Як читати геологічну карту

Геологічні карти, можливо, є найбільш концентрованою формою знання, яку коли-небудь викладали на папір, поєднанням істини та краси.

На карті в бардачку вашого автомобіля небагато, окрім шосе, міст, узбережжя та кордонів. І все ж, якщо придивитися до цього уважно, ви побачите, як важко вмістити всі ці деталі на папері, щоб вони були корисними. А тепер уявіть, що ви хочете також включити корисну інформацію про геологію тієї самої області.

Топографія на картах

Зображення Геологічної служби США

Що важливо для геологів ? По-перше, геологія стосується форми землі — місця розташування пагорбів і долин, малюнок потоків і кут схилів тощо. Щоб отримати такі деталі про землю, вам потрібна топографічна або контурна карта, як ті, що опубліковані урядом.

Ілюстрація вище від Геологічної служби США (USGS) показує, як пейзаж (угорі) перетворюється на контурну карту. Обриси пагорбів і долин зображуються на карті тонкими лініями, які є контурами — лініями рівних висот. Якщо ви уявите, що море піднімається, ці лінії покажуть, де буде берегова лінія після кожних 20 футів глибини. (Звичайно, вони можуть однаково добре представляти метри.)

Контурні карти

Міністерство торгівлі США

На цій контурній карті 1930 року від Міністерства торгівлі США ви можете побачити дороги, струмки, залізниці, назви місць та інші елементи будь-якої правильної карти. Форма гори Сан-Бруно зображена 200-футовими контурами, а більш товстий контур позначає рівень 1000 футів. Вершини пагорбів позначені їх висотами. Трохи попрактикувавшись, ви зможете скласти хорошу картину того, що відбувається в ландшафті.

Зауважте, що, незважаючи на те, що карта є плоским аркушем, ви все одно можете визначити точні числа для схилів пагорба та градієнтів із даних, закодованих у зображенні. Ви можете виміряти горизонтальну відстань прямо на папері, а вертикальну відстань – на контурах. Це проста арифметика, яка підходить для комп’ютерів. Геологічна служба США взяла всі свої карти та створила тривимірну цифрову карту для нижніх 48 штатів, яка таким чином відтворює форму землі. Карта заштрихована за допомогою іншого розрахунку, щоб змоделювати, як сонце буде її освітлювати.

Умовні позначення топографічної карти

Зображення Геологічної служби США, люб’язно надане Каліфорнійський університет у Берклі

Топографічні карти містять набагато більше, ніж контури. Цей зразок карти 1947 року від USGS використовує символи для позначення типу доріг, значних будівель, ліній електропередач та додаткових деталей. Синя штрихпунктирна лінія позначає переривчастий потік, який частину року пересихає. Червоний екран вказує на землю, вкриту будинками. USGS використовує сотні різних символів на своїх топографічних картах.

Символізація геології

Контури і рельєф – це лише перша частина геологічної карти. Карта також розміщує типи гірських порід, геологічні структури тощо на друкованій сторінці за допомогою кольорів, візерунків і символів.

Ось невеликий зразок справжньої геологічної карти. Ви можете побачити основні речі, про які йшлося раніше — берегові лінії, дороги, міста, будівлі та кордони — сірим кольором. Там також є контури, коричневого кольору, а також символи різних водних об’єктів синього кольору. Все це є на основі карти. Геологічна частина складається з чорних ліній, символів, міток і кольорових областей. Лінії та символи конденсують велику кількість інформації, яку геологи зібрали роками польових робіт.

Контакти, несправності, удари та провали

Геологічна служба США

Лінії на карті позначають різні скельні одиниці або утворення. Геологи вважають за краще говорити, що лінії показують контакти між різними породами. Контакти відображаються тонкою лінією, якщо не визначено, що контакт є несправністю , розривом, настільки різким, що зрозуміло, що там щось зрушилося.

Короткі лінії з цифрами поруч із ними є символами удару та занурення. Це дає нам третій вимір шарів гірських порід — напрямок, у якому вони простягаються в землю. Геологи вимірюють орієнтацію гірських порід усюди, де вони можуть знайти відповідне відслонення, використовуючи компас і транзит. В осадових породах вони шукають площини залягання, які є шарами осаду. В інших гірських породах ознаки нашарування можуть бути стерті, тому замість цього вимірюється напрямок фоліації або шарів мінералів.

