Creando un mapamundi realista - Formación de masa terrestre

Si bien la respuesta de bowlturner proporciona una lista de procesos con los que trabajar, creo que, dado que se trata de la construcción de mundos, debería haber alguna técnica para aplicar todas estas posibilidades de manera práctica.

Medios prácticos, ya que no estamos hablando explícitamente de software aquí, es posible hacerlo con lápiz y papel y caber todo en su cabeza.

Tenga en cuenta que la siguiente técnica pretende dar un resultado realista, pero no depende necesariamente del realismo absoluto o de la aplicación de la teoría dominante en cada paso.

Elevación

Comenzando con un planeta rocoso estéril, podemos aplicar algo de elevación para reducir la suavidad, lo que puede ayudar más adelante. Esto se puede hacer al azar: un buen algoritmo de ruido puede ayudar, por supuesto, pero como estamos en papel aquí, podemos dividir el mundo en algunas secciones grandes y tirar los dados para la elevación en cada intersección.

Para hacer esto correctamente, necesitamos un rango de elevaciones que tenga sentido. Necesitamos una elevación media y un límite superior. No podemos definir la elevación más baja como el nivel del mar ya que todavía no tenemos mar. Dado que se considera que Marte está lo suficientemente cerca de una Tierra joven, podemos usar sus elevaciones en este punto, ya que allí hay menos corrosión (lo que nos da espacio para aplicar nuestra propia corrosión más adelante).

Los puntos más altos y más bajos de Marte están separados por 30 km, la montaña más alta está a 22 km y la elevación media (superficie de referencia) es de unos 8 km. Aplique cualquier elevación en las intersecciones dentro de estos límites y ajuste hasta que tenga una elevación media adecuada. Luego subdivida la cuadrícula y realice el proceso nuevamente en todas las intersecciones nuevas. Esto le dará un aspecto muy artificial, así que simplemente combine y divida picos y valles hasta que se vea más razonable.

Ahora es el momento de colocar cráteres y otras cosas si es necesario: asegúrese de que sean cráteres de gran impacto, ya que los más pequeños se erosionarán de todos modos. Decida si desea aplicar las características de la superficie debido a la elevación por encima o por debajo de los cráteres después de que se formó una montaña?) Los cráteres deben ser grandes y cubrir un porcentaje de 2 dígitos de la superficie. Tampoco deben ser demasiado profundos, como máximo una décima parte del rango de elevación (en este caso 3 km, pero menos es mejor).

Si no quieres océanos en el mundo, puedes detenerte aquí. Si quieres algo parecido a la tierra, es hora de romperlo. Esto te dará continentes.

Mares y Continentes

Cree líneas de falla alrededor de los casquetes y en toda la superficie, más si quiere muchos continentes, menos si quiere menos de ellos. Luego, aleje la superficie de las líneas de falla: cuanto más lejos esté la tierra de las fallas, más grandes serán los océanos y más profundos serán. Siéntase libre de reducir la tierra seca al 30% de la superficie o menos. Todo esto no necesita ser hecho con detalle, solo más o menos.

Una vez que haya terminado de obtener continentes, cree más líneas de falla por todo el lugar. No los alejes, estas son tus placas tectónicas. Si no está seguro de cómo deben verse, aquí hay una foto . De la imagen es obvio que las placas no coinciden exactamente con los continentes ni son completamente aleatorias.

volcanes

Ahora coloca volcanes al azar, por todas partes. El enfoque de cuadrícula anterior puede funcionar. La cantidad de volcanes a lo largo de la historia es probablemente demasiado alta para trabajar con ella, pero parece que hoy en día hay alrededor de 1500 potencialmente activos. Unos 15 volcanes deberían ser suficientes porque, como se puede ver aquí , están bastante bien agrupados a lo largo de las líneas de falla de las placas tectónicas. Después de colocarlos al azar, inclínelos fuertemente hacia esas líneas. Los que están muy cerca deben multiplicarse para cubrir grandes líneas a lo largo de las fallas. Sin embargo, aún deberían quedar algunos lejos de esas líneas. Si se colocan en tierra firme, crean montañas volcánicas, si están cerca de la tierra pero no sobre ella, se obtiene una isla; si están lejos de la tierra, en el océano, se obtiene un volcán submarino.

Después de anotar los puntos, se debe decidir su escala. Está la escala VEI para eso. La escala va de cero a 8, donde cero es relativamente inerte y 8 es apocalíptico.

