Tema 20 – La investigación geológica y sus métodos. Fundamentos y utilidad de la fotografía aérea, el mapa topográfico y el mapa geológico. Importancia de la geología en la búsqueda de recursos y en las obras publicas.

INTRODUCCIÓN

La Geología es una ciencia joven. En la actualidad existen importantes con­troversias en algunas de sus hipótesis, especialmente referidas a Los movimien­tos en la corteza terrestre que tratan de explicar la “Teoría de La tectónica de placas”. De cualquier forma La Geología en La actualidad esta muy abierta a relacio­narse con otras ciencias donde sin duda puede aportar importantes datos.

Es de destacar, que el fin último de esta disciplina ha sido La localización, valoración y extracción de Los recursos naturales, es decir, materias minerales, combustibles fósiles y agua.

Sin embargo, desde hace unas décadas la Geología juega un importante papel en las obras públicas. Hoy en día no se concibe una obra importante de ingeniería o arquitectura, sin que previamente se haya realizado el correspondiente informe geológico del terreno donde se va asentar. Esto ha dado origen a una nueva especia­lidad: La “Ingeniería Geológica”.

Las catástrofes más importantes, en costo de vidas humanas y económico, son debidas a los desastres naturales. La Geología debe de ser La ciencia que más se ocupe en estudiar Los riesgos deriva­dos de Los procesos, tanto externos como internos, y los factores que condicionan tales riesgos.

De todos los desastres naturales que ocurren en España, el que tiene más incidencia es el de las “inundaciones”, por lo que las medidas de predicción y prevención en este sentido se han cuidado mucho en nuestro país. No se puede decir otro tanto en el caso de otros desastres naturales.

En la actualidad Las Ciencias Medio­ambientales están cobrando una enorme importancia. Se ha visto que U Geolo­gía es una materia indispensable para su completo estudio, especialmente en Lo que se refiere a los residuos e impactos paisajísticos.

LA INVESTIGACIÓN GEOLÓGICA Y SUS METODOS

El método de investigación geológi­ca tiene una doble vertiente. El trabajo de campo para estudiar las condiciones naturales del terreno y el trabajo de la­boratorio y cartografía para el estudio y el análisis de las muestras tomadas y las observaciones recogidas.

Por tanto, lo principal es que el geólogo aprenda a situarse sobre el terreno, con relación a un mapa topográfico con curvas de nivel a escala adecuada, sobre el que irá anotando cuantos datos pueda obtener.

De primordial interés, en el trabajo de cartografía geológica sobre el terreno, es marcar en el mapa, con la mayor exacti­tud posible, los límites de las diferentes formaciones geológicas, que en primera aproximación, se diferencian por sus ca­racteres litológicos, así como el recorrido de las fallas, pliegues, diques de rocas magmáticas, yacimientos fósiles, etc.

Para obtener otros datos como son la inclinación y el buzamiento de los estratos, de las fallas, etc., se emplea la brújula del geólogo, que además de pro­porcionar la necesaria orientación sobre el terreno, permite tomar direcciones y buzamientos mediante un péndulo que lleva acoplado.

En general, el geólogo levantará sobre el terreno varios perfiles topográfico-geoló­gicos, a lo largo de itinerarios previamente elegidos para poder obtener luego, una vez interpretados, una idea lo más exacta posible de la estructura geológica de la región estudiada.

Para la toma de muestras es impres­cindible el martillo de geólogo, y en oca­siones los cinceles. La toma de muestras debe de hacerse anotando cuantos datos sean precisos para su exacta localización sobre el mapa o los cortes geológicos, y su situación relativa con otras muestras para poder asignarles un orden cronoló­gico relativo dentro de la escala geológica regional. Si se trata de fósiles se recogerán ejemplares de todos los que se encuentren asociados en el yacimiento separando los de cada estrato en bolsas independientes, para evitar que se mezclen los que pu­dieran corresponder a edades geológicas distintas.

Datos complementarios sobre la natu­raleza del subsuelo se pueden obtener por medio de los sondeos mecánicos, o por métodos geofísicos de prospección del subsuelo, sísmicos, magnetométricos, o eléctricos.

Los trabajos de laboratorio son de gran importancia y consisten, en el estudio y análisis de los minerales y rocas, utili­zando los recursos del análisis químico, mineralógico, o petrológico, el micros­copio de luz polarizada, análisis granu-lométricos, estudios mediante rayos X de ciertos minerales, aplicación de métodos estadísticos, etc. Los fósiles serán cuida­dosamente clasificados, determinando su edad geológica, sin olvidar la investigación de microfósiles en las rocas sedimentarias, mediante técnicas adecuadas.

La interpretación fotogeológica de fotografías aéreas verticales, en pares estereoscópicos, que permite obtener una imagen muy acusada del relieve y diferenciar los accidentes geológicos y los distintos terrenos, cuando presentan diferencias litológicas acusadas, así como la estructura estratigráfica y tectónica, es una técnica muy extendida como comple­mento a los trabajos de campo.

