کمپاس و کاربردهاي آن

[Consul 141]

مهارت در استفاده از ابزارهاي زمين‌شناسي براي زمين‌شناس امروز بسيار مهم و اساسي به نظر مي‌رسد و مي‌تواند او را در برداشت‌هاي صحرايي بسيار کمک نمايد. کمپاس يکي از وسايل اصلي زمين‌شناسان در برداشت‌هاي صحرايي مي‌باشد که مهارت در استفاده از آن مي‌تواند يک زمين‌شناس حرفه‌اي را در رسيدن به هدفش کمک نمايد.

کمپاس توسط بسياري از زمين‌شناسان براي نقشه برداري صحرايي از موضوعات زمين‌شناسي استفاده مي‌شود. زمين‌شناسان بيشترين استفاده را از کمپاس برانتون مي‌کنند اما باستان‌شناسان، مهندسين محيط‌زيست و نقشه‌برداران نيز از قابليت‌هاي اين وسيله استفاده مي‌نمايند. کمپاس برانتون در واقع يک قطب‌نماست که به دليل داشتن شيب‌سنج و قابليت حمل راحت به ساير قطب نماها برتري دارد و مي‌تواند به هر دو روش نشانه‌روي کمري و چشمي مورد استفاده قرار گيرد.

اندازه‌گيري دقيق ساختار‌هاي زمين‌شناسي مانند خط لولاي يک چين، اثر سطح محوري و صفحه‌ محوري و نقشه‌برداري زمين‌شناسي بدون استفاده از کمپاس برانتون غيرممکن و کاري نشدني است. در اين نوشتار ما کاربرد کمپاس برانتون را در اندازه‌گيري تغييرات خطي و صفحه‌اي ساختمان‌هاي زمين‌شناسي (‌ساختماني، رسوبي و چينه‌شناسي) مرور مي‌کنيم و در مورد استفاده کمپاس در نقشه‌برداري و اندازه‌گيري مقاطع چينه‌شناسي‌، اندازه‌گيري زوايا، ارتفاع و ... بحث مي‌نمائيم.

[Consul 141]

کمپاس برانتون (قطب‌نماي جيبي)
نخستين بار يک زمين‌شناس کانادايي به نام D.W. Brunton کمپاسبرانتون را طراحي کرد که سپس توسط کمپاني William Ainsworth در دنور امريکا ساختهشد. با وجود طراحي بادوام آن، آينه ظريف و بخش‌هاي شيشه‌اي آن در مقابل ضربه ورطوبت آسيب‌‌پذير بوده و پس از هر بار استفاده نياز به تعمير و آماده‌سازي براياستفاده مجدد داشتند. از سال 1972 برانتون هاي اصلي بوسيله کمپاني برانتون درريورتون ايالت وايومينگ امريکا (Riverton, Wyoming) ساخته و به بازار عرضه شدند. نمونه هاي مشابه از آن به مرور زمان در سوئد، چين، ژاپن و آلمان ساخته شد و امروزهدر بازار موجود است.

ساختمان کمپاس برانتون:
کمپاس برانتون از سه قسمت بدنهاصلي(box)، بازوي نشانه‌روي (sighting arm) و درپوش‌(lid)، تشکيل شده.

1- بخش بدنه اصلي
حاوي قطعات مهمي است کهعبارتند از:
•عقربه (Needle)که داراي دو جهت است، يکي جهت شمال (‌در کمپاسبرانتون‌هاي اصلي عموما به رنگ سفيد است و در برخي نمونه‌هاي مشابه با N مشخص شدهاست) و ديگري که به رنگ سياه است جهت جنوب را نشان مي‌دهد.
•تراز چشم‌گاوي (Bull's eye level) تراز کروي که براي خواندن زواياي افقي استفاده مي‌شود.
•تراز شيب‌سنج (Clinometer level) يا همان تراز استوانه‌اي.
•صفحه مدرج شيب‌سنج (Clinometer Scale) براي خواندن زواياي قائم.
•دستگاه تعديل (Damping mechanism) براي تخفيف در حرکت نوساني عقربه و پايداري بيشتر آن.
•دکمه قفل}کننده عقربه(Lift pin).
•پيچ برنجي کناري و ميخ شاخص(Side brass screw and Index pin) براي تنظيم و نشان دادن انحراف مغناطيسي.
•صفحه دايره مدرج (Graduated circle) براي خواندن امتداد.

