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INTRODUCCIÓN
La geología es la historia de la Tierra y la carto- grafía geológica es la quintaesencia de la geología. El mapa geológico permite representar y almacenar la información de la distribución, composición y es- tructura de las rocas en la superficie terrestre. A par- tir de los datos del mapa (dos dimensiones) y de da- tos accesorios como los buzamientos, sondeos, cortes etc. se realizan modelos interpretativos, en tres di- mensiones, del subsuelo. Así pues, el proceso de in- vestigación geológica se inicia, siempre, en la adqui- sición de datos en el campo. Ya en la antigua Grecia, el hallazgo de fósiles de conchas marinas en las montañas, les permitió deducir que el mar no siem- pre estaba en el mismo sitio. En el libro De minera- libus del árabe Avicena (980-1037), se encuentran descripciones de procesos geológicos a partir de ob-
servaciones de campo. Pero no es hasta el Renaci- miento, en donde los grandes sabios de la época em- pezaron a hacer dibujos y croquis de carácter geoló- gico. Destaca Leonardo da Vinci (1452-1519), el cual realizó magníficos dibujos del natural, en donde se veían rocas deformadas, y numerosos bocetos de problemas de hidráulica fluvial. Pero la mayoría de las veces las representaciones gráficas de los temas geológicos, se centraban en la descripción de fósiles o minerales, aunque existen bocetos de cartografías muy rudimentarias como el de las marismas de Sain- tonge de Bernard de Palissy (1510-1590), o los rela- cionados con la minería como el Bergbüchlein ( aprox.) de Von Calw y De re metallica (1557) de Agricola. La revolución científica del siglo XVII, permitió el nacimiento de la ciencia moderna. Nico- laus Steno (1638-1686) publicó en1669 el Prodro- mus, base de la geología moderna. De este autor hay
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MÉTODO INTERACTIVO PARA LA ENSEÑANZA DE LA CARTOGRAFÍA
GEOLÓGICA
An interactive method for teaching geological mapping
Albert Martínez () y Baldo Colldeforns (*)
RESUMEN:
Tradicionalmente, la enseñanza de la cartografía geológica, se ha basado en la interpretación de ma- pas geológicos. Muchas veces, estos mapas son modelos muy teóricos que no contienen buzamientos o muy pocos. En este trabajo se propone la utilización de un método más interactivo y empírico que simule el proceso que se realiza en una cartografía geológica. Así pues, el alumno, aunque no vaya al campo, puede aprender la metodología y evolución paso a paso de la elaboración de un mapa geológico. Este método, más acorde con la realidad, también permite al estudiante pensar de una manera crítica sobre cómo las interpretaciones geológicas potenciales, varían en función de los datos que se van obteniendo en el campo así como del conocimiento teórico. De esta manera, el método propone algunos ejercicios interactivos que muestran cómo las diversas interpretaciones son diferentes “aproximaciones” a la rea- lidad, y que estas “aproximaciones” varían con un gran número de factores. Así pues, las conclusiones realizadas por el geólogo son la consecuencia de un proceso empírico basado en el análisis de datos, formulación de hipótesis y una eventual vuelta al principio en busca de más datos.
ABSTRACT:
Traditionally, geological cartography has been based on the interpretation of geological maps. These maps are usually very theoretical; very often they do not contain strikes and dips, for instance. This paper proposes a more interactive, empirical method aimed at simulating what is actually done during a “real world” experience in geological cartography. This method will help the student to learn the methodology used in elaborating a geological map, through an interactive approach that does not require him to go to the field. Rather, it is designed to help the student think in a critical manner about how the potential geo- logical interpretations of facts vary in function of the data gathered in the field as well as of the theoreti- cal knowledge. Thus, the method comes up with some interactive exercises that show how the different “interpretations” are just different “approaches to reality”, and that these approaches do vary with a large number of factors. And that the conclusions made by a geologist are the consequence of an empiri- cal process based on the analysis of data, the drawing of temporary hypotheses, eventual refusal and back to the beginning, in a permanent quest for explanations. Knowledge comes from trials and interpre- tation of reality, and very seldom from clear cut, bureau-based formulas.