FUNDAMENTOS Y UTILIDAD DE LA FOTOGRAFÍA AÉREA, EL MAPA TOPOGRÁFICO Y EL MAPA GEOLÓGICO

La fotografía aérea

Fundamentos En general, las fotografías aéreas más utilizadas son en blanco y negro y están tornadas con película pancromática muy rápida, sensible a todas las longitudes de onda del espectro visible, siendo aún más sensibles en los extremos de la escala cro­mática que la propia vista humana, por lo que en una fotografía tomada con este tipo de película se pueden apreciar una serie de detalles que a simple vista pasarían, des­apercibidos. Son películas de grano muy fino, alta sensibilidad y poder de resolución. que permiten obtener un buen contraste. Su gama de grises es reducida. Según el ángulo de toma, las fotogra­fías aéreas pueden ser verticales, cuando el eje óptico de la cámara coincide con la vertical de lugar del campo fotografiado, y oblicuas, cuando la toma se realiza con un ángulo respecto a esta vertical. Las fotografías oblicuas pueden ser oblicuas bajas, con un ángulo de toma superior a los 10° e inferior al necesario para fotografiar el horizonte y oblicuas altas o panorámicas, cuando el ángulo de toma es suficiente para hacer visible en la fotografía la línea del horizonte

En fotogeología se trabaja casi exclu­sivamente con fotografías verticales, por suministrar una información más completa para los fines perseguidos.

El formato de las fotografías aéreas verticales es cuadrado, pudiendo variar su tamaño para las distintas escalas.

En los márgenes de las fotografías aparecen unas muescas de control, pun­tas de flecha, cuadrados, triángulos, etc., que coinciden exactamente con el punto medio geométrico de cada lado. En uno o dos márgenes aparecen fotografiadas las distintas referencias que nos pueden servir para la identificación de la fotogra­fía y estudio de la misma, como pueden ser: reloj con la hora exacta de la toma, distancia focal de la lente empleada (en milímetros), tipo de lente, muescas de control, altímetro, número del rollo, y fecha de la toma.

Las fotografías aéreas se orientan según el criterio adoptado para los mapas, es decir, con el N situado hacia arriba.

Metodología: Actualmente, con los modernos mé­todos de navegación aérea, se pueden obtener fotografías con una desviación de la vertical menor a 2°, error que se puede considerar despreciable frente al resto de los errores que se introducen por diversas causas, como distorsión de los bordes, terreno accidentado, etc.

La toma de las fotografías suele ser sistemática, barriendo por completo la zona seleccionada. El barrido se hace por bandas, y al final de cada una, se invierte el sentido de la dirección del avión para empezar otra nueva banda paralela a la anterior. Corrientemente se sigue el rumbo N-S o E-O

Cada pasada fotográfica del avión se le denomina “banda”; el número de éstas que es necesario para recubrir fotográficamente un terreno dependerá de la escala de las fotografías, que a su vez depende de la altura del vuelo y la distancia focal de la lente con la que se esté trabajando.

Principales términos usados en las Fotografías aéreas verticales

Altura de vuelo (H): es la altura del avión en el momento de la toma, refe­rida al nivel del mar. Se puede ver en el altímetro fotografiado en el margen de la fotografía.

Altura de vuelo sobre el terreno (Ho): es la distancia existente entre el centro
de la cámara y el terreno en el momen­to de la exposición.

Eje óptico: es la línea ideal que, pa­sando por el centro de la cámara, es perpendicular a la película expuesta en su punto medio.

Punto central (PC): es la intersección del eje óptico y la película. Corresponde
al centro geométrico de la fotografía.

Nadir (N): es la proyección vertical del centro de la cámara sobre el terre­no en el momento de la exposición. Cuando la fotografía es absolutamente vertical, el nadir coincide con el punto central, es decir, con la proyección del eje óptico.

Escala de una fotografía

Considerando semejantes los triángu­los AOB y aOb de la figura 3, podemos establecer la siguiente relación:

Escala de la fotografía = 1/E=i/o=f/H siendo i el tamaño de la imagen obtenida y o, el objeto fotografiado.

Es decir, para hallar la escala media de una fotografía basta dividir la distancia focal por la altura de vuelo.

Al hallar la escala de una fotografía tenemos que tener en cuenta los puntos siguientes:

El altímetro que viene fotografiado al margen de la fotografía nos da la altura del vuelo sobre el nivel del mar, mien­tras que la que nos interesa es la que existe sobre el terreno; por tanto, habrá que restar a la lectura del altímetro la altitud media del terreno, que se puede saber de antemano o bien hallarla en un mapa. La fórmula quedaría: 1/E=f/H-Hm=f/Ho siendo Hm la altura media del terreno.

La distancia focal de la lente suele venir dada en milímetros mientras la lectura del altímetro suele venir en pies o en metros (1 pie = 28 cm. aproximadamente).

Otra manera de hallar la escala de una fotografía es empleado el otro término de la ecuación;

1/E=i/o siendo o la distancia medida entre dos puntos del terreno, e i su equivalente medida sobre la fotografía.

En la imposibilidad de medir dicha dis­tancia sobre el terreno, podemos hallarla sobre un mapa quedando la ecuación; 1/E(foto)=b/a.1/E(mapa) siendo b la distancia entre dos puntos me­dida en el mapa y a, la distancia entre esos mismos puntos medida en la fotografía.

Visión estereoscópica

La visión en relieve se logra por la visión simultánea de los objetos desde distinto ángulo, el correspondiente a cada ojo, y su coordinación mental. Gracias a esta doble visión podemos apreciar las distancias, es­pesores, profundidades, etc., es decir, todas las magnitudes tridimensionales.