Tenemos que asegurarnos de que también cubrimos los alrededores del volcán. La tefra sería expulsada a la atmósfera y eventualmente sería depositada en el suelo. También hay lava cubriendo los alrededores. ¿Hasta dónde llegarían estos? Podemos dividir el volumen total de tefra (descúbrelo por la escala de cada volcán, del VEI) por un espesor y obtener un área de tefra asentada para ese espesor. Aplícalo en el área circundante. El viento y el clima, por supuesto, afectarían las cosas, pero podemos ser libres al respecto, ya que simular el clima para cada erupción, etc., rápidamente se volverá demasiado tedioso para esto. El magma burbujeando según el índice se puede ver aquí .. Puedes suponer que todos esos metros cúbicos se convierten en una gran montaña. ¿Pero qué tan alto y ancho se vuelve? Podemos usar la fórmula de cono circular correcta y resolver la altura o el radio para obtener un resultado; afortunadamente, Google nos tiene cubiertos: busque "volumen de cono" y debería darle una calculadora con la que trabajar, junto con la fórmula si usted necesito.

Obviamente, esto es difícil de hacer para volcanes de 1.5k, así que solo haga algunos cálculos rápidos para aquellos que son solitarios y luego elija algunos puntos a lo largo de las líneas del volcán, calcule algo para ellos e interpole el resto de los volcanes (para que sean más grandes cuando más cerca de los grandes y se hacen más pequeños a medida que se acercan a los pequeños). Si necesita un grosor para la línea, use el radio promedio del volcán para eso; también puede asumir que la tefra se distribuye en un círculo y tomar ese radio para la línea del círculo de tefra. Difumínalo un poco por "realismo".

Una alternativa sería distribuir los tamaños en función de las frecuencias, que puede derivar de un gráfico como este .

Cañones, cadenas montañosas, serie de islas

Aquí es donde nuestros platos empiezan a ser más importantes. Los cañones y las cadenas montañosas son fáciles. Mire un ejemplo : aquí hay un mapa aproximado de cadenas montañosas . Es obvio que hay una relación de línea de falla. Dado que tanto los cañones como las cadenas montañosas son el resultado de interacciones de placas, debemos sacudirlos para obtener algunos de estos. Una manera fácil es colocar vectores aleatorios en cada placa tectónica: para cada placa, haga una flecha de longitud y dirección. Deben comenzar aproximadamente desde el centro de cada plato. Para sacar las componentes horizontal y vertical y hacernos la vida más fácil, usa una calculadorao más fácilmente, simplemente dibuje un rectángulo alineado con la cuadrícula para la cual el vector es su diagonal: los lados izquierdo y derecho son su componente vertical y los lados superior e inferior son su horizontal.

Ahora mire hacia dónde apuntan todas las flechas nuevas. Si dos placas apuntan entre sí, conviértalo en una cadena montañosa si se encuentran en tierra o en una serie de islas (pueden ser islas submarinas) si se encuentran en el mar. Si están apuntando en dirección opuesta, eso es un cañón.

Necesitamos saber qué tan altos van a ser estos rangos y qué tan profundos van a ser los cañones. Hay dos enfoques rápidos para esto: use el mismo rango de elevaciones desde arriba, desde Marte (ya que vamos a erosionar montañas a 2/3 o 1/2 más tarde, no use rangos de la Tierra; el punto más alto debe ser ~ 20 km y la zanja más baja bajo el agua debe estar ~5 km por debajo del nivel del mar; los cañones deben estar a 1,5 km como máximo por debajo del nivel del mar) o moverse alrededor de las placas varias veces (como 3-5 veces) y contar las colisiones y retracciones para cada borde dentro del número total de movimientos; divida la elevación total con el número de iteraciones para saber cuánta diferencia hace cada una y luego haga una suma simple para distinguir sus profundidades y alturas.

Todas estas colisiones son terremotos, como volcanes, si desea una estimación aproximada de cuán poderosas pueden ser y con qué frecuencia pueden ocurrir (para obtener más detalles), eche un vistazo a esto .

¿Qué pasa con la erosión?

Parece estar planeado para más tarde, así que me detendré aquí.

Las placas tectónicas son las principales fuerzas que crean y dan forma a las masas terrestres. La litosfera (la corteza terrestre) está flotando sobre un núcleo de magma. A medida que las diferentes placas se mueven, se muelen y chocan entre sí, provocan diferentes efectos en la superficie. Al igual que el hielo en un lago u otra gran masa de agua. Cuando dos placas chocan, se forman crestas de presión (montañas) que se separan y se forman trincheras ( Fosa de las Marianas ), a menudo una placa se deslizará debajo de otra. Esto levantará uno y el otro se hundirá en la repisa de la chimenea. Algunas placas muelen borde con borde como la falla de San Andrés . Todos los bordes de las placas son lugares muy propensos a terremotos.

En un planeta con abundante agua, llenará los puntos bajos creando océanos. Muchas islas son causadas por la acción volcánica a lo largo de las líneas de falla debajo del océano. Otros son las cimas de las cadenas montañosas, como la cordillera del Atlántico medio, incluidas las Azores.