У будь-якому випадку орієнтація записується як простягання та падіння. Простягання скельного покриву або листяного шару — це напрямок лінії рівня на його поверхні — напрямок, у якому ви б рухалися, не піднімаючись чи спускаючись. Падіння – це те, наскільки круто спускається ложе або листя. Якщо ви уявляєте вулицю, що йде прямо вниз по схилу пагорба, намальована центральна лінія на дорозі — це напрямок падіння, а намальований пішохідний перехід — це напрямок. Ці два числа – це все, що вам потрібно, щоб охарактеризувати орієнтацію каменя. На карті кожен символ зазвичай представляє середнє значення багатьох вимірювань.

Ці символи також можуть вказувати напрямок лінії за допомогою додаткової стрілки. Лінійка може являти собою набір складок, гладкий бік , витягнуті мінеральні зерна або подібні елементи. Якщо ви уявите випадковий аркуш газети, що лежить на тій вулиці, лінія — це друк на ньому, а стрілка показує напрямок, у якому він читається. Число означає кут падіння або падіння в цьому напрямку.

Геологічний вік і формування символи

Геологічна служба США

Літерні символи позначають назву та вік порід у певній місцевості. Перша літера вказує на геологічний вік, як показано вище. Інші літери вказують на назву формації або тип породи. Геологічна карта Род-Айленда є гарним прикладом того, як використовуються символи.

Деякі вікові символи незвичайні; наприклад, стільки вікових термінів починаються з P, що потрібні спеціальні символи, щоб їх було зрозуміло. Те ж саме вірно для C, і справді крейдяний період символізується літерою K від німецького слова Kreidezeit . Ось чому удар метеорита, який знаменує кінець крейдяного періоду та початок третинного періоду, зазвичай називають «подією KT».

Інші літери в символі формації зазвичай вказують на тип породи. Блок, що складається з крейдяних сланців, може бути позначений «Ksh». Одиниця зі змішаними типами порід може бути позначена абревіатурою назви, тому формація Rutabaga може бути “Kr.” Друга літера також може бути терміном віку, особливо в кайнозої, так що одиниця олігоценового пісковика буде позначена як “Tos”.

Кольори геологічної карти

Уся інформація на геологічній карті, як-от простягання та падіння, тенденція та занурення, відносний вік і одиниця породи, отримана завдяки наполегливій праці та навченому оку геологів, які працюють у полі. Але справжня краса геологічних карт — не лише інформація, яку вони представляють — полягає в їхніх кольорах.

Ви можете мати геологічну карту без використання кольорів, лише чорно-білі лінії та літерні символи. Але це не було б зручним для користувача, як малювання за номерами без фарби. Які кольори використовувати для різного віку гірських порід? Є дві традиції, які виникли наприкінці 1800-х років: гармонійний американський стандарт і більш довільний міжнародний стандарт. Знайомство з різницею між ними дозволяє з першого погляду зрозуміти, де була зроблена геологічна карта.

Ці стандарти – лише початок. Вони стосуються лише найпоширеніших порід, які є осадовими породами морського походження. Наземні осадові породи використовують ту саму палітру, але додають візерунки. Магматичні породи скупчуються навколо червоних кольорів, тоді як плутонічні породи використовують світліші відтінки та випадкові візерунки багатокутних форм. Обидва з віком темніють. Метаморфічні породи використовують насичені вторинні кольори, а також орієнтовані лінійні візерунки. Уся ця складність робить дизайн геологічної карти спеціальним мистецтвом.

Кожна геологічна карта має свої причини для відхилення від стандартів. Можливо, скелі певних періодів часу відсутні, тому інші одиниці можуть відрізнятися за кольором, не додаючи плутанини; можливо, кольори погано збігаються; можливо, вартість друку змушує йти на компроміс. Це ще одна причина, чому геологічні карти такі цікаві: кожна з них є індивідуальним рішенням для певного набору потреб. У кожному разі одна з цих потреб полягає в тому, щоб карта була приємною для ока. Геологічні карти, особливо ті, що досі друкуються на папері, являють собою діалог між істиною та красою.

Типи карт: топографічні, політичні, кліматичні та інші

Галузь географії спирається на багато різних типів карт, щоб вивчати особливості землі. Деякі карти настільки поширені, що їх впізнала б дитина, а іншими користуються лише професіонали в спеціалізованих областях. Серед найпоширеніших типів — політичні, фізичні, топографічні, кліматичні, економічні та тематичні карти.