Si, como se ha dicho, la visión en relieve se logra por la visión simultánea de los objetos desde distinto ángulo y su coordinación mental. Esto se logra por medio de unos aparatos especiales llama­dos estereoscopios. Las dos fotografías descritas reciben el nombre de par este­reoscópico y deben estar solapadas en un 60% de ambas fotografías. Hay que tener en cuenta que solo se puede ver en relieve los 2/3 de cada fotografía, es decir, la parte común a las dos fotos que forman el par estereoscópico. Para ver en relieve una fotografía completa hay que usar también la fotografía del otro lado, formando así una tripleta esteoroscópica.

Estereoscopios

Son aparatos de los cuales nos servimos para coordinar mentalmente dos fotografías de un mismo objeto tomadas desde distinto ángulo, de manera que logremos una imagen visual tridimensional del mismo. Hay diver­sos tipos de estereoscopios, y dentro de cada uno de ellos varios modelos que presentan diversas ventajas e inconvenientes.

El más simple de todos es el estereosco­pio de lentes, consistente en dos lentes de pocos aumentos (1,5 a 2), separadas entre sí unos 6,5 cm., que corresponde aproxi­madamente a la distancia interpupilar de las personas. Sus principales ventajas son: pequeño tamaño, fácil transporte, claridad de imagen y su bajo precio; y sus defectos: incomodidad en el trabajo, pequeño campo visual, dificultad para anotar datos sobre las fotografías.

Exageración vertical del relieve

La sensación de relieve que se obtiene a través de las fotografías aéreas no se ajusta a la realidad, quedando exagerada. La exageración del relieve no es cons­tante; varía de un tipo de fotografías a otro, dependiendo de los factores que hayan intervenido en su toma y de unas personas a otras.

La sensación de relieve puede variar para una misma persona según trabaje con un estereoscopio u otro, si la colocación de las fotografías no es correcta, etc.

La exageración vertical es muy útil en fotogeología ya que se pueden apreciar rasgos del terreno, como pequeños diques, capas, etc, que, de otro modo, pasarían inadvertidos.

Paralaje

Es el desplazamiento aparente en la posición de un objeto debido al cambio de punto de observación.

Se llama paralaje de un punto en un par estereoscópico de fotografías a la suma algebraica de la distancia que existe entre la imagen de dicho punto en cada fotografía y los puntos centrales de cada una; esta distancia debe ser medida paralela a la línea de vuelo.

En la figura 4 el paralaje absoluto del punto b sería L1 + L₂. El paralaje absoluto de un punto es mayor cuanto mayor sea la altura a la que está situado.

Diferencia de paralaje entre dos puntos es la diferencia algebraica que existe entre sus paralajes absolutos. Esta medida es un dato importante en fotogrametría (ciencia que obtiene medidas fidedignas por me­dio de las fotografías) para el cálculo de altitudes.

Utilidad de La fotografía aérea: La principal utilización está en la elaboración de los mapas topográficos a escaía II 25.000. El método consiste en la denominada fotogrametría cuya materia prima es precisamente la foto aérea.

Una vez reveladas, en el gabinete téc­nico se identifican los puntos comunes.

Esta operación se realiza mediante unos aparatos de restitución, denominados ge­néricamente autógrafos. Pero antes de restituir, el topógrafo debe calcular unas medidas absolutas del terreno y las coor­denadas de una serie de puntos (normal­mente seis), apreciables en la fotografía. En esto consiste la aerotriangulación, en rellenar de puntos todas las fotografías, trabajo que en la actualidad se hace por ordenador. Así, mediante unos programas se establecen las distancias y las coorde­nadas de los distintos puntos que servirán de apoyo a situaciones sucesivas.

La interpretación de las fotos aéreas a partir de la intensidad de los grises es la base imprescindible. Es difícil realizar una síntesis correcta del estudio de los tonos y su aplicación en fotogeología, dado que su intensidad es el resultado de una serie de fac­tores dispares entre sí, como pueden ser los puramente técnicos, climáticos, filológicos, etc. Esto impide por ejemplo, atribuir una tonalidad de gris a cada tipo de roca.

No obstante la foto aérea está sirviendo para realizar análisis en ocasiones muy detallados de: vegetación, geomorfología, estructuras tectónicas y fracturaciones, vulcanismo, litología, depósitos fluvia­les, depósitos litorales y costas, cólicos, glaciares, salinos etc.

El mapa topográfico

Uno de los medios más importantes de que se dispone para el estudio del relie­ve de la superficie terrestre es el mapa topográfico, documento en el que que­dan expresadas la localización, formas y relaciones mutuas de los elementos que configuran el paisaje.

Se entiende por mapa topográfico la representación gráfica, plana y a escala del relieve de la superficie terrestre.

El mapa se divide en hojas que se iden­tifican con un número y con el nombre de la población registrada con mayor número de habitantes.

Elementos del mapa topográfico: Todos los mapas topográficos presentan, sin excepción, una serie de elementos mí­nimos, que se describen a continuación:

Escala: La proyección plana de la superficie terrestre debe de ser utilizada con una reducción de tamaño apropiada. Esta reducción se denomina escala y puede definirse como la relación entre las dimen­siones de la superficie terrestre y el mapa que las representa. Existen dos formas de exponer la escala: una gráfica que consiste en un segmento graduado que guarda la proporción entre las dimensiones reales y las representadas en el mapa (fig. 5) y otra numérica; consistente en un número fraccionario cuyo denominador expresa cualquier longitud tomada sobre el terreno y el numerador su medida correspon­diente en el mapa. Ordinariamente se expresa tomando por numerador la unidad, y por denominador un guarismo seguido de ceros; así en un mapa que reduzca cincuenta mil veces las dimensiones reales al plano se dirá que está confeccionado a escala 1/50.000. o, lo que es lo mismo, un mapa en el que un centímetro, representa 50.000 cm.

