الصدوع والتشققات
الصدوع والتشققات هي كسور في الصخور، تتراوح من الشقوق الشعرية الدقيقة إلى الصدوع على نطاق القشرة الأرضية التي تحدث على طولها الزلازل وتتحرك على طولها كتل القشرة بالنسبة لبعضها البعض.
Definition
الكسر هو أي انقطاع في الصخر تفقد عبره التماسك؛ والصدع هو كسر أو منطقة كسر حدث على طولها إزاحة قابلة للقياس للجانبين، ويصنف حسب اتجاه هذه الإزاحة.
Scope
يغطي هذا الموضوع التراكيب الهشة للقشرة الأرضية: الشقوق والكسور الأخرى، وأنواع الصدوع الرئيسية الثلاثة — العادية، والمعكوسة، والانزلاقية — بالإضافة إلى علاقتها بمجال الإجهاد وبالزلازل. ويتناول هندسة وميكانيكا الانهيار الهش، مكملاً الطيات المطيلية.
Core questions
- ما الذي يميز الشقوق عن الصدوع؟
- كيف ترتبط الصدوع العادية والمعكوسة والانزلاقية باتجاه الإجهادات الرئيسية؟
- كيف يولد الانزلاق على الصدوع الزلازل؟
Key theories
- نظرية أندرسون للصدوع
- ربط أندرسون الفئات الثلاث للصدوع باتجاه الإجهادات الرئيسية: الإجهاد الأقصى العمودي يفضل الصدوع العادية، والإجهاد الأدنى العمودي يفضل الصدوع المعكوسة، والإجهاد المتوسط العمودي يفضل الصدوع الانزلاقية.
- ميكانيكا الزلازل والصدوع
- تنتج الزلازل عن عدم استقرار الانزلاق الاحتكاكي على الصدوع، حيث يتراكم الإجهاد المرن بمرور الوقت ويتحرر بسرعة أثناء الانزلاق، وهو إطار يربط ميكانيكا الصدوع بالدورة الزلزالية.
Mechanisms
عندما يتجاوز الإجهاد في القشرة الهشة قوة الصخر، تتشكل الكسور؛ تنفتح الشقوق دون قص، بينما تستوعب الصدوع إزاحة القص. يعكس نوع الصدع الذي يتطور أي الإجهادات الرئيسية عمودي، وفقًا لإطار أندرسون. على الصدوع القائمة، يسمح الاحتكاك بتراكم الإجهاد مرونياً حتى يتحرر فجأة في زلزال، وبعد ذلك يبدأ الإجهاد في التراكم مرة أخرى.
Clinical relevance
يعد توصيف الصدوع النشطة أساس تقييم المخاطر الزلزالية، بينما تتحكم شبكات التشققات في النفاذية التي تحكم تدفق المياه الجوفية، وإنتاج الطاقة الحرارية الأرضية والنفط، وسلامة المنشآت الهندسية ومدافن النفايات.
History
ربطت نظرية أندرسون الديناميكية عام 1951 أنواع الصدوع باتجاه الإجهاد ولا تزال حجر الزاوية في الجيولوجيا التركيبية. وقد أسست نظرية الارتداد المرن لريد، التي طُورت بعد زلزال سان فرانسيسكو عام 1906، والأعمال اللاحقة التي لخصها شولز، الفهم الميكانيكي لكيفية تخزين الصدوع للطاقة وإطلاقها كزلازل.
Key figures
- Ernest Masson Anderson
- Christopher Scholz
- Harry Fielding Reid
Related topics
Seminal works
- anderson1951
- scholz2019
Frequently asked questions
- ما الفرق بين الصدع والشق؟
- كلاهما كسور في الصخور، لكن الصدع يُظهر إزاحة قابلة للقياس للصخور على كلا الجانبين، بينما الشق هو كسر لم يحدث عبره سوى حركة قص قليلة أو معدومة.