نوک شمالي عقربه در نيمکره شمالي که زاويه انحراف مغناطيسي بهسمت پايين است به سمت صفحه مدرج نزديک مي‌شود. يک وزنه کوچک الحاقي به سمت جنوبيعقربه اضافه شده است تا تعادل را در عقربه فراهم سازد. چنانچه کمپاس در نيمکرهجنوبي يعني جايي که انحراف مغناطيسي به سمت بالاست استفاده شود بايد وزنه عقربه آنبر روي بخش شمالي عقربه بسته شود تا تعادل ايجاد گردد. براي عدم خطا در تشخيص عقربهسمت شمال بهتر است هميشه به وزنه دقت کنيم.

2- درپوش
بوسيله يک لولا به بدنه متصل مي‌گردد وشامل:
•يک آينه(Mirror) با يک خط محوري.
•پنجره نشانه روي بيضويشکل(Sighting window)براي نشانه روي به روش‌هاي کمري و چشمي.
•روزنه ديد.(Sight)

3- بازوي بلند نشانه‌روي
بوسيله يکلولا به بدنه متصل شده داراي:
• شکاف بيضوي کشيده بر روي طول خود براي مشاهدهساختارهاي خطي.
•نوک نشانه‌روي خم‌شونده(Sighting tip) براي تراز کردن خطديد.

[Consul 141]

صفحه مدرج کمپاس برانتون بر مبناي دو مقياس قديمي طراحي شدهاست.
مقياس آزيموت که در آن براي نشان دادن جهات از سه رقماستفاده مي‌شود به عنوان مثال براي شمال 000 يا 360 درجه و براي جنوب 180 درجه. دراين مقياس تنها جهت شمال مبناي اندازه‌گيري‌ها است و يک راستا بر مبناي جهت‌گيري آننسبت به شمال از 0 تا 360 درجه تعيين موقعيت مي‌شود.

مقياس ربع دايره(بيرينگ)که در آن از حروف و ارقام استفاده مي‌شود ( مثل( N60oE, S20oW در چهار ربع 90 درجه (NE, SE, SW, NW) مدرج شده است. راستاي شمال و جنوب به ترتيبدر بالا و پايين صفر درجه را نشان مي‌دهند. در اين مقياس شمال و جنوب مبناي اندازه‌گيري منظور مي‌شوند.

راستاي يک خط بر روي زمين بوسيله موقعيت آن خط مشخص مي‌شود، که زاويه افقي بين خط ومرجع (معمولا شمال در بيرينگ و 000 در مقياس آزيموت) مي‌باشد. البته مرجع در مقياسبيرينگ، هنگامي که راستاي يک ساختار به سمت جنوب خوانده مي‌شود، جنوب هم مي‌تواندباشد.
موقعيت E و W در صفحه مدرج معکوس است، يعني E در سمت چپ صفحه مدرج(معادل شماره 9ساعت ) و W در سمت راست صفحه ( معادل شماره 3 ساعت) بر روي صفحه مشخصشده‌اند.

اين حالت براي اصلاح در خواندن زاويه طراحي شده است. شايان ذکر است حتيوقتي‌ که صفحه مدرج چرخانده مي‌شود، نوک شمال (سفيد رنگ) عقربه کمپاس هميشه رو بهشمال قرار مي‌گيرد. براي مثال براي خواندن زاويه 045 ، ما صفحه را تراز کرده و بهسمت راست شمال (جهت عقربه‌هاي ساعت ) مي‌چرخيم، اما نوک شمال عقربه به سمت چپ شمالمي‌گردد ( خلاف عقربه‌هاي ساعت )، يعني جايي که شرق برروي صفحه مدرج حک شده است وما زاويه صحيح را قرائت مي‌کنيم.
...
نقل ار وبلاگ زمين‌شناسي Earth