Geologische kaarten zijn misschien wel de meest geconcentreerde vorm van kennis die ooit op papier is gezet, een combinatie van waarheid en schoonheid.
De kaart in het dashboardkastje van je auto heeft niet veel meer dan snelwegen, steden, kusten en grenzen. En toch, als je er goed naar kijkt, kun je zien hoe moeilijk het is om al die details op papier te zetten, zodat het nuttig is. Stel je nu voor dat je ook nuttige informatie over de geologie van datzelfde gebied wilt opnemen.
Wat is belangrijk voor geologen? Voor een ding, geologie gaat over de vorm van het land - waar de heuvels en valleien liggen, het patroon van stromen en hellingen, enzovoort. Voor dat soort details over het land wilt u een topografische of contourkaart, zoals die door de overheid is gepubliceerd.
De illustratie hierboven van de U.S.Geological Survey (USGS) laat zien hoe een landschap (boven) zich vertaalt naar een contourkaart. De vormen van de heuvels en dalen worden op de kaart weergegeven door fijne lijnen die contouren zijn - lijnen van gelijke hoogte. Als je je de zee voorstelt, laten die lijnen zien waar de kustlijn zou zijn na elke 20 voet diepte. (Ze kunnen natuurlijk net zo goed meters vertegenwoordigen.)
Op deze contourkaart uit 1930 van het Amerikaanse ministerie van Handel kun je de wegen, stromen, spoorwegen, plaatsnamen en andere elementen van een goede kaart zien. De vorm van de San Bruno-berg wordt weergegeven door contouren van 200 voet en een dikkere contour markeert het niveau van 1000 voet. De toppen van heuvels zijn gemarkeerd met hun verhogingen. Met wat oefening kun je een goed mentaal beeld krijgen van wat er in het landschap gebeurt.
Merk op dat, hoewel de kaart een plat vel is, u nog steeds nauwkeurige getallen voor hellingen en hellingen kunt berekenen op basis van de gegevens die in de afbeelding zijn gecodeerd. U kunt de horizontale afstand vanaf het papier meten en de verticale afstand is in de contouren. Dat is simpel rekenen, geschikt voor computers. De USGS heeft al zijn kaarten genomen en een 3D-digitale kaart gemaakt voor de onderste 48 staten die de vorm van het land op die manier reconstrueert. De kaart is gearceerd door een andere berekening om te modelleren hoe de zon hem zou verlichten.
Topografische kaarten bevatten veel meer dan contouren. Dit voorbeeld van een kaart uit 1947 van de USGS gebruikt symbolen om het type wegen, belangrijke gebouwen, hoogspanningslijnen en aanvullende details aan te geven. De blauwe streep-stippellijn vertegenwoordigt een intermitterende stroom, een stroom die een deel van het jaar opdroogt. Het rode scherm geeft land aan dat is bedekt met huizen. De USGS gebruikt honderden verschillende symbolen op de topografische kaarten.
Contouren en topografie zijn slechts het eerste deel van een geologische kaart. De kaart zet ook gesteentesoorten, geologische structuren en meer op de afgedrukte pagina door kleuren, patronen en symbolen.
Hier is een klein voorbeeld van een echte geologische kaart. U kunt de eerder besproken basisdingen - kustlijnen, wegen, steden, gebouwen en grenzen - grijs zien. De contouren zijn er ook, in bruin, plus de symbolen voor verschillende waterpartijen in blauw. Dat staat allemaal op de basis van de kaart. Het geologische deel bestaat uit de zwarte lijnen, symbolen, labels en kleurvlakken. De lijnen en de symbolen verdichten veel informatie die geologen door jarenlang veldwerk hebben verzameld.
Lijnen op de kaart geven verschillende rotseenheden of formaties weer. Geologen zeggen liever dat de lijnen de contacten tussen verschillende rotseenheden weergeven. Contacten worden weergegeven door een dunne lijn, tenzij wordt vastgesteld dat het contact een fout, een discontinuïteit die zo scherp is dat het duidelijk is dat daar iets is terechtgekomen.
De korte lijnen met cijfers ernaast zijn slag-en-dip-symbolen. Deze geven ons de derde dimensie van de gesteentelagen - de richting waarin ze zich uitstrekken tot in de grond. Geologen meten de oriëntatie van rotsen overal waar ze een geschikte ontsluiting kunnen vinden, met behulp van een kompas en doorvoer. In sedimentaire gesteenten zoeken ze naar de bodembedekkers, de sedimentlagen. In andere rotsen kunnen de tekenen van bodembedekking worden weggevaagd, dus in plaats daarvan wordt de richting van de foliatie of lagen van mineralen gemeten.
