Geologie

După cum tocmai am învățat, scoarța terestră este în mod constant supusă unor forțe care o împing, o trag sau o răsucesc. Aceste forțe se numesc tensiuni. Ca răspuns la solicitări, rocile pământului sunt supuse unei tensiuni, cunoscută și sub numele de deformare.

Tensiunea este orice schimbare de volum sau de formă.Există patru tipuri generale de solicitări. Un tip de stres este uniform, ceea ce înseamnă că forța se aplică în mod egal pe toate laturile unui corp de rocă. Celelalte trei tipuri de tensiuni, tensiune, compresiune și forfecare, sunt tensiuni neuniforme, sau direcționate.Toate rocile din pământ se confruntă cu o tensiune uniformă în orice moment. Această tensiune uniformă se numește presiune litostatică și provine din greutatea rocilor aflate deasupra unui anumit punct din pământ. Presiunea litostatică se mai numește și presiune hidrostatică. (În presiunea litostatică este inclusă greutatea atmosferei și, dacă se află sub un ocean sau un lac, greutatea coloanei de apă deasupra acelui punct din pământ. Cu toate acestea, în comparație cu presiunea cauzată de greutatea rocilor de deasupra, cantitatea de presiune datorată greutății apei și aerului deasupra unei roci este neglijabilă, cu excepția situației de la suprafața pământului). Singurul mod în care se poate schimba presiunea litostatică asupra unei roci este ca adâncimea rocii în interiorul pământului să se schimbe. deoarece presiunea litostatică este o tensiune uniformă, o schimbare a presiunii litostatice nu provoacă fracturarea și alunecarea de-a lungul faliei. Cu toate acestea, ea poate fi cauza anumitor tipuri de cutremure. În cazul plăcilor tectonice în subducție, presiunea crescută de la o adâncime mai mare în interiorul pământului poate determina metamorfozarea spontană a mineralelor din placă într-un nou set de minerale mai dense care sunt stabile la presiunea mai mare. Se crede că aceasta este cauza probabilă a anumitor tipuri de cutremure de adâncime din zonele de subducție, inclusiv a celor mai profunde cutremure înregistrate vreodată.

Rocile sunt, de asemenea, supuse la cele trei tipuri de tensiuni dirijate (neuniforme) – tensiune, compresie și forfecare.

• Tensiunea este o tensiune dirijată (neuniformă) care desparte rocile în direcții opuse. Forțele de întindere (numite și forțe de extensie) se îndepărtează una de cealaltă.
• Compresiunea este o tensiune dirijată (neuniformă) care împinge rocile împreună. Forțele de compresiune împing una spre cealaltă.
• Forța de forfecare este o tensiune dirijată (neuniformă) care împinge o parte a unui corp de rocă într-o direcție, iar partea opusă a corpului de rocă în direcția opusă. Forțele de forfecare împing în direcții opuse.

Ca răspuns la solicitări, roca poate suferi trei tipuri diferite de deformare – deformare elastică, deformare ductilă sau fractură.

• Deformația elastică este reversibilă. Roca care a suferit doar o deformare elastică va reveni la forma sa inițială dacă tensiunea este eliberată.
• Deformația ductilă este ireversibilă. O rocă care a suferit o deformare ductilă va rămâne deformată chiar dacă tensiunea încetează. Un alt termen pentru deformarea ductilă este deformarea plastică.
• Fractura se mai numește și ruptură. O rocă care s-a rupt s-a rupt brusc în bucăți distincte. Dacă bucățile sunt decalate – deplasate în direcții opuse una față de cealaltă – fractura este o falie.

Deformație ductilă și fragilă

Rocile pământului sunt compuse dintr-o varietate de minerale și există într-o varietate de condiții. În diferite situații, rocile pot acționa fie ca materiale ductile, care sunt capabile să sufere o cantitate extinsă de deformare ductilă ca răspuns la solicitări, fie ca materiale fragile, care vor suferi doar o deformare ductilă mică sau deloc înainte de a se fractura. Factorii care determină dacă o rocă este ductilă sau fragilă includ:

• Compoziție – Unele minerale, cum ar fi cuarțul, tind să fie fragile și, prin urmare, sunt mai susceptibile de a se rupe sub tensiune. Alte minerale, cum ar fi calcitul, argila și mica, tind să fie ductile și pot suferi multe deformări plastice. În plus, prezența apei în rocă tinde să o facă mai ductilă și mai puțin casantă.
• Temperatura-Rocurile devin mai moi (mai ductile) la temperaturi mai ridicate. Rocile aflate la temperatura mantalei și a miezului sunt ductile și nu se vor fractura sub tensiunile care apar în adâncul pământului. Crusta și, într-o oarecare măsură, litosfera, sunt suficient de reci pentru a se fractura dacă tensiunea este suficient de mare.
• Presiunea litostatică – Cu cât o rocă se află mai adânc în pământ, cu atât mai mare este presiunea litostatică la care este supusă. Presiunea litostatică ridicată reduce posibilitatea de fracturare, deoarece presiunea ridicată închide fracturile înainte ca acestea să se poată forma sau răspândi. Presiunile litostatice ridicate din mantaua sub-litosferică a Pământului și din miezul interior solid, împreună cu temperaturile ridicate, sunt motivul pentru care nu există cutremure în adâncurile Pământului.
• Rata de deformare – Cu cât o rocă este deformată mai repede, cu atât mai mare este șansa ca aceasta să se fractureze. Chiar și rocile și mineralele fragile, cum ar fi cuarțul sau un strat de bazalt rece de la suprafața pământului, pot suferi o deformare ductilă dacă viteza de deformare este suficient de lentă.

Majoritatea cutremurelor se produc în scoarța terestră. Un număr mai mic de cutremure se produc în mantaua superioară (până la aproximativ 700 km adâncime), unde are loc subducția. Rocile din părțile mai adânci ale pământului nu suferă fracturi și nu produc cutremure, deoarece temperaturile și presiunile de acolo sunt suficient de ridicate pentru a face ca toate tensiunile să fie ductile. Nici un cutremur nu provine de sub mantaua superioară a Pământului.

Contracții și tipuri de falii

Se pot face următoarele corelații între tipurile de tensiuni din pământ și tipul de falie care este probabil să rezulte:

• Tensiunea conduce la falii normale.
• Compresiunea duce la falii inverse sau de împingere.
• Cezuramentul orizontal duce la falii de alunecare.

Corelațiile dintre tipul de tensiune și tipul de falie pot avea excepții. De exemplu, zonele de stres orizontal vor avea probabil falii de alunecare în lovire ca tip de falie predominant. Cu toate acestea, pot exista, de asemenea, falii normale și de împingere active în astfel de zone, în special acolo unde există curbe sau lacune în falii majore de alunecare înclinată.

Pentru a da un alt exemplu, într-o regiune de tensiune de compresiune în crustă, unde foile de rocă sunt stivuite pe falii de împingere active, falii de alunecare înclinată conectează în mod obișnuit unele dintre falii de împingere între ele.

Contribuie!

Îmbunătățiți această paginăÎnvățați mai mult