Palabras clave: Mapa geológico, método interactivo. Keywords: Geological mapping, interactive method.
() Geólogo consultor c/Enamorats, 132 - 08026 Barcelona - E-mail: amartinez@redestb.es (*) Museu de Geologia “V. Masachs Av. De les Bases, 61-73 - 08240 Manresa
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que destacar los cortes interpretativos de estratos de la Toscana. Pero no fue hasta el 1815, en que Wi- lliam Smith (1769-1875) realizó el que se considera el primer mapa geológico. Este ingeniero de canales consideró que las capas que tenían las mismas distri- buciones de fósiles también tenían la misma edad. Esto le permitió representar, con colores, las edades de distintas capas. Actualmente, las modernas técni- cas de investigación han permitido un gran avance del conocimiento geológico de la Tierra. Pero el pun- to de partida siempre es el mapa geológico, el cual se inicia en la recogida de datos en el campo.
L A E N S E Ñ A N Z A D E L A C A R T O G R A F Í A
GEOLÓGICA
Método tradicional
Existen numerosos manuales y libros sobre car- tografía geológica. Desde elementales manuales a libros más sofisticados con técnicas de interpreta- ción estructural y de subsuelo. (Roberts, 1984; Bu- tler y Bell, 1988; Bolton, 1989; Barnes, 1993; Lisle, 1988; Maltman, 1995, entre otros). Estos libros sue- len ir dirigidos a alumnos de geología de niveles universitarios y exponen los principales elementos de cartografía y representación geológica.
Por otra parte, la necesidad de aportar una infor- mación didáctica a docentes y estudiantes que desa- rrollan prácticas sobre mapas geológicos en distin- tos niveles de enseñanza también ha generado múltiples publicaciones. Quizás las más completas y utilizadas en el entorno educativo español sean, por citar algunas de las más recientes, las de Martí- nez-Álvarez (1981), Ramón-Lluch y Martínez-To- rres (1993), o Guerra-Merchán (1994), referencia- das en la bibliografía. Las propuestas de ejercicios suelen ser muy parecidas pero siempre el proceso es el mismo: a partir de un mapa teórico se realizan cortes y, pos- teriormente, una interpretación de la estructura e historia geológica (figura 1). Indudablemente este método es necesario para comprender las geome- trías más características y formas cartográficas. Estos ejemplos y ejercicios permiten adquirir al alumno una visión espacial de la geometría tridi- mensional de las estructuras geológicas. Pero este método no presenta el proceso real que se da lugar en la realización de una cartografía geológica, y puede dar una idea excesivamente simplista de la geología y a veces un poco engañosa, ya que mu- chos mapas carecen de datos geológicos (buza- mientos, estructuras). Otro problema es que estos
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Figura 1. Normalmente, el método tradicional de la enseñanza de la cartografía geológica es a partir de ma- pas geológicos ya realizados y de éstos se realizan los cortes y las interpretaciones. En este trabajo se propone el método interactivo, en donde el proceso de enseñanza quiere simular el proceso que se realiza en realidad. A partir de los datos de campo se genera una primera versión de mapa, unos cortes y unas interpretaciones. La adquisición de nuevos datos completan el mapa y pueden hacer variar las interpretaciones y así sucesiva- mente hasta que el profesor lo considere oportuno. De esta manera existe un proceso interactivo entre los alumnos, sus interpretaciones, el profesor y los datos que va proporcionando.
Resultado
Es muy importante que durante este proceso los alumnos sean conscientes de que con pocos datos se pueden hacer muchas interpretaciones geológicas muy simples pero que disminuye la posibilidad del acierto, pero al aumentar la cantidad y calidad de los datos, las interpretaciones son cada vez más res- tringidas y son mucho más ajustadas a los modelos teóricos. También es importante transmitir al alum- no que los conceptos teóricos geológicos (princi- pios básicos, mecánica de rocas, tectónica, sedi- mentología, etc.) han evolucionado a lo largo del tiempo y, por consiguiente, también las interpreta- ciones geológicas. Estas interpretaciones, que en un momento dado, parecen buenas y únicas, pueden pasar a ser erróneas, posteriormente. De esta mane- ra, un ejercicio que permite, por un lado, conocer el proceso de cartografía geológica, también sirve pa- ra evidenciar que el conocimiento geológico que se tiene de una zona, puede ser, actualmente, muy par- cial o incluso equivocado. La figura 3, representa un esquema que intenta reflejar, a grandes rasgos, el proceso científico de la geología. Los datos geoló- gicos están en el campo como si fueran piezas de un puzzle. Cuando se va a realizar un estudio de una zona, se parte de una serie de premisas: el dinero de que se dispone, el tiempo, objetivos planteados, etc.