Короткі факти: типи карт

• У спрощеному розумінні карти — це зображення поверхні Землі. Загальні опорні карти документують форми рельєфу, державні кордони, водойми, розташування міст тощо.
• На тематичних картах відображаються конкретні дані, наприклад середній розподіл опадів для певної території або поширення певної хвороби в окрузі.

Політичні карти

Політична карта не показує топографічних об’єктів, як гори. Він зосереджується виключно на державних і національних кордонах місця. Ці карти також містять розташування великих і малих міст, залежно від деталізації карт.

Типовим прикладом політичної карти може бути карта, на якій зображено 50 штатів США та їхні кордони разом із міжнародними кордонами Сполучених Штатів.

Фізичні карти

Фізична карта – це карта, яка документує особливості ландшафту місця. На цих картах зазвичай зображені гори, річки й озера. Водні об’єкти зазвичай позначаються синім кольором. Гори та зміни висоти іноді відображаються різними кольорами та відтінками, щоб показати висоту. На фізичних картах зелені кольори зазвичай позначають нижню висоту, тоді як коричневі зазвичай позначають вищі висоти.

Ця карта Гаваїв є фізичною. Прибережні регіони з низькою висотою показані темно-зеленим кольором, тоді як вищі висоти переходять від оранжевого до темно-коричневого. Синім кольором зображені річки.

Карта світу 3d візуалізації топографічної карти. FrankRamspot/Getty Images

Топографічні карти

Топографічна карта схожа на фізичну, оскільки на ній зображено різні фізичні особливості ландшафту. Однак, на відміну від фізичних карт, цей тип карти використовує контурні лінії замість кольорів, щоб показати зміни в ландшафті. Контурні лінії на топографічних картах зазвичай розташовані через рівні проміжки, щоб показати зміни висоти (наприклад, кожна лінія позначає зміну висоти на 100 футів). Коли лінії розташовані близько одна до одної, це означає, що місцевість крута.

Кліматичні карти

Кліматична карта показує інформацію про клімат місцевості. Ці карти можуть відображати такі речі, як конкретні кліматичні зони регіону на основі температури, кількості снігу, що випадає на території, або середньої кількості хмарних днів. Ці карти зазвичай використовують кольори для відображення різних кліматичних зон.

Ця кліматична карта Австралії використовує кольори, щоб показати різницю між помірною зоною Вікторії та пустельним регіоном у центрі континенту.

Рослинні зони світу, літографія, видана в 1897 р. ZU_09/Getty Images

Економічні або ресурсні карти

Економічна або ресурсна карта показує конкретні види економічної діяльності або природні ресурси, наявні на території, за допомогою різних символів або кольорів залежно від того, що зображено.

Ця карта економічної активності для Бразилії , наприклад, використовує кольори, щоб показати різні сільськогосподарські продукти певних територій, літери для природних ресурсів і символи для різних галузей.

Дорожні карти

Дорожня карта є одним із найпоширеніших типів карт. На цих картах показано головні та другорядні магістралі та дороги (залежно від ступеня деталізації), а також такі речі, як аеропорти, міста та визначні місця, такі як парки, кемпінги та пам’ятники. Основні магістралі на дорожній карті зазвичай позначаються товстими червоними лініями, тоді як другорядні дороги мають світліший колір і намальовані вужчими лініями.

Дорожня карта Каліфорнії , наприклад, зображатиме міжштатні магістралі широкою червоною або жовтою лінією, тоді як державні автомагістралі будуть показані вужчою лінією того самого кольору. Залежно від рівня деталізації на карті можуть також відображатися дороги округу, головні міські артерії та сільські маршрути. Вони будуть зображені у відтінках сірого або білого.

Тематичні карти

Тематична карта – це карта, яка фокусується на певній темі або спеціальній темі. Ці карти відрізняються від шести вищезазначених загальних довідкових карт, оскільки вони не лише показують такі об’єкти, як річки, міста, адміністративно-територіальні одиниці, висоти та шосе. Якщо ці елементи з’являються на тематичній карті, вони є довідковою інформацією та використовуються як контрольні точки для покращення теми карти.

Ця канадська карта , наприклад, яка показує зміни чисельності населення між 2011 і 2016 роками, є хорошим прикладом тематичної карти. Місто Ванкувер розбито на регіони на основі перепису населення Канади. Зміни в популяції представлені діапазоном кольорів від зеленого (зростання) до червоного (втрата) залежно від ступеня зміни.