In den Artikeln, die Sie gerade gelesen haben, gehen die Autoren davon aus, dass Sie etwas über Verwerfungen wissen: wie sie klassifiziert werden, welche Art von Bewegung sie erfahren, welche Art von Spannung sie spüren und wie man sie auf einer Karte erkennt. Deshalb ist es an der Zeit, einen Schritt zurückzutreten und einige grundlegende Dinge über Verwerfungen und Erdbeben zu wiederholen.
Eine Verwerfung entsteht in der Erdkruste als spröde Reaktion auf eine Belastung. Im Allgemeinen wird die Spannung durch die Bewegung der tektonischen Platten erzeugt, und das Gestein an der Oberfläche bricht als Reaktion darauf. Verwerfungen haben keine bestimmte Längenskala. Wenn Sie mit einem Hammer auf ein handtellergroßes Stück Gestein einschlagen, sind die dabei entstehenden Risse und Brüche Verwerfungen. Am anderen Ende des Spektrums sind einige plattengebundene Verwerfungen Tausende von Kilometern lang.
Verwerfungskategorien
Die Art der Verwerfung, die sich bildet, hängt von der Art der Spannung ab, und wir kategorisieren diese Spannung in der Regel auf drei verschiedene Arten:
- Kompression,
- Zug und
- Scherung.
Diese drei Arten von Spannung korrelieren auch mit den drei Arten von Plattengrenzen.
- Druckspannung tritt an konvergenten Plattengrenzen auf, wo sich zwei Platten aufeinander zu bewegen.
- Zugspannung tritt an divergenten Plattengrenzen auf, wo sich zwei Platten voneinander weg bewegen.
- Scherspannungen treten an Transformationsgrenzen auf, an denen zwei Platten aneinander vorbeigleiten.
Im Hinblick auf Verwerfungen führen Druckspannungen zu Umkehrverwerfungen, Zugspannungen zu Normalverwerfungen und Scherspannungen zu Transformverwerfungen. *Terminologiehinweis: Geowissenschaftler bezeichnen Verwerfungen, die durch Scherung entstehen, als Transformverwerfungen im Ozean und als Streichverwerfungen auf den Kontinenten. Ansonsten sind diese beiden Arten von Verwerfungen im Grunde das Gleiche. Die folgenden Skizzen zeigen, wie die einzelnen Verwerfungsarten im Querschnitt aussehen.
Elizas raffinierte Skizzen
Hier haben wir einen einfachen Querschnitt, der aus drei Gesteinsschichten besteht: Braun, Rosa und Granit. Du kannst erkennen, dass es ein Querschnitt ist, weil ich einen kleinen Baum (im Bob-Ross-Stil!) und ein paar Vögel und die Sonne gezeichnet habe.
Nun werden wir etwas Spannung auf dieses Terrain ausüben. Spannung hat den Effekt, dass es zieht und sich dehnt. Wäre das Material dehnbar, würde es sich dehnen und dünner werden, aber wir haben es hier mit sprödem Gestein zu tun, so dass es stattdessen brechen wird. Dies geschieht in der Regel durch die Bildung einer Verwerfung in einem bestimmten Winkel zur Schichtung. Dann gleitet das gesamte Gesteinspaket entlang dieser Verwerfung. Die Art der Verwerfung, die hier entsteht, wird als Normalverwerfung bezeichnet. Diese Bezeichnung stammt von Bergleuten in Deutschland, die feststellten, dass die meisten Verwerfungen, an denen sie arbeiteten, von dieser Art waren, so dass sie sie „normal“ nannten, was soviel wie „typisch“ bedeutet.
Wie Sie sehen können, hat die Verwerfung bewirkt, dass der Block auf der rechten Seite im Verhältnis zum Block auf der linken Seite abgesenkt wurde. Wenn man so etwas in der Praxis sehen würde, könnte man den Versatz auf der Verwerfung erkennen, indem man misst, wie sehr sich die Schichten über die Verwerfung hinweg bewegt haben.
Wenn wir stattdessen Druckspannung anwenden, hat dies den Effekt, dass das Gelände zusammengedrückt und verkürzt wird. Es entsteht eine Verwerfung, die der normalen Verwerfung aus dem vorherigen Beispiel sehr ähnlich sieht, aber die Bewegung auf dieser Verwerfung verläuft in die entgegengesetzte Richtung. Diese Verwerfung wird als Umkehrverwerfung bezeichnet, weil sie das „Gegenteil“ der normalen Verwerfung ist. Umgekehrte Verwerfungen neigen dazu, Verwerfungen zu bilden – eine Verwerfung ist ein Stück Gestein, das höher als das ursprüngliche Oberflächenniveau geschoben wurde.
Der dritte typische Verwerfungstyp ist die Streichverwerfung. Sie unterscheiden sich von den beiden anderen, weil sie keine vertikale Bewegung aufweisen. Sie bilden sich durch Scherspannung. Sie sind im Querschnitt nicht so leicht zu erkennen, es sei denn, die Verwerfung hat sich so stark bewegt, dass sich auf beiden Seiten der Verwerfung völlig unterschiedliche Gesteinsarten befinden. Die meisten Streichverwerfungen verlaufen nahezu senkrecht zum Untergrund.
Sehen Sie in der folgenden Animation, wie sich die verschiedenen Verwerfungsarten bewegen. Die Animation ist stumm und stammt von IRIS.
Jeder dieser drei Verwerfungstypen ist auf einer geologischen Karte standardmäßig gekennzeichnet. Ich habe diese Symbole unten skizziert.
- Eine normale Verwerfung wird in der Regel durch eine Linie dargestellt, die die Verwerfungsspur mit einer kleinen senkrechten Linie darstellt, um die Richtung des abgerutschten Blocks zu zeigen. Manchmal werden stattdessen zwei parallele Linien gezeichnet, um die sich auseinander bewegenden Platten darzustellen.
- Eine umgekehrte Verwerfung ist eine Linie mit Zähnen darauf. Die Zähne werden auf der Seite des überschiebenden Blocks gezeichnet. An einer Plattengrenze in einer Subduktionszone befinden sich die Zähne auf der oberen Platte.
- Eine Streichen-Schlupf-Verwerfung wird als Linie gezeichnet, normalerweise (aber nicht immer) mit einem halben Pfeil auf jeder Seite, um zu zeigen, in welche Richtung sich die beiden Seiten der Verwerfung bewegen. Das nachstehende Beispiel zeigt eine linksseitige Verwerfung.
.jpg)
Prüfung der Verwerfungssymbole!
Kannst du die Art der Verwerfung identifizieren, die an jeder Plattengrenze in der nachstehenden Karte auftritt? Überprüfe deine Antwort hier. (und eine beschriftete Version).
Was Sie wissen
Schauen Sie sich noch einmal die Abbildung 1 von de Boer et al. aus dem Jahr 2001 an (unten wiedergegeben). Welche Art von Verwerfung ist auf dieser Karte dargestellt? Können Sie sich in drei Dimensionen vorstellen, wie sich die Lithosphäre in dieser Karte bewegt? Denken Sie darüber nach und vergleichen Sie Ihre Vorstellung mit meiner Skizze (und einer beschrifteten Version).