¿Qué impulsa la deriva? El magma, el giro del planeta, la órbita de la luna y la atracción del sol ejercen presión sobre la tierra para mantener las cosas en movimiento, aunque todavía se discute cuánto contribuye cada uno al conjunto.

Ahora, cómo aplicar este conocimiento para hacer un mapa. Primero, lo importante a tener en cuenta es que muchas de las características más impresionantes se encuentran a lo largo de los bordes de la placa. Conocer las dos formas en que se forman las montañas (empuje hacia arriba vs volcánico) ayudaría a decidir qué tipo de montaña (s) colocar en cada lugar. Una "Montaña Solitaria" realmente debería ser de origen volcánico. Esto funciona de manera similar para las islas en los océanos y mares. Las cadenas montañosas tenderán a seguir arcos largos.

Preste atención a la elevación, el agua va cuesta abajo y llena los agujeros hasta que encuentra una salida. Lugares como el valle de la muerte son poco comunes, al menos sin que estén llenos de agua. India se topó con Asia y creó el Himalaya, por lo que son 2 placas separadas con grandes áreas sobre el océano.

Salvo otros factores, los continentes tenderán a levantarse en un extremo o en el otro (o en ambos o en el medio, etc.). Por lo tanto, los mares interiores realmente grandes tenderán a ser raros, ya que los continentes tienden a "descargarlos".

Entonces, después de tener una idea de cómo se ven sus continentes (esperando mucho arco en su creación), decida dónde podrían residir las placas para ayudar a explicar las características, montañas, tierras bajas, océanos, etc.

Aparentemente, no soy tan bueno para describir los usos del conocimiento tectónico para crear mapas.

He hecho una tesis de licenciatura sobre este tema. Contiene una explicación completa sobre cómo las placas tectónicas forman las masas de tierra y un modelo simple que realmente hace el trabajo. La tesis está disponible en Theseus.fi y los códigos fuente junto con algunas capturas de pantalla están en sourceforge.net/projects/platec/. Me gustan los resultados de mi trabajo, por ejemplo, tiene una topografía muy agradable que es imposible de lograr con métodos fractales igualmente simples.

En respuesta a la segunda parte de su pregunta, hay una serie de algoritmos diferentes que se han diseñado para su uso en la generación de contenido de juegos de procedimiento que hacen uso de la tectónica de placas simplificada para generar mapas del mundo. Un ejemplo es platec , pero hay muchos otros.

Estos se pueden usar fácilmente para generar mapas de aspecto realista, incluso en simulaciones más ricas en funciones, cadenas montañosas y mapas de altura generales. Sin embargo, no tengo claro si existe alguno que funcione con una esfera. - los únicos ejemplos que he visto se basan en una superficie plana.

Cuando tu planeta se enfríe por primera vez, tendrás la opción de hacer... placas tectónicas frente a una capa dura. Hay ejemplos dentro de nuestro sistema solar (en realidad, la Tierra es bastante única) ... en mi opinión personal, creo que debe haber un gran impacto temprano en la formación de un planeta para comenzar la tectónica de placas (La luna de la Tierra se crea a partir de la la tierra es el impacto que inició la tierra a lo largo de su camino)... no estoy seguro si puedo defender esta posición con enlaces, pero es una posible conclusión. El principal impacto en la geología de un planeta en esta fase es cómo va a liberar su energía.

-Tectónica. No hay mucho que agregar aquí que otras respuestas no hayan cubierto ... Mover las placas alrededor del planeta es una forma increíblemente eficiente de liberar la energía acumulada en un planeta. Este movimiento va a formar montañas a lo largo de los bordes de las placas (dando lugar a cadenas montañosas). Un efecto interesante de esto es que lo que una vez fue un océano puede levantarse y convertirse en altas cadenas montañosas. India solía estar separada del continente de Asia y había un mar entre los dos cuerpos. Este mar tenía una gran cantidad de vida, incluida una criatura parecida a una anguila de 20 a 30 pies de largo que era una rama de la ballena (se convirtió en un callejón sin salida en un sentido de evolución a medida que morían, pero comparte un ancestro común con las ballenas). Cuando la placa de la India se estrelló contra Asia, este mar fue empujado hacia lo alto de las cadenas montañosas... muchos, muchos años después, los humanos encuentran los restos de un mamífero parecido a una anguila en lo profundo de la cordillera del Himalaya. Las Montañas Rocosas en América del Norte contienen algunas de las primeras formas de vida marina (trilobytes) en algunas de las elevaciones más altas de este planeta. Placas tectónicas = en constante cambio.

Al principio de la formación de las galaxias (estamos hablando de hace 4-5 mil millones de años), el espacio era un lugar desordenado con una tonelada de escombros flotando esperando un lugar para impactar (podemos ver esto en la luna donde la falta de tectónica de placas y la erosión ha dejado estos impactos de miles de millones de años para que los veamos). El cambio constante de la tectónica de placas hace mucho para ocultar esta historia y solo en los últimos años hemos adquirido el conocimiento tecnológico para buscar impactos antiguos en la Tierra.