Planimetría: permite en los mapas topográficos la localización precisa de los distintos puntos de la superficie terrestre teniendo en cuenta la relación ángulo-distancia entre los mismos. Para el logro de este objetivo se establece un canevás o red geográfica, consistente en un sistema de ejes coordinados, destinado a fijar la posición de los puntos de la superficie terrestre.

Altimetría: La altimetría es el ele­mento del mapa topográfico con el que se pretende resolver el modo de expresar el carácter tridimensional de la superficie terrestre.

Se han utilizado muy diversos métodos para representar esta tercera dimensión, la altitud, en la actualidad se utiliza pre­ferentemente el sistema de las curvas de nivel, ya que da a conocer de manera exacta la altitud sobre el nivel del mar de todos los puntos representados en el mapa, y permite, además, el cálculo de pendientes topográficas.

Una curva de nivel puede definirse como el lugar geométrico de todos los puntos que están situados a una misma altura. Así pues, las curvas de nivel re­presentan la intersección de la superficie topográfica con una serie de planos ho­rizontales equidistantes. Estas curvas se proyectan ortogonalmente sobre el plano del mapa, proporcionando así un senci­llo esquema de la topografía de la región considerada.

La separación de las curvas de nivel en el mapa aumenta en sentido inverso a la pendiente topográfica. En las áreas llanas el espaciamiento de las curvas de nivel es acusado, disminuyendo progresivamente esta separación a medida que aumenta la pendiente del terreno.

Este sencillo método permite determinar con gran facilidad la cota absoluta de un punto situado entre dos curvas de nivel consecutivas. Para ello se traza la perpen­dicular a ambas curvas, que es la línea de máxima pendiente entre ellas (línea MN de la Fig. 7); por triángulos semejantes, la altitud del punto en cuestión será (punto A de la Fig. 7):

M’N’/A’N’=equidistancia entre curvas de nivel/X

Cota absoluta del punto A = valor de la curva de nivel que contiene al punto N, más valor obtenido de x.

Las curvas de nivel poseen, entre otras, las siguientes propiedades: son equidis­tantes entre sí, todas las curvas de nivel son líneas cerradas y las curvas de nivel no pueden cortarse nunca.

Perfil topográfico: De suma utilidad en el análisis detallado del relieve, a partir del mapa topográfi­co, es la construcción e interpretación de perfiles topográficos en los sectores del mapa que presentan mayor dificultad y/o interés.

Un perfil topográfico consiste en la proyección de los puntos de la superficie terrestre, a partir del mapa topográfico, sobre un plano vertical, según una direc­ción determinada. El perfil topográfico permite un primer análisis del relieve de la zona donde se ha efectuado el corte, ya que proporciona la dimensión vertical que no se obtienen de la observación directa del mapa.

Construcción de un perfil topo­gráfico: La construcción de un perfil topográfico a partir del mapa requiere una sencillísima técnica, que pasamos a describir. Una vez escogida sobre el mapa topo­gráfico la dirección del perfil, conviene determinar la cota más alta y la más baja en la línea del perfil, y, consecuentemente, el máximo desnivel, para así situar sobre un pliego de papel milimetrado el origen de coordenadas. Naturalmente, en el eje de ordenadas se representarán las diferentes alturas y en el de abscisas las distancias horizontales. La orientación del perfil suele hacerse presentando el Sur o el Oeste a la izquierda del papel utilizado. Se coloca este papel milimetrado de manera que su borde su­perior coincida con la linea del perfil a realizar. Sobre dicho borde habrá de seña­larse cada una de las intersecciones de las curvas de nivel situadas entre los extre­mos del perfil con el papel milimetrado. A continuación se desplazará cada punto así obtenido en línea vertical hasta alcanzar sobre el papel su altura correspondiente, señalada en el eje de ordenadas. Una vez realizada la proyección de todos los puntos de corte entre el papel milimetrado y las curvas de nivel que afectan al perfil en cuestión, se obtendrá una sucesión de puntos que habrá que unir mediante una línea continua y curva (no quebrada), intentando, en la medida de lo posible, que se ajuste a la realidad. Es conveniente, finalmente, consignar una serie de datos complementarios, tales como coordenadas geográficas de los ex­tremos del perfil, topónimos de los parajes, accidentes geográficos y construcciones atravesadas en el perfil, orientación del mismo, escalas horizontal y vertical uti­lizadas, etc.

Interpretación de un perfil topo­ gráfico: La forma y estilo de un perfil topográfico obtenido a partir del mapa pueden ser interpretados, ya que dependerá de la importancia relativa de los factores que intervienen directamente en la con­ figuración del paisaje. En resumen, cada forma del relieve es el resultado de la interacción de diversos factores paisajísticos, cuya influencia rela­tiva puede llegar a adivinarse a través del análisis detenido del perfil topográfico.

Análisis, interpretación y comen­tario del mapa topográfico: El mapa topográfico sugiere y plantea problemas variados, ya que al representar la super­ficie terrestre reducida y simplificada, destaca especialmente algunos aspectos y permite un análisis global de la zona que no siempre es fácil de obtener de la observación directa del paisaje. Esta visión de conjunto es la que se intenta conseguir a partir de la descripción e interpretación del mapa topográfico.