No tiene el mismo objetivo ni medios, una prospec- ción petrolera, una cartografía básica de un organis- mo público o un pequeño estudio geotécnico. La metodología que se utilizará está en función de las premisas anteriores. El resultado es que, según la cantidad de datos, calidad de ellos, y la magnitud de la zona de estudio, poco a poco se van uniendo las piezas del puzzle y se van formulando diversas in- terpretaciones. Existen unos factores incontrolables, que pueden modificar substancialmente las inter- pretaciones o el estadio de construcción del puzzle. Por ejemplo, la aparición de nuevos afloramientos (autopista nueva, incendio, etc.); la suerte de dar con un dato muy importante, o sencillamente la in- tuición o genialidad del investigador. En un mo- mento dado el proceso de adquisición de datos se da por terminado (imperativos económicos, el tiem- po, etc.) y a partir de ellos, diferentes autores pue- den realizar diversas interpretaciones. Por lo tanto, podríamos decir que la interpretación geológica que se realiza de una zona es una mayor o menor “apro- ximación” a la realidad. Esta mayor o menor apro- ximación estará en función de todo lo dicho ante- riormente. Pero aunque creamos que poseemos suficientes datos para realizar una interpretación acorde con la realidad, puede ser que a la hora de la verdad no sea tampoco la correcta.
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Figura 2. Proceso en el método interactivo. El profesor da a los alumnos el mapa topográfico y unos itinera- rios (1). O bien se pueden escoger por los alumnos o el profesor los proporciona directamente de una manera individual o por grupos. (2) En los itinerarios vienen una serie de datos como los que se obtienen en el campo: buzamientos, tipo de rocas, tipo de contactos, fósiles, etc. (3) A partir de estos datos se realiza el mapa geoló- gico. (4) Con los datos disponibles y el mapa se realizan cortes geológicos e interpretaciones, que seguramente variarán según el grupo y se puede entablar una discusión. A partir de las discusiones, queda evidente la nece- sidad de más datos. (5) El profesor proporciona nuevos itinerarios y, por consiguiente, nuevos datos de campo (6). En este proceso se pueden añadir datos accesorios (7) como: sondeos, sísmica, dataciones de rocas, etc. (8) Se completa el mapa geológico y se realizan cortes nuevos y, seguramente, nuevas interpretaciones (9). Así sucesivamente hasta que el profesor considere que se ha llegado a unas conclusiones satisfactorias.
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EJEMPLO
Se propone un ejemplo, que para simplificar, se ha utilizado un corte. Con él se observa la evolu- ción de varias interpretaciones conforme se van ob- teniendo nuevos datos. Estadio 1: En el campo se han observados los datos del corte de la figura 4. Se interpreta como un anticlinal con un pequeño cabalgamiento a la dere- cha. Se realiza una columna estratigráfica en donde sólo dos fósiles dan edad. Se observa que la capa E es más potente a la izquierda que a la derecha. Esta característica se interpreta como un fenómeno sedi- mentológico: la cuenca era más distal hacia la iz- quierda. Estadio 2: Posteriormente se realiza una auto- pista en la parte derecha del corte (fig.5) y se obser- va una geometría de rampa de bloque inferior. Esto indica de que se trata de un cabalgamiento que du- plica la capa E. Se vuelve a la parte izquierda del corte y con detalle se observa una geometría de an- ticlinal de bloque superior que se había ignorado.