-Los planetas de caparazón duro como Marte y Venus están en esta configuración en la que están prácticamente cubiertos por una placa gigante y no por una serie de placas en movimiento... desde el punto de vista de la creación del mundo, esto es en realidad varias veces más fácil de procesar... masa de tierra salpicada de volcanes para liberar energía. Los volcanes en este sentido se convierten en inmensos gigantes independientes que se elevan desde el suelo y se elevan por encima de cualquier otra cosa. Olympus Mons en Marte tiene aproximadamente 3 veces la altura del monte Everest (en realidad teorizamos que esta montaña existía al observar Marte, mucho antes de que los satélites confirmaran su existencia) y más de 600 millas de ancho (aproximadamente del tamaño de Francia). Se puede ver a una distancia tonta y en realidad sobresaldrá más allá de la curvatura del planeta.

La falta de tectónica de placas para cambiar la elevación del suelo deja el impacto de meteorito mucho más notable en los planetas que se formaron así y es probable que los lagos/mares queden detrás de los cráteres de impacto (dejándolos con una forma muy redonda).

Gigantescas montañas individuales y lagos de cráteres de impacto redondo... llanuras en casi cualquier otro lugar. Mucho más sencillo que la tectónica de placas, ya que el "cambio constante" no es una preocupación en un sistema como este.

Por cierto, he visto la teoría de que la actividad volcánica no es una liberación de energía suficiente para un planeta como Venus y continuamente acumula la energía y calienta la 'corteza' de la superficie... en una vez cada 250 millones de años en un evento que tarda más de 1 millón de años en completarse, la superficie de Venus se 'derrite', reformándose por completo. Realmente no estoy seguro de qué tan factible es esto, pero de todos modos es una teoría interesante.

Supongo que el resto de los comentarios aquí están dirigidos a sus otros hilos de preguntas ... La erosión (particularmente el hielo) es probablemente el próximo, ¿no? Deberá decidir sobre 'otros cuerpos planetarios' para determinar las fuerzas gravitatorias sobre la erosión, como las mareas y similares.

Un poco periférico a la pregunta original, pero he encontrado un simulador de tectónica "bueno" (con algunas objeciones) aquí: http://davidson16807.github.io/tectonics.js/

Debería funcionar con la mayoría de los navegadores modernos y, por lo general, es bueno para producir mapas creíbles. Debido a la forma en que la superficie esférica se divide en celdas, los bordes son un poco incompletos y es intrínsecamente lento, especialmente si su navegador no tiene una buena implementación de js, pero es bastante bueno.

La mejor forma de empezar a diseñar un mundo realista la encontré aquí . En mi respuesta, usaré algunos de los pensamientos de ese artículo.

Pienso en el mundo como una pelota de fútbol picada, donde la elevación sube y baja. Las partes bajas son tragadas por el océano, la altura media son sus tierras planas, y sus puntos altos son montañas o islas si están aisladas de otros puntos altos. Ahora, cada sección de la pelota de fútbol es una placa tectónica separada. Puedes cambiar el número de placas, la forma de cada una, pero al final tus placas se unirán para formar una esfera. Donde cada placa se encuentra, la elevación aumenta a medida que se juntan y se elevan. Las montañas se forman donde las placas chocan entre sí. Donde las placas ingresan al océano, generalmente encontrará algunas islas cercanas a medida que la tierra es empujada lo suficientemente alto como para elevarse sobre el océano.

Al diseñar su mapa, puede comenzar con un concepto, la forma general y la sensación del continente y algunas cadenas montañosas importantes. Luego, puede dibujar las placas encima de ese boceto a lo largo de las cadenas montañosas para desarrollar el mapa y guiar la ubicación de más montañas e islas. O puede comenzar con las placas, simplemente crear algunas formas que se unan entre sí, dibujar montañas en la intersección y luego dar paso gradualmente al océano a medida que se aleja de las montañas. Realmente depende de ti.

También puede averiguar cómo llegó a ser su masa de tierra. ¿Tu mundo se elevó lentamente del mar? Es probable que su costa sea suave y se caiga gradualmente al agua. ¿Quieres una Pangea que se divida, causara agitación y potencial de conflicto como la fusión de India y Asia? Eso podría darte más acantilados oceánicos desde donde se divide la tierra.

El último factor es el agua. ¿Dónde están tus ríos, lagos e inundaciones? ¿Ha habido tiempo en su mundo para cortar el Gran Cañón? Puedes dibujar ríos de las montañas que creaste en el paso anterior al océano. El camino que toma es la elevación más baja en cada punto, y el flujo constante de agua lo hace más bajo con el tiempo.