מפה גאולוגית

מפה גאולוגית היא תיאור גרפי של תפוצת תוצרים ומבנים גאולוגיים על פני השטח של כדור הארץ. המפה מציגה מידע שנאסף בשטח ומציינת יחידות סלע – סוגי הסלעים השונים הנחשפים על פני השטח, יחידות זמן גאולוגי – ייצוג לעידנים השונים בלוח הזמנים הגאולוגי, וכן מבנים המופיעים בשטח – דוגמת העתקים ומבני קימוט.

מפה גאולוגית של מסיב ארמוריקה בצפון-מערב צרפת

מפה גאולוגית המראה את גילאי המסלע השונים על פני השטח של כדור הארץ

הצבעים והסמלים המופיעים במפה – המציינים יחידות סלע, זמן ומבנה – מפורשים באמצעות מקרא המצורף למפה.

הנתונים המופיעים במפות הגאולוגיות הן ביטויים תלת-ממדיים של סקרים גאולוגיים, ובאמצעותם ניתן לחשף את עומקן של שכבות המסלע – שהיערכותן מלמדות על המבנה וההיסטוריה הגאולוגית של האזור.

יצירת מפה גאולוגית

מפת שדה

סטריק ודיפ: 1 – סטריק, 2 – דיפ, 3 – דיפ נראה, 4 – זווית הדיפ

המיפוי הגאולוגי הוא עבודה רב-שלבית. תחילה מתבצע מיפוי ראשוני על "מפת בסיס" – לרוב מפה טופוגרפית מוכנה של האזור, המאפשרת דיוק בהתמצאות בשטח ובסימון הממצאים. המיפוי הראשוני מתבטא בקווי מתאר של יחידות סלע ובסימונם של העתקים וצירי קמטים עיקריים. השלבים הבאים מתבטאים ברישום פרטים מדויקים יותר.

ליתולוגיה

לאחר סימון קווי המתאר נערך תיאור ליתולוגי^[1] של המסלע. בשלב זה נקבעות היחידות הליתוסטרטיגרפיות הנחשפות בשטח – חבורות ותצורות – והיחסים ביניהן, השתרעותן ועובי השכבות. יחידות אלה נצבעות בהתאם לזמן היווצרן, לשיוך הסטרטיגרפי שלהן ולסוג הסלע המרכיב אותן. תיאור זה מאפשר בשלב מאוחר יותר ליצור חתך סטרטיגרפי של האזור הנחקר.

מבנים

ערך מורחב – מבנה (גאולוגיה)

מבני קימוט

החלק המבני מתבטא בשני אופנים: סימונם של העתקים על המפה וציון סוגם וכיוונם, ומבני קימוט – סימונם על המפה, סימון צירי הקימוט – כיוונם ביחס לשושנת הרוחות הנקרא "סטריק" (strike), ונטיית השיפוע שלהם – זווית השיפוע המרבית ביחס לאופק הנקראת "דיפ" (dip).

מדידה מדויקת של מבני הקימוט נעשית באמצעות "ברנטון" (brunton) – מצפן משולב בפלס – המהווה מצפן גאולוגי.

מפת שדה

ברנטון

מפת השדה היא תוצר ראשוני של המידע הנאסף בשטח. מטבעה, מפה כזו נערכת באזור הנחקר והיא מהווה תיעוד של סלעים ומבנים נראים לעין. במפה זו מצוינים נוכחותם של מחשופי סלעים, סוג הסלעים הנחשפים, כיוון השכבות, אזורי המגע בין השכבות, מבנים טקטוניים, טבעו של הכיסוי הקרקעי וצורות נוף.

נעשה רישום סכמטי של מבני קימוט ושבירה, בהם מצוינים צירי הקמט, כיוונם וזוויות הקימוט. כמו כן, נלקחות דוגמאות יד של סלעים לזיהוי במעבדה על-מנת לוודא את הרכבם ואת גילם.

השלב הסופי הוא הפיכת מפת השדה הדו-ממדית למפה גאולוגית תלת-ממדית באמצעות תוכנה ייעודית.^[2]

מפה דיגיטלית

הטכנולוגיה המודרנית מאפשרת יצירת מפה דיגיטלית בשטח, באמצעות עיבוד המידע המתקבל להיטלים והזנתם למחשב נייד, מחשב לוח או למחשב כף יד. באופן זה מתקבלת בו-במקום מפה גאולוגית, שיתרונותיה באפשרות לערוך תיקונים מיידיים ובניתוח אין סיטו של המידע הגרפי.

סמלים במפה גאולוגית

במיפוי גאולוגי נעשה שימוש במפתח בינלאומי המאגד צבעים וסמלים מוסכמים, המופיעים במקרא המצורף למפה.