Para lograr este objetivo conviene dis­tinguir de entre los numerosos datos que ofrece el mapa topográfico los relativos a aspectos humanos de los estrictamen­te naturales. Los aspectos humanos son aspectos a destacar y diferenciar de los puramente naturales. Su estudio se realiza mediante el análisis del habitat, las vías de comunicación y los usos del suelo.

En cuanto a los aspectos naturales, se­rán las formas del relieve y todo aspecto de carácter natural incluido o relacionado con él. Los rasgos más sobresalientes se pueden concretar en caracteres generales del relieve, hidrografía, vegetación natural y geología.

Mapa geológico. Fundamentos y utilidad

Un mapa geológico es la representación plana a escala y en planta, apoyada sobre una base topográfica, de toda la infor­mación geológica (litología, estructura, estratigrafía, etc.) referente a una deter­minada región, mediante una simbología normalizada, especificada en la leyenda del mapa.

Así pues, un mapa geológico constará básicamente de los siguientes elementos:

Datos infraestructurales: que son los propios del mapa topográfico (altimetría, escala, red de drenaje, topo­nimia, poblaciones, comunicaciones, cultivos, etc.).

Datos litológicos: que quedan repre­sentados mediante una simbología con explicación en la leyenda del mapa.

Datos estructurales: también se hace constar mediante una sencilla notación los pliegues y fallas que afectan a los materiales, así como el buzamiento de las capas.

Datos cronoestratigráficos: ya que de un mapa geológico se puede deducir la columna estratigráfica regional gracias a que con colores estandarizados se representan las distintas edades corres­pondientes a los tiempos geológicos.

Otros datos geológicos:, como pueden ser la ubicación de yacimientos pa­leontológicos, canteras y explotaciones mineras; en muchos casos se introdu­cen también datos geomorfológicos, como escarpes de terrazas, dolinas, cono de deyección, coluviones, suelos, canchales, etc.

La confección de un mapa geológico no constituye un fin en sí mismo (salvo en las primeras etapas, ya históricas, de las Ciencias Geológicas), sino que es la base indispensable para estudios de Estra­tigrafía, Paleontología, Ecología, Minería, Ordenación del Territorio, Hidrogeología, Geotecnta, etc.

Datos infraestructurales: Sobre ellos ya se ha hablado y son so­bretodo los aspectos humanos que afec­tan a la zona en que se ha hecho el mapa geológico.

Datos litológicos: La distinta naturaleza de los materiales aflorantes en la zona a representar puede recogerse mediante una serie de tramas específicas que simbolizan la distinta composición petrológica de cada uno de ellos. No obstante, con objeto de no recar­gar los mapas, puede optarse por suprimir dicha trama por colores de acuerdo con la edad de los materiales, como se verá más adelante. Dichos colores se acompañan con letras del tipo C³₁₆, J₃₃, Tg₃ etc., que hacen referencia a distintos materiales de edades Cretácico (C), Jurásico (J) yTriásico (T), respectivamente. Tanto los colores como el significado de las iniciales se especifican en la leyenda que acompaña a los mapas, en la que se hace constar la naturaleza litológica de los materiales; así, puede leerse en la leyenda del Mapa Geológico de España, E. 1/50.000, Serie Magna, Hoja N° 796 (Gandía): C³₁₆– margas ocres con orbitolinas; J33- calizas microcristalinas-, Tg₃-margas irisadas, yesos y calizas, etc.

Datos estructurales: Los pliegues y fallas que afectan a los materiales también se representan mediante una simbología, que resumidamente es la que vemos en la figura 10.

Se sobreentiende que de un pliegue se representa el buzamiento de superficie axial en su contacto con la superficie topográfica (si la superficie axial es un plano, la traza es el eje del pliegue). En cuanto a las fallas, se representa única­mente la línea de falla.

Datos cronoestratigráficos: El contacto entre dos materiales infra, supra o simplemente adyacentes puede ser por falla o bien concordante o discordante, según que la sedimentación haya sido con­tinua (y por tanto los estratos se suceden en el tiempo) o presente interrupciones; en este último caso se habla de discordan­cia (erosiva y angular) y paraconformidad (hiato o lagunas estratigráficas).

Cabe destacar que las rocas de origen ígneo, al aparecer generalmente como forma­ciones homogéneas y masivas, se presentan con frecuencia discordantes respecto a las series sedimentarias que atraviesan.

Hay un acuerdo internacional para re­presentar mediante colores homologados las diferentes edades de los materiales aflorantes. Los colores y edades conve­nidos son los siguientes:

Azoicos y cristalinos de edad indeterminada Rosa fuerte.

Precámbrico Rosa pálido.

Cámbrico Verde eléctrico.

Ordovícico Verde oscuro.

Silúrico Verde grisáceo.

Devónico Burdeos.

Carbonífero Negro violáceo.

Pérmico Rojo anaranjado.

Triásico Rojo sangre.

Jurásico Azul.

Cretácico Verde oliva.

Paleógeno Naranja.

Neógeno Amarillo.

