Faults

Negli articoli che hai appena letto, gli autori presumono che tu sappia qualcosa sulle faglie: come sono classificate, che tipo di movimento sperimentano, che senso di stress provano, e come riconoscerle su una mappa. Quindi, è il momento di fare un piccolo passo indietro e rivedere un po’ di materiale di base su faglie e terremoti.

Una faglia si forma nella crosta terrestre come risposta fragile allo stress. Generalmente, il movimento delle placche tettoniche fornisce lo stress, e le rocce in superficie si rompono in risposta a questo. Le faglie non hanno una scala di lunghezza particolare. Se colpisci un pezzo di roccia delle dimensioni di un campione di una mano con un martello, le crepe e le rotture che fai sono faglie. All’altra estremità dello spettro, alcune faglie plate-boundary sono lunghe migliaia di chilometri.

Categorie di faglie

Il senso di stress determina il tipo di faglia che si forma, e di solito categorizziamo quel senso di stress in tre modi diversi:

1. compressione,
2. tensione, e
3. shear.

Ebbene, questi tre sensi di stress sono anche correlati ai tre tipi di confini di placca.

1. La sollecitazione compressiva avviene ai confini di placca convergenti dove due placche si muovono l’una verso l’altra.
2. La sollecitazione tensionale avviene ai confini di placca divergenti dove due placche si allontanano l’una dall’altra.
3. Lo sforzo di taglio si verifica ai confini di trasformazione dove due placche scivolano l’una sull’altra.

Sezione trasversale dell’artista che illustra i principali tipi di confini di placca.

Fonte: Sezione trasversale di José F. Vigil da This Dynamic Planet, una mappa murale prodotta congiuntamente dall’U.S. Geological Survey, dallo Smithsonian Institution e dall’U.S. Naval Research Laboratory.

In termini di faglie, la tensione di compressione produce faglie inverse, la tensione di trazione produce faglie normali, e la tensione di taglio produce faglie trasformate. *Attenzione terminologica: i geologi si riferiscono alle faglie che si formano per taglio come faglie trasformate nell’oceano, e come faglie strike-slip sui continenti. Altrimenti, questi due tipi di faglie sono fondamentalmente la stessa cosa. Dai un’occhiata agli schizzi qui sotto per vedere una vignetta di come appare ognuno di questi tipi di faglie in sezione trasversale.

Gli schizzi ingegnosi di Eliza

Qui abbiamo una sezione trasversale di base composta da tre strati di roccia: marrone, rosa e granito. Si può dire che è una sezione trasversale perché ho disegnato un piccolo albero (Bob Ross-style!) e un paio di uccelli e il sole.

Ora applicheremo qualche tensione a questo terreno. La tensione ha l’effetto di tirare e allungare. Se questo materiale fosse duttile, si allungherebbe e si assottiglierebbe, ma qui abbiamo a che fare con rocce fragili, quindi invece si romperanno. Il modo in cui questo accade tipicamente è la formazione di una faglia con un certo angolo rispetto al letto. Poi l’intero pacchetto di rocce scivola lungo questa faglia. Il tipo di faglia che si forma qui è chiamato faglia normale. Questa terminologia venne dai minatori in Germania che notarono che la maggior parte delle faglie dove lavoravano erano di questa natura, così le chiamarono “normali”, cioè tipiche.

Come puoi vedere, la faglia ha avuto l’effetto di far cadere il blocco sulla destra rispetto al blocco sulla sinistra. Se tu vedessi qualcosa del genere sul campo, saresti in grado di dire quanto offset c’era sulla faglia misurando quanto gli strati si sono spostati attraverso la faglia.

Se invece applichiamo una tensione di compressione, questo ha l’effetto di comprimere e accorciare il terreno. Si formerà una faglia che assomiglia molto alla faglia normale dell’esempio precedente, ma il movimento su questa faglia è nella direzione opposta. Questa faglia è chiamata faglia inversa perché è l'”inverso”, cioè l’opposto, della normale. Le faglie inverse tendono a formare scarpate – una scarpata è il pezzo di roccia che è stato spinto più in alto del livello di superficie originale.

Il terzo tipo di faglia tipica è la faglia strike-slip. Le faglie strike-slip si distinguono dalle due precedenti perché non comportano un movimento verticale. Si formano attraverso lo sforzo di taglio. Queste non sono così facili da riconoscere in sezione trasversale a meno che non ci sia stato così tanto movimento sulla faglia che ci sono tipi di roccia completamente diversi su entrambi i lati della faglia. La maggior parte delle faglie strike-slip sono quasi verticali rispetto al basamento.

Guarda nell’animazione qui sotto come si muovono i vari tipi di faglia. L’animazione è muta e proviene da IRIS.

Ognuno di questi tre tipi di faglie è segnato in modo standard su una mappa geologica. Ho abbozzato questi simboli qui sotto.

• Una faglia normale è tipicamente mostrata da una linea che rappresenta la traccia della faglia con una piccola linea perpendicolare per mostrare la direzione del blocco che è scivolato giù. A volte vengono disegnate due linee parallele per rappresentare invece le placche che si allontanano.
• Una faglia inversa è una linea con dei denti. I denti sono disegnati sul lato del blocco che scivola verso il basso. In una zona di subduzione, i denti sono sulla piastra superiore.
• Una faglia a scorrimento è disegnata come una linea, di solito (ma non sempre) con una mezza freccia su ogni lato per mostrare in quale direzione i due lati della faglia si stanno muovendo. L’esempio qui sotto mostra una faglia laterale sinistra.

Controllo ID del simbolo di faglia!

Puoi identificare il tipo di faglia che si verifica in ogni confine di placca nella mappa qui sotto? Controlla la tua risposta qui. (e una versione con didascalia).

Basato su una mappa preparata dall’U.S. Geological Survey.

Fonte: Oregon State University

Applicando ciò che sai

Guarda ancora la Figura 1 di de Boer et al., 2001 (riprodotta sotto). Che tipo di faglie sono rappresentate su quella mappa? Puoi immaginare in tre dimensioni come si sta muovendo la litosfera in quella mappa? Pensaci e confronta la tua idea con il mio schizzo (e una versione con didascalia).