סלעים בצבעים

אזורים בהם מופיע מסלע מסוג מסוים או מעידן גאולוגי מסוים נצבעים בצבע מתאים.^[3] השימוש בצבעים נעשה בשני אופנים:

• סוג הסלע – סלעי יסוד פלוטוניים וגעשיים נצבעים לרוב בגווני אדום.
• זמן היווצרות – לעידנים הגאולוגיים השונים נקבעו צבעים מאפיינים, למשל: ירוק לקרטיקון, כחול ליורה וסגול לטריאס.

סימול באותיות

בנוסף לצבעים מסומנות התצורות באותיות – הראשונה מסמלת את האות הראשונה בשם התקופה או העידן, ואותיות נוספות מציינות את שמה של התצורה. לדוגמה, תצורת הלשון מסומנת כ-ql, כאשר האות q מתייחסת לרביעון (Quaternary) והאות l לשם התצורה (Liasn).

מבנים כקווים במפה

מבנים טקטוניים מסומנים במפה בקווים ובחצים, באופן הבא:

• 
  דוגמה למפה גאולוגית צבועה ומסומנת
• 
  סימול באותיות: 1 = תצורה
• 
  סימול באותיות: 2 = תצורה לא ידועה מתקופה ידועה
• 
  סימול באותיות: 3 = סוג סלע – גברו
• 
  קווים במפה: 4 = מגע בין יחידות שונות
• 
  קווים במפה: 5 = העתק
• 
  קווים במפה: 6 = ציר קימוט
• 
  קווים במפה: 7 = העתק לא ודאי
• 
  קווים במפה: 8 = העתק סמוי או מכוסה
• 
  קווים במפה: 9 = כיוון העתק
• 
  קווים במפה: 10 = סטריק ודיפ
• 
  מקרא מפה

סוגים של מפות גאולוגיות

מפה איזופכית – מפת עובי

בנוסף לתיאור המסלע הנחשף על פני השטח, נערך מיפוי נושאי בתחומים שונים: מיפוי של קרקעית האוקיינוס, מיפוי גאופיזי של כבידה, מגנטיות, סייסמולוגיה וטקטוניקה, וכן מפות תת-קרקעיות המתארות הימצאות נפט, גז, פחם ומי תהום ואת השתרעותם המרחבית.

מפה איזופכית

מפה איזופכית (מיוונית: איזו – שווה, פכוס – עובי) משמשת לציון עוביין של השכבות. מפות איזופכיות דומות במהותן למפות טופוגרפיות, אם כי המספרים מייצגים את עובי השכבה ולא את גובהה מעל פני השטח. מפות עובי, ביחד עם מפות גאולוגיות, מאפשרות תפישה תלת-ממדית של השטח הנסקר ומספקות מידע על תהליכים מכניים שחלו על השכבות לאחר היווצרן, דוגמת קימוט ושבירה.

מפות אִיזוּר

מפת אזור סייסמי באריתריאה

אסונות טבע גאולוגיים התרחשו בעבר ויתרחשו בעתיד, והצורך להימנע מנפגעים בנפש או מנזק כלכלי כבד מכתיב היערכות מתאימה. הפגיעוּת האנושית לסיכונים געשיים וסייסמיים יכולה להיות מופחתת באמצעות מפות אִיזוּר (zoning) ותכנון השימוש בקרקעות באזור הנתון לפעילות גאולוגית ערה.

סיכונים געשיים

התפרצויות געשיות בעברו של הר געש הותירו את משקעיהן, ומהם ניתן ללמוד על סוג הסיכונים שהוא מייצג ועל תפוצתם. בנוסף, התפרצויות עכשוויות מאפשרות להעריך את הסיכונים בהרי געש בעלי מאפיינים דומים. באופן זה ניתן לפתח אסטרטגיות מתאימות להפחתת סיכונים. אלה עשויות להיות ישירות ומיידיות ולהתבטא בבניית סכרים שיבלמו התקדמות של להארים, או בהקצאת אזורים לבנייה שאינם מדורגים כאזורים בסיכון. אסטרטגיות עקיפות עשויות להתבטא בהתאמת תעריפי ביטוח. מידע זה חיוני במיוחד כאשר התפרצות געשית עתידה להתרחש או מצויה בעיצומה, ולכן רצוי להכינו ולנתחו בעוד מועד.

אחד המקומות המועדים לסיכון געשי הוא אזור נאפולי באיטליה, המצוי למרגלות וזוב. ניסיון העבר הבהיר את חשיבותן של מוכנות והערכת הסיכונים בסביבת הר הגעש – שתוצאתם מתבטאת במפות סיכון גאולוגי.^[4]

סיכונים סייסמיים

בדומה למיפוי סיכונים געשיים, נערך מיפוי סייסמי לאזורים המועדים לרעידות אדמה. מיפוי כזה משלב מידע המורכב מתאוצה מרבית של הקרקע (Peak Ground Acceleration – PGA) ברעידות אדמה מתועדות ואת עוצמתן באזורים המופיעים במפה. כן משולב מידע על התנזלות קרקע, מפולות ושיטפונות הנובעים מרעידת אדמה.