Cuaternario Blanco grisáceo,

Interpretación y comentario del corte geológico

Cronología relativa de los eventos geológicos: Un mapa refleja toda una suer­te de acontecimientos geológicos generales que se han sucedido en el tiempo y que han dejado una impronta en forma de urología o de deformación y que el análisis detenido de un mapa geológico permite datarlos en el tiempo (en edades relativas). La sucesión en el tiempo o cronología de hechos ocurridos es previa a la interpretación de la historia geológica de una región y normalmente conviene trazar uno o dos perfiles geológicos, normales a las direcciones de las estructuras, con el fin de clarificar los datos que nos aportan los mapas. Una vez efectuados los perfiles, se ha de tener en cuenta una serie de reglas prácticas, tales como: empezar por los materiales que se suponga sean los más antiguos, tener en todo momento presen­te el principio de la superposición de los estratos y el corolario “todo fenómeno geológico que afecta a unos materiales es posterior a ellos y anterior a aquéllos que no han sido afectados”. Si en el perfil aparecen materiales metamórficos, tener presente que normalmente provienen del metamorfismo de rocas sedimentarias, cuya sedimentación hay que justificar. Al mismo tiempo los fenómenos de me­tamorfismo suelen acompañar a los mo­vimientos orogénicos, simultáneamente. Hay que prestar especial atención a las discordancias y superficies de erosión, que nos hablan de épocas de no sedimentación, o de tiempos de arrasamiento continental, de orogenias, etc. (figura 13). General­mente las edades relativas nos permiten hablar de fenómenos que tuvieron lugar después que ocurriera tal cosa, y antes de tal otra

Interpretación a partir de litologías y del contenido faunístico: Entendemos por facies el conjunto de características litológicas y paleontológicas que quedan reflejadas en una roca sedimentaria y que permite reconocer las condiciones gené­ticas y su historia de formación. Si la de­finición de la facies se basa en criterios litológicos, hablaremos de litofacies, y si la distinción se efectúa en base al conteni­do faunístico, hablaremos de biofacies. La columna estratigráfica o secuencia causal de estratos nos permite deducir por ejemplo la existencia de transgresiones y regresiones. La mayoría de las rocas sedimentarias que forman las series estratigráficas se acumularon en cuencas marinas, hacién­dolo muchas de ellas en medios próximos a la línea de costa. Los desplazamientos que ésta haya sufrido podrán ser deducidos del estudio de dichos materiales. Así pues, en una serie transgresiva pasamos de depósitos detríticos groseros (conglomerados y areniscas) en los estratos que forman la base de la columna estrati­gráfica, a estratos intermedios de granu-lometría más fina (arena de grano fino y lutitas -limolitas y arcillitas-), para acabar con depósitos químicos, calizas e incluso yesos (figura 14). En una serie regresiva tendríamos justo lo contrario, tal como se refleja en la columna de la figura 15. La presencia de evaporitas nos reflejan climas áridos, con fuerte evaporación, que permite la precipitación de los sulfatos y cloruros. Igualmente sedimentos rojos son indicadores de climas cálidos, así como la sedimentación de series potentes de calizas. Por contra, el carbón indica climas húmedos templado-fríos, ya que si fuera cálido la actividad bacteriana impediría la acumulación excesiva de vegetales. Los depósitos de tillitas indican clima frío y medio glaciar. Los fósiles, aparte de datar los estratos, nos suministran una información valiosí­sima sobre las condiciones de sedimenta­ción de las capas sedimentarias; medios continentales, de transición, marinos. También la batimetría, lejanía a la costa, temperatura, etc. Una gran variedad de especies fósiles en una misma época indica clima cálido y benigno. Inversamente faunas monóto­nas indican clima frío. Grandes reptiles implican flora abundante y, por tanto, clima cálido. Formaciones de arrecifes: mares cálidos.

Comentarios sobre el mapa y corte geológico: historia de los acontecimientos geológicos de una región: Generalmen­te los comentarios y descripciones de los mapas y cortes geológicos se deben de ha­cer atendiendo a los siguientes apartados: Estratigrafía, tectónica, historia geológica y geología económica. Esta es la tónica seguida en los mapas geológicos a escala 1/50.000, serie Magma, que publica el I.G.M.E. Lo que se específica de cada punto se detalla a continuación.

Estratigrafía: La descripción detallada de las diferentes unidades estratigráficas presentes en el mapa es previa a cualquier otro estudio. Se definirán las unidades básicas si­guiendo el habitual orden cronológico de antigüedad decreciente-creciente, ha­ciendo constar la naturaleza litológica de los términos principales de cada unidad, potencia y sus posibles variaciones y sus relaciones con las unidades contiguas, tanto lateralmente como en la vertical, definiendo en cada caso el tipo de con­tacto con ellas (concordante, discordante, mecanizado, etc.). Por último, se citará el contenido paleontológico de cada unidad estratigráfica.

Tectónica: Las distintas unidades es­tratigráficas (ya definidas en el anterior apartado) se presentarán con una cierta disposición espacial, que, en la mayoría de los casos, es consecuencia de las fuerzas que han actuado o actúan en la región. La distribución, dirección, intensidad y naturaleza de estas fuerzas determinan la tectónica de la zona. Se definirán las unidades estructurales que tengan expresión a nivel regional, des­cribiendo sus principales características: estilo tectónico de la unidad, elementos y direcciones principales ejes de pliegues, direcciones de fracturación, etc., intensidad de la formación, etc. Por último, se distinguirán las diferentes fases tectónicas, si las hubiese, ordenán­dolas cronológicamente.