In beide gevallen wordt de oriëntatie geregistreerd als een slag en een dip. De staking van het beddengoed of de foliatie van de rots is de richting van een vlakke lijn over het oppervlak - de richting die je zou lopen zonder omhoog of omlaag te gaan. Thedip is hoe steil het bed of de foliation naar beneden helt. Als je je een straat voorstelt die recht een heuvel afloopt, is de geschilderde middellijn op de weg de diprichting en is een geschilderde oversteekplaats de staking. Die twee cijfers zijn alles wat je nodig hebt om de oriëntatie van de rots te karakteriseren. Op de kaart vertegenwoordigt elk symbool meestal het gemiddelde van veel metingen.
Deze symbolen kunnen ook de richting van de belijning weergeven met een extra pijl. Lineation kan een reeks vouwen zijn, een slickenside, uitgerekte minerale korrels of een vergelijkbaar kenmerk. Als je je een willekeurig vel kranten voorstelt dat in die straat ligt, is de belijning de afdruk erop en de pijl geeft de richting aan waarin het leest. Het getal vertegenwoordigt de duik of de duikhoek in die richting.
De lettersymbolen geven de naam en de leeftijd van de rotseenheden in een gebied aan. De eerste letter verwijst naar het geologische tijdperk, zoals hierboven weergegeven. De andere letters verwijzen naar de formatienaam of het gesteentetype. De geologische kaart van Rhode Island is een goed voorbeeld van hoe de symbolen worden gebruikt.
Enkele leeftijdsymbolen zijn ongebruikelijk; Zo beginnen zoveel leeftijdstermen met P dat er speciale symbolen nodig zijn om ze duidelijk te houden. Hetzelfde geldt voor C, en inderdaad wordt het Krijt gesymboliseerd met de letter K, van het Duitse woord Kreidezeit. Dit is de reden waarom de meteoorinslag die het einde van het Krijt en het begin van het Tertiair markeert, gewoonlijk het "K-T-evenement" wordt genoemd.
De andere letters in een formatiesymbool verwijzen meestal naar het gesteentetype. Een eenheid die bestaat uit Krijtschalie kan worden gemarkeerd als "Ksh". Een eenheid met gemengde gesteentesoorten kan worden gemarkeerd met een afkorting van de naam, dus de Rutabaga Formatie kan "Kr" zijn. De tweede letter kan ook een leeftijdsaanduiding zijn, vooral in het Cenozoïcum, zodat een eenheid van Oligoceen-zandsteen zou worden geëtiketteerd 'Tos.'
Alle informatie op de geologische kaart - zoals stoten en dalen, trend en duik, relatieve leeftijd en rotseenheid - wordt verkregen door het harde werk en de getrainde ogen van geologen die in het veld werken. Maar de echte schoonheid van geologische kaarten - niet alleen de informatie die ze vertegenwoordigen - zit in hun kleuren.
Je zou een geologische kaart kunnen hebben zonder kleuren te gebruiken, alleen lijnen en lettersymbolen in zwart-wit. Maar het zou niet gebruiksvriendelijk zijn, zoals een tekening op basis van verf zonder verf. Welke kleuren te gebruiken voor de verschillende leeftijden van rotsen? Er zijn twee tradities ontstaan in de late jaren 1800: de harmonieuze Amerikaanse standaard en de meer willekeurige internationale standaard. Een vertrouwdheid met het verschil tussen de twee maakt in één oogopslag duidelijk waar een geologische kaart is gemaakt.
Deze normen zijn nog maar het begin. Ze zijn alleen van toepassing op de meest voorkomende gesteenten, sedimentaire gesteenten van mariene oorsprong. Terrestrische sedimentaire gesteenten gebruiken hetzelfde palet maar voegen patronen toe. Stollingsgesteenten clusteren rond rode kleuren, terwijl plutonische rotsen gebruik lichtere tinten plus willekeurige patronen van veelhoekige vormen. Beide worden donkerder naarmate ze ouder worden. Metamorfe gesteenten gebruiken rijke, secundaire kleuren en georiënteerde, lineaire patronen. Al deze complexiteit maakt het ontwerpen van geologische kaarten tot een gespecialiseerde kunst.
Elke geologische kaart heeft redenen om af te wijken van de normen. Misschien zijn rotsen van bepaalde tijdsperioden afwezig, zodat andere eenheden in kleur kunnen variëren zonder verwarring toe te voegen; misschien botsen de kleuren slecht; misschien compromissen de kosten van drukkrachten. Dat is nog een reden waarom geologische kaarten zo interessant zijn: elke kaart is een oplossing op maat voor een bepaalde set behoeften. In elk geval is een van die behoeften dat de kaart een lust voor het oog moet zijn. Geologische kaarten, vooral de kaarten die nog steeds op papier zijn gedrukt, vormen een dialoog tussen waarheid en schoonheid.