Wikipedista:Polda18/Pískoviště/Články/Pískoviště 3

Geologický kompas.

Častou úlohou strukturní geologie je určení orientace ramen vrás.

Geologický kompas je nástroj, který využívá geolog pro měření orientací strukturních prvků v terénu. Typickou úlohou řešenou pomocí geologického kompasu je zjištění směru (azimutu) a úhlu sklonu určité plochy (například ramena vrásy). Data se zpravidla vynáší do spodní polokoule Schmidtovy sítě. Rozlišujeme kompasy analogové a digitální. Vzhledem k vysokým pořizovacím částkám a zároveň jednoduchosti těchto zařízení je výhodné a nikterak složité si geologický kompas vyrobit.

Použití

V geologii je prostorová poloha povrchů (např. vrstevních povrchů, břidlicových povrchů, zlomových povrchů atd.) definována dvěma hodnotami:

• Ráz je pomyslný průsečík dané plochy s vodorovnou rovinou, tj. s rovinou mapy.
• Spád je maximální úhel mezi touto plochou a vodorovnou rovinou. Směr pádu (tj. směr, kterým by se kulička kutálela po této ploše) je vždy kolmý k rázu.

Měření rázů

Na rozdíl od orientačního kompasu je u geologického kompasu růžice kompasu pevná a ručička přímo udává směr (azimut) pohybu. Kompasová růžice je proto pro správné odečítání zrcadlově převrácená.

Při měření v malém měřítku, např. na vrstevnatých a břidlicových površích, se jedna hrana kompasu přiloží k měřenému povrchu a pomocí vodováhy se nastaví do vodorovné polohy. Nyní lze přímo odečíst ráz. V případě rozsáhlých struktur, jako je např. výchoz skalní chodby nebo rudní žíly v přiměřeně rovném terénu, lze ráz odhadnout také „z volné ruky“ stojící nad strukturou.

Většina geologických kompasů je vybavena kompasovou růžicí s odstupňováním 360°, která umožňuje orientaci v terénu pomocí orientace nad zaměřovačem. Stejně jako u orientačního kompasu se azimut odečítá pomocí zrcátka. Protože však rázová linie např. 135° (jihovýchod) ukazuje vždy současně na 315° (severozápad), je polovina stupnice 360° pro měření rázového směru vlastně zbytečná. Proto existují kompasy, kde je růžice rozdělena do čtyř kvadrantů. Zde jsou severu a jihu přiřazeny hodnoty 0, zatímco východu a západu 90. Směr rázu severozápad-jihovýchod je pak zaznamenán jako N 045 W.

Měření spádů

K tomuto účelu se na běžných geologických kompasech umístí hrana v pravém úhlu k předem určené linii rázu. Úhel spádu se pak odečte pomocí vestavěného klinometru. Klinometr je obvykle vybaven druhou vodováhou pro případ, že se nevyrovná jednoduše gravitací. Vodorovné plochy mají sklon 0°, svislé 90°. Je třeba poznamenat, že například plocha se směrem sklonu severozápad-jihovýchod se nyní může sklánět k severovýchodu nebo jihozápadu. V úplném měření je proto třeba uvést: 135° / 50° JZ nebo N 045 W / 50 SW.

Moderní geologické kompasy

Geologický kompas (Freiberger), boční pohled s popisky

Koncepci moderního geologického kompasu vypracoval Eberhard Clar z Vídeňské univerzity během své práce strukturního geologa, kterou publikoval v roce 1954. Výhodou jeho koncepce je, že ráz a spád se měří v jednom kroku, přičemž pro úhel spádu se používá vertikální kružnice a pro směr rázu kompas. Jako první ji realizovala firma VEB Freiberger Präzisionsmechanik v německém Freibergu. Detaily konstrukce byly provedeny v úzké spolupráci s Technickou univerzitou Báňské akademie ve Freibergu. V roce 2016 představila společnost Brunton Inc. přístroj Axis Pocket Transit, který poprvé nabízel současné měření rázu a spádu a směru a ponoru v různých konfiguracích. Vyznačoval se netradiční konstrukcí víka, které se otáčelo o plných 360 stupňů v obou směrech, a dvěma osami, které umožňovaly přesné měření vertikálních a horizontálních úhlů na všech konfiguracích povrchu podloží.

Digitální kompasy

S nástupem chytrých telefonů se začaly objevovat také programy pro geologické kompasy založené na tříosém magnetometru a tříosém akcelerometru. Tyto kompasové programy využívají vektorovou algebru k výpočtu orientace rovin a linií z dat akcelerometru a magnetometru a umožňují rychlý sběr mnoha měření. Potenciálně se však vyskytují některé problémy. Měření prováděná geologickými kompasy v chytrých telefonech mohou být potenciálně náchylná na šum, především v důsledku vibrací nebo rychlého pohybu ruky. Uživatelé kompasu pro chytré telefony by měli pečlivě kalibrovat svá zařízení a provést několik testů oproti tradičním magnetickým kompasům, aby pochopili omezení zvoleného programu.

U tradičních kompasů se nezaznamenávají chyby způsobené špatným tlumením nebo pohybem obsluhy. Toto omezení je odstraněno použitím digitálních kompasů, i když ty mohou být náchylnější k chybám kvůli citlivosti akcelerometru, který programy používají k určení vertikální a horizontální polohy. Profesionální použití digitálního geologického kompasu proto vyžaduje překódování odchylky jednotlivých měření. Neexistují žádné údaje, které by naznačovaly, že digitální kompasy podléhají jakékoli měřitelné formě magnetického rušení.

Moderní techniky dálkového průzkumu Země jako LiDAR a fotogrammetrie umožňují získat přesná a hustá 3D mračna bodů. Tato mračna bodů umožňují měřit orientaci rovinných ploch. Jordá a kol. provedli porovnání orientací diskontinuit měřených pomocí klasického geologického kompasu a fotogrammetrického 3D mračna bodů, čímž prokázali, že sběr diskontinuit v terénu dálkovým průzkumem poskytuje spolehlivou alternativu k použití geologického kompasu.

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Geologenkompass na německé Wikipedii a Geological compass na anglické Wikipedii.

Literatura

• Marjoribanks, Roger W. (1997). Geological Methods in Mineral Exploration and Mining. Springer. p. 105. ISBN 9780412800108. Retrieved 27 June 2012.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Polda18/Pískoviště/Články/Pískoviště 3 na Wikimedia Commons
• Měření geologickým kompasem, VŠB - TU Ostrava
• Příklad transformace dat získaných geologickým kompasem, soutěž Věda je krásná 2012