De bocetos a las primeras fotografías
El conocimiento de la geología y, en particular, de la sedimentología, se ha transferido y compartido con éxito durante cientos de años a través de bocetos. Al igual que un botánico o un zoologista, un geólogo puede registrar datos de campo con solo papel y lápiz en forma de dibujos (ver uno de los bocetos geológicos publicados más antiguos en la Figura 1). Los mapas geológicos y los bocetos de afloramientos son los dos elementos básicos de los datos de campo para un geólogo. Para un sedimentólogo, un objetivo principal puede ser mostrar la distribución espacial y la geometría de las ‘unidades’ sedimentarias (es decir, cama, miembro, formación, grupo y supergrupo).
La llegada de la fotografía podría considerarse un primer avance en la recolección y el intercambio de datos de los afloramientos (la Figura 2 muestra una de las fotografías más antiguas tomadas con un propósito geológico). Cualquier dibujo es una representación artística de la ‘realidad’, mientras que una fotografía es una representación 2D casi perfecta de ella. Cuanto más realista sea su representación, mejor podrá cualquier persona observar las características cualitativas y cuantitativas de un afloramiento. En resumen, idealmente, los datos de un afloramiento deberían compartirse exactamente como si uno estuviera físicamente allí para poder medir y observar las características de la roca sedimentaria. Pero hay problemas que impiden la representación de un afloramiento de tal manera; por ejemplo, la amplia gama de escalas de todas las características, la cantidad potencialmente infinita de datos que se pueden registrar, o el hecho de que algunos datos son cualitativos (por ejemplo, color, textura determinada en el campo), por lo que el instrumento utilizado para registrar imágenes del afloramiento podría ofrecer una imagen significativamente diferente de lo que nuestros ojos y cerebro procesan. Pasemos a las innovaciones tecnológicas en la historia reciente que han hecho posible registrar datos de afloramientos en una gama más amplia de escalas y características.
Imágenes aéreas: aviones y satélites
Muy pronto, los militares se dieron cuenta del beneficio de tomar fotografías de cualquier territorio desde el aire: La perspectiva y escala de visualización proporcionarían información sobre la posición de los enemigos y las rutas de los vehículos terrestres. Los geólogos también se dieron cuenta de inmediato del valor de la fotografía aérea para la cartografía. Los geólogos de EE. UU. fueron pioneros a finales de los años 20[1], utilizando fotografías aéreas para diferenciar tipos de suelo y litología a partir de sombras en fotografías en blanco y negro. Sin embargo, el verdadero avance fue el despliegue de satélites, que incorporan lentes de alta resolución y una amplia gama de sensores. El gran salto adelante fue la imagen satelital multiespectral, que permitió un mapeo predictivo de alta precisión para grandes territorios alrededor de la Tierra. En 1972, la NASA lanzó el primer satélite multiespectral con la Misión Landsat. Los sensores multiespectrales miden la señal electromagnética en rangos específicos del espectro de luz solar, lo que hace posible la identificación de una variedad de minerales. En 2022, el satélite WorldView-3 está a la vanguardia de la imagen satelital. Este satélite utiliza 16 bandas posicionadas en las ventanas del infrarrojo cercano y de onda corta, lo que permite la identificación de un rango más amplio y preciso de minerales, así como una resolución espacial de 1.25 a 3.7 metros para el análisis mineral (Figura 3). Los satélites ayudan a mapear características geológicas de escala espacial relativamente grande e identificar litologías generales en amplias regiones, pero, ¿qué hay de la recolección de datos de afloramientos en una escala espacial más pequeña?
La llegada de los drones: democratización de la recolección de datos de afloramientos
Hoy en día, no es necesario pagar, al menos, cientos de euros por alquilar un avión privado o un helicóptero para recoger fotos desde el aire. Podemos comprar un dron por unos pocos cientos de euros y recolectar fotos durante años (¡a menos que lo estrelles!). La disponibilidad de drones relativamente baratos con buena óptica (es decir, el objetivo de la cámara) permite a cualquier geólogo recolectar imágenes desde cualquier distancia y ángulo de un afloramiento dado. Más importante aún, permite la recolección de imágenes de afloramientos, que antes eran inaccesibles. Los drones también han facilitado la operación de técnicas de topografía como LIDAR y fotogrametría[3]. Estas técnicas están destinadas a proporcionar modelos topográficos de alta resolución del terreno y, ahora, son más fáciles y baratas de realizar gracias a los drones disponibles en el mercado. En el caso de LIDAR, se necesitará gastar más dinero que en fotogrametría porque es necesario comprar un sensor Lidar que se montará en el dron.
Realidad virtual y aumentada: ¿la próxima experiencia avanzada?
Las innovaciones actuales en almacenamiento y gestión de datos, además de los avances técnicos en hardware, apuntan al desarrollo de herramientas de clase o entrenamiento virtual[4]. ¿Pueden estas herramientas transferir efectivamente conocimiento con la misma calidad en comparación con una experiencia en vivo en el campo? Definitivamente, no. Como instructor de cursos en línea y de campo, he evaluado a estudiantes y aprendices para primero analizar datos de afloramientos a partir de modelos 3D, fotos y videos creados con drones y luego, los he llevado al campo al mismo afloramiento. El resultado: siempre muestran una observación más pobre de características sedimentarias clave en comparación con la visita en vivo al campo (ver un ejemplo de este problema aquí: Comparación de datos de afloramientos). Una observación pobre de los datos conducirá inevitablemente a una transferencia de conocimiento y habilidades más pobre. Ninguna foto o modelo 3D puede hoy igualar una visita en vivo a un afloramiento, pero no debemos olvidar que no podríamos mostrar muchos afloramientos excelentes e inaccesibles a otros estudiantes y profesionales sin la ayuda de drones. Hay muchos avances, pero hoy la mejor manera de aprender geología es combinando visitas en vivo a afloramientos con datos de satélite, dron y otras técnicas de teledetección.
[1] www.asprs.org/wp-content/uploads/pers/1947journal/dec/1947_dec_557-565.pdf
[2] https://effigis.com/en/new-era-geological-mapping-multispectral-satellites-advanced-data-processing
[3] www.propelleraero.com/blog/drone-surveying-misconceptions-lidar-vs-photogrammetry/#:~:text=Lidar%20is%20a%20direct%20measurement,overlap%20and%20sufficient%20ground%20control
[4] www.earthmagazine.org/article/fieldwork-among-pixels-virtual-and-augmented-reality-diversify-geoscience-education/