Historia Geológica: La naturale­za litológica de las distintas unidades estratigráficas, así como su contenido paleontológico, informan acerca de las condiciones ambientales de formación de los materiales, lo cual, junto con la disposición estructural y deformaciones que presentan, va a permitir reconstruir las características paleográficas de cada una de las unidades. Apoyándose en estos datos, se descri­birá la evolución geológica sufrida por la región, siguiendo un orden de antigüedad decreciente.

Geología Económica: Se hará una sucinta descripción de las minas y can­teras más importantes, así como de los posibles recursos naturales que la zona pueda presentar. Asimismo se reseñarán las caracterís­ticas principales de la hidrología subte­rránea, subrayando sus posibilidades de aprovechamiento. Por último, se citarán los manantiales, sondeos y pozos presentes en la zona.

IMPORTANCIA DE LA GEOLOGÍA EN LA BÚSQUEDA DE RECURSOS Y EN LAS OBRAS PÚBLICAS

La geología y los recursos naturales

Es imprescindible definir en primer término dos conceptos fundamentales: recursos y reservas.

Las reservas se definen como los de­pósitos conocidos e identificados, en los cuales el mineral o minerales pueden ser extraídos con beneficio económico, con la tecnología actual y con los parámetros económicos actuales.

Los recursos, por otro lado, incluyen tanto las reservas como otros depósitos minerales, que pueden llegar a ser eventualmente aprovechables, sobretodo en el futuro.

Los factores que influyen en el carác­ter económico de un material, son de dos tipos:

Intrínsecos (geológicos), que son in­mutables.

Extrínsecos (económicos), que son fluctuantes, por ejemplo aumento de la demanda.

La corteza terrestre es la que nos pro­porciona la mayor parte de los recursos naturales que se encuentran concentrados en ciertas rocas. No todos los elementos de la corteza son recursos explotables. Son los procesos geológicos los que han concentrado localmente los distintos ele­mentos (anomalía geoquímica); de estas concentraciones (yacimientos) el hombre extrae sus recursos.

El cálculo de las reservas de cualquie­ra de los recursos que se utiliza es muy aleatorio, porque depende no sólo de la abundancia y disponibilidad, sino también de otras variables actuales e incluso futu­ras. Así, yacimientos que en la actualidad son antieconómicos pueden ser rentables en un futuro más o menos próximo, por aplicación de nueva tecnología en su explotación. Del mismo modo, algunos recursos pueden sustituirse por otros más asequibles o más abundantes.

Los procesos geológicos son tan lentos que la posibilidad de reemplazamiento de los recursos utilizados es infinitamente menor que las tasas de consumo. Los recursos existentes que pueden ser recu­perados por los métodos conocidos y a un precio rentable son limitados, mientras que su ritmo de explotación y consumo no lo son.

En la formación de un recurso mineral, la materia se concentra mediante procesos geológicos; cuando se consume sucede lo contrario, pues la materia se transforma de un estado concentrado a otro disperso. Así, la combustión del carbón dispersa hidratos de carbono en los constituyentes atmosféricos y la energía almacenada se transforma en calor y se disipa en el es­pacio exterior como radiación.

Tipos de recursos naturales

Desde el punto de vista de utilización se clasifican como sigue:

Recursos renovables: Geotérmica, hidroeléctrica, mareomotriz, solar, eólica y biomasa.

Recursos no renovables: Hay dos bloques:

Fuentes de energía: con los Hi­drocarburos (petróleo, gas natural, arenas asfálticas y pizarras bitumi­nosas), Carbones (antracita, hulla, lignito y turba) y el Uranio.

Fuentes de materias primas: hay dos tipos: Metálicos (Hierro y aleacio­nes del acero, metales “usuales”, metales ligeros y metales preciosos) y no metálicos (rocas y materiales, fertilizantes, materiales para la in­dustria química y otros).

Las prospecciones

Son los estudios previos de tipo geoló­gico que se realizan para la localización de futuros recursos naturales no renovables, se aplican principalmente al agua, mine­rales y petróleo,

Los principales tipos de prospección son:

Geoquímica: Prospección de depósitos minerales a partir de indicios a nivel traza de ciertos elementos químicos, en ocasiones muy minoritarios en la corteza terrestre.

Eléctrica: Uso de diagrafía eléctrica del fondo de agujero para obtener la información subsuperficíal para aná­lisis geológico.

Magnética: Realización de observacio­nes de variaciones en el campo mag­nético terrestre desde el aire o desde tierra, utilizando un magnetómetro u otro equipo adecuado, para localizar depósitos magnéticos de hierro, níquel o titanio o depósitos no magnéticos que contienen minerales de ganga magnética o que están asociados con estructura magnética.

Geofísica: Aplicación de conceptos cuantitativos y principios de física y matemáticas en exploraciones geo­lógicas, para descubrir el carácter y los recursos minerales de rocas subterráneas en las partes superiores de la corteza terrestre.

Gravedad: Identificación y trazados de planos de la distribución de masas rocosas de diferente peso específico por medio de un gravímetro.

Radiactiva: Indicios de radiactividad en el subsuelo, su medida e interpre­tación de los resultados.

Sísmica: Prospección geofísica basa­da en el análisis de ondas elásticas producidas en el subsuelo por medios artificiales.

La geología y las obras públicas

La importancia de la Geología es cada día mayor en la ejecución de prácticamen­te todas las obras públicas, tales como presas, carreteras, túneles y todo tipo de construcciones, siendo desarrollada por una especialidad en la Geología: La Geotecnia.