Con lo cual se puede saber el desplazamiento de di- cho cabalgamiento (fig.5b) Estadio 3: Casualmente se encuentran indicios de petróleo en la capa B (fig.6a). Se toman mues- tras y se realizan análisis petroquímicos. El resulta- do es que se trata de una buena roca madre. Con las nuevas teorías de geometría de cabalgamientos, se interpreta que el anticlinal estas formado por el api- lamiento de unidades de la capa C (porosa) y que puede servir como almacén de petróleo, ya que la capa D es impermeable (fig.6b). El resultado es la realización de un sondeo. Estadio 4: Los datos del sondeo son los que aparecen en la figura 7a. En lugar de la estructura prevista se encuentra una acumulación de materiales evaporíticos. Una nueva prospección detallada en el campo, permite encontrar pequeños afloramientos de yesos entre la capa C y D, hecho que hace modi- ficar la columna estratigráfica original (fig. 7b). Estadio 5: Unas excavaciones en la parte supe- rior de la montaña (fig.8a), permiten descubrir en las calizas F, los mismos fósiles que en la capa A.
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Figura 3. Este método de enseñanza de la cartografía, permite hacer una serie de reflexiones sobre nuestro co- nocimiento de la realidad desde el punto de vista geológico. El estudio geológico se inicia en el campo, que es como un puzle de datos que hay que recoger. Según el objetivo planteado, del tiempo disponible, del presu- puesto, etc. se utiliza una metodología determinada (tipo de cartografía, estudios complementarios, etc.). Poco a poco se van componiendo las piezas del puzle y nos van mostrando una imagen que tenemos que interpretar. Cuanto más datos y mejor sea su cualidad mejor será la interpretación. Pero también influye un factor que es la magnitud. No es lo mismo 100 estaciones en una mapa 1:5.000 que en un 1:50.000. Otro factor importante que afecta a las interpretaciones es el grado de conocimiento teórico de que se dispone, cuanto mayor sea éste, mayor será la posibilidad de realizar una interpretación correcta. Pero nunca se llega a obtener el 100 % de los datos. Por este motivo, en un momento dado diversos autores pueden realizan diferentes interpretaciones, con los datos disponibles. Estas interpretaciones, son aproximaciones de la realidad, y que sólo en los casos de obra civil o de prospección mineralógica o petrolera, se puede saber cuál de las interpretaciones es la verda- dera o ninguna de ellas.
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Figura 6a. La realización de una autopista pone de manifiesto, en el talud, una rampa de bloque inferior. Se va al campo en la zona de la izquierda y se descubre que las capas E forman un anticlinal de bloque superior. Se realiza una nueva interpretación: El aumento de grosor de la capa E que se observa en la zona izquierda es debido a un cabalgamiento que duplica la serie. Figura 6b. Se observan indicios de petróleo en la capa B. Se realizan análisis geoquímicos y muestran que dicha capa es una roca madre excelente.
Figura 7a. Se realiza una nueva interpretación con el fin de buscar petróleo. La estructura antiforme se inter- preta como un apilamiento de láminas cabalgantes de la capa C. Como esta capa es porosa se supone que pue- de ser el almacén de petróleo generado por la capa B. Figura7b. Se realiza un sondeo. En lugar de encontrar lo previsto se encuentra un engrosamiento de materiales evaporíticos, hasta ahora desconocidos en la zona. Un examen detallado en el campo entre la capa C y D pone de manifiesto pequeños afloramientos de yesos.
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Figura 8. Una excavación en la capa F, descubre un yacimiento de fósiles tipo estrella como los de la capa A. Esto indica que son los mismos materiales. Una nueva interpretación muestra que el pequeño cabalgamiento de la derecha, en realidad es la rampa de un manto de corrimiento que sitúa la capa A encima de F.
Figura 9. El resultado es que, conforme se han obtenidos nuevos datos, las interpretaciones han variado y la última interpretación es muy diferente de la primera: la serie es distinta (hay un nivel de evaporitas no des- crito), las calizas F son menos potentes, el cambio de grosor de la capa E es debido a la tectónica, la forma antiforme es debida a la acumulación de evaporitas y que existe un manto de corrimiento importante.
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