lösung für bestimmte Anforderungen. In jedem Fall ist eine dieser Anforderungen, dass die Karte für das Auge angenehm sein muss. Geologische Karten, insbesondere solche, die noch auf Papier gedruckt sind, repräsentieren einen Dialog zwischen Wahrheit und Schönheit.

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