Así pues, el reconocimiento geológi­co del terreno, tanto superficial como mediante sondeos, es una labor previa indispensable en todos los trabajos de construcción de obras públicas o edifica­ciones. Se debe de calcular la resistencia de las rocas, su porosidad, plasticidad, elasticidad, etc. Un factor fundamental es el grado y tipo de fracturación del terreno, especialmente la existencia de fallas.

Existen riesgos geológicos que se pueden originar al realizar la obra públi­ca, o bien, que siendo naturales pueden amenazar a la obra una vez finalizada su construcción. Los principales riesgos geológicos para la construcción proceden de los terrenos deformables, como yesos y arcillas, o poco consistentes, como arenas y gravas sueltas, deslizamientos, filtracio­nes de agua y fallas. En las zonas de alta montaña hay que considerar los efectos de las heladas, la posibilidad de aludes de nieve y las coladas de barro y avalanchas de canchales, tras el hielo.

En las regiones de clima árido se de­ben estudiar cuidadosamente los cauces de ramblas y otros cursos torrenciales que, en una repentina avenida tras fuertes lluvias, pueden provocar inundaciones o arrastrar puentes y edificaciones.

En los puertos marinos deben estudiarse el régimen de mareas, olas y corrientes litorales. En ciertos casos, la construcción de un malecón en un emplazamiento in­adecuado puede hacer cambiar el régimen de corrientes, causando una fuerte erosión costera, que provoque la desaparición de playas y relleno de muelles.

Geología aplicada a la construcción de vías y carreteras

Es necesaria una información geológica del trazado de la vía o calzada, así como de las zonas donde se extraerán las materias primas para la misma.

Según datos estadísticos, de los pro­yectos de vías públicas que se han tenido que reformar en España en los últimos años, un 54% los fueron por fallos en el terreno (zonas fracturadas, zonas de ye­sos y sales que provocan deformación del firme, permeabilidad o impermeabilidad del subsuelo etc…).

El estudio geológico se realiza pri­mero sobre la zona en general por la que discurrirá la vía o calzada; en segundo lugar, limitándose al estudio del trazado propuesto por los ingenieros; y, en tercer lugar, a las zonas posibles de abasteci­miento de materias primas (gravas, ce­mentos, etc.), para reducir los costes y por acercar estas zonas al área de trabajo.

Siguiendo este esquema, es funda­mental la información geológica en la perforación de los túneles, en los que se debe de disponer de la información más porminorizada, de la zona a perforar, con detalles de la estructura, permeabilidad, niveles de acuíferos, dureza de las distin­tas unidades rocosas, etc., para contar con las soluciones a los problemas que se van a encontrar antes de que la perforación alcance las zonas donde existan estos po­sibles problemas, salvando de esta manera tiempo, dinero y hasta vidas humanas.

Geología aplicada a la construcción de embalses

La construcción de una presa es labor que requiere, indispensablemente, un estudio geológico detallado que cubre tres aspectos fundamentales: geología del cierre de la presa, que ha de soportar la presión y el peso del agua embalsada; geología (atendiendo principalmente a las permeabilidades) del vaso o embalse propiamente dicho y geología del área madre o cuenca hidrográfica que vierte sus aguas a este embalse.

El conocimiento geológico del cierre es imprescindible, ya que la presa se asienta sobre rocas con distintas características de resistencia que han de formar un cuerpo con la pared de la presa y soportar el em­puje y peso de todo el agua embalsada. Es fundamental pues, el conocer sus pro­piedades elásticas, su posible fracturación (puede presentar diaclasados impercep­tibles a simple vista) que provocaría el desmoronamiento de la presa, etc.

Hay que insistir sobre la necesidad del conocimiento hidrogeológico del vaso del embalse; de poco serviría un pantano asentado en una zona tal que por alguna parte de la misma se filtrase el agua y circulase por debajo del cierre, perdiéndose y poniendo en peligro la pro­pia estabilidad de la presa al debilitarse el terreno por debajo de ella, a causa de las filtraciones.

Las presas tienen vida limitada si los afluentes que concurren a ella traen tal cantidad de aportes detríticos que se produce una colmatación que obliga a su limpieza periódica. La única solución para este problema, de real importancia, es impedir la erosión en las zonas en que ésta se produce en mayor grado, locali­zándose éstas por la composición de los materiales transportados por los afluentes y la geología del área madre. Para impe­dir o disminuir la erosión, existen medios técnicos conocidos, entre los que destaca la repoblación forestal, que fija el suelo por medio de las raíces de los árboles, conteniendo de este modo la acción me­cánica del agua.

Geología aplicada a la construcción urbana

No se debe de construir ninguna edifica­ción de más de cuatro pisos sin la existen­cia de un informe geológico que garantice la resistencia del suelo, determinando los tipos de cimientos que se deberán emplear para cada tipo de subsuelo.

Particularmente importante es este in­forme en las poblaciones situadas en zo­nas sísmicas, donde se deberán emplear técnicas de construcción antisísmica.

No siempre se realizan las edificaciones con este estudio geológico previo, por lo que se hace necesario que las legislaciones de los distintos paises contemplen este aspecto en su verdadera importancia, obligando a su realización.

Lo mismo cabria decir de las edifica­ciones próximas a volcanes considerados inactivos, donde de vez en cuando tienen lugar sacudidas que pueden originar de­rribos.