אחת המפות הסייסמיות הראשונות הוכנה בסין בשנת 1956. המפה – בקנה מדה של 1:10,000,000 – מתארת את מוקדי רעידות האדמה שהתרחשו בסין מאז 1900, וכן את תאוצת הקרקע המרבית.^[5] מפה זו הייתה שלב ראשוני בפיתוח סולם ליידו – סולם עוצמה המשמש בסין גם בהווה. מפה דומה פותחה על ידי המכון הגיאופיסי לישראל.^[6]

היסטוריה של המיפוי הגאולוגי

פפירוס טורין

המפה ששינתה את העולם

מפות גאולוגיות אינן תוצר בלעדי של טכנולוגיה מודרנית. אחת המפות הגאולוגיות – שריד לחיפוש זהב במצרים העתיקה הוא פפירוס טורין – מפה טופוגרפית וגאולוגית שצוירה על פפירוס, המתוארכת ל-1150 לפנה"ס. המפה הוכנה לקראת סיורו של רעמסס הרביעי במדבר המזרחי, והיא מסמנת את מיקומם של סלעי השילד הערבו-נובי באזור ומרבצי זהב במצרים הפרעונית.

המפה ששינתה את העולם

ויליאם סמית – גאולוג אנגלי בן המאה ה-18 – יצר את המפה הגאולוגית הכלל-ארצית הראשונה מסוגה. מפה זו – שהפקתה הסתיימה בשנת 1812 – פורסמה בשנת 1815 בשם " A Delineation of the Strata of England and Wales with part of Scotland".

המפה לוותה ברשימות שערך סמית, כולל רשימות על סקוטלנד, ובהדפסים צבעוניים. אלה הוגשו בארבעה חלקים בשנים 1816-1819, וסיפקו תיאורים של יחידות סטרטיגרפיות שבחר סמית ואיורים צבעוניים על נייר צבעוני של המאובנים המאפיינים בכל שכבה – מסודרים על-פי הארגון הטבעי שלהם בשכבות.

המפה הופצה בכ-400 עותקים, אחד מהם – כנראה המקורי – נמצא ברשות הספרייה הבריטית. בספרו מ-2001, "המפה ששינתה את העולם",^[7] מספר סימון וינצ'סטר את סיפורם של ויליאם סמית והמפה.

שימושים

למבנה ולהיסטוריה הגאולוגית של אזור מסוים השפעה על תכונות המסלע והקרקע. המיפוי הגאולוגי מאפשר לימוד תכונות אלה לצרכים שונים, הכוללים קיומם וטיבם של מי תהום ומחצבים, חיזוי סיכונים הנובעים מרעידות אדמה, התפרצויות געשיות וגלישת מדרון, וכן לימוד מדעי של השטח והתאמתו לצרכים חקלאיים ולבנייה.

ראו גם

• גאולוגיה - מונחים
• סטרטיגרפיה
• המכון הגיאולוגי לישראל

לקריאה נוספת

• שלמה שובאל, צפונות כדור הארץ, האוניברסיטה הפתוחה, 2006, עמ' 147-150, מסת"ב 965-06-0872-9
• עמנואל מזור, גיאולוגיה בפטיש ישראלי, האוניברסיטה הפתוחה, 1994, עמ' 248-260, מסת"ב 965-06-0276-3
• עקיבא פלכסר, גיאולוגיה, יסודות ותהליכים, אקדמון, 1992, עמ' 236-244, מסת"ב 965-350-026-0
• Encyclopedia of Geology, Elsevier Academic Press, First edition 2005, ISBN 0-12-636380-3

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא מפה גאולוגית בוויקישיתוף

• מפה גאולוגית מקוונת של ישראל באתר המכון הגיאולוגי לישראל
• מפות גאולוגיות של ישראל להורדה באתר המכון הגיאולוגי לישראל
• על מיפוי גאולוגי באתר USGS
• מיפוי גאולוגי, סייסמי וטקטוני של המזרח התיכון

הערות שוליים

1. ליתולוגיה – ענף גאולוגי העוסק בתיאור סלעים על-פי צבע, מרקם ומאפיינים מינרלוגיים
2. תוכנה המשמשת להכנת מפה גאולוגית
3. מקרא מפות גאולוגיות באתר המכון הגאולוגי
4. סיכונים גאולוגיים בנאפולי
5. מפת העוצמה הסייסמית של סין, 1956
6. מפת המקדם הסייסמי בישראל
7. המפה ששינתה את העולם בגוגל ספרים