Fallas y Fracturas

Las fallas y fracturas son rupturas en la roca, que van desde fisuras capilares hasta fallas a escala cortical a lo largo de las cuales ocurren terremotos y a lo largo de las cuales los bloques de la corteza se desplazan uno con respecto al otro.

Definition

Una fractura es cualquier ruptura en la roca a través de la cual se pierde la cohesión; una falla es una fractura o zona de fractura a lo largo de la cual ha habido un desplazamiento medible de los dos lados, clasificada por el sentido de ese desplazamiento.

Scope

Este tema cubre las estructuras frágiles de la corteza: diaclasas y otras fracturas, y los tres tipos principales de fallas —normal, inversa y de desgarre— junto con su relación con el campo de esfuerzos y los terremotos. Trata la geometría y la mecánica de la falla frágil, complementando los pliegues dúctiles.

Core questions

• ¿Qué distingue las diaclasas de las fallas?
• ¿Cómo se relacionan las fallas normales, inversas y de desgarre con la orientación de los esfuerzos principales?
• ¿Cómo genera terremotos el deslizamiento en las fallas?

Key theories

Teoría de fallas de Anderson

Anderson relacionó las tres clases de fallas con la orientación de los esfuerzos principales: un esfuerzo máximo vertical favorece las fallas normales, un esfuerzo mínimo vertical favorece las fallas inversas y un esfuerzo intermedio vertical favorece las fallas de desgarre.

Mecánica de terremotos y fallas

Los terremotos son el resultado de la inestabilidad por deslizamiento y adherencia (stick-slip) friccional en las fallas, con la deformación elástica acumulándose con el tiempo y liberándose rápidamente durante el deslizamiento, un marco que vincula la mecánica de las fallas con el ciclo sísmico.

Mechanisms

Cuando el esfuerzo en la corteza frágil excede la resistencia de la roca, se forman fracturas; las diaclasas se abren sin cizallamiento, mientras que las fallas acomodan el desplazamiento por cizallamiento. El tipo de falla que se desarrolla refleja qué esfuerzo principal es vertical, siguiendo el marco de Anderson. En las fallas establecidas, la fricción permite que el esfuerzo se acumule elásticamente hasta que se libera repentinamente en un terremoto, después de lo cual la deformación comienza a acumularse nuevamente.

Clinical relevance

La caracterización de fallas activas es la base de la evaluación del riesgo sísmico, mientras que las redes de fracturas controlan la permeabilidad que rige el flujo de agua subterránea, la producción geotérmica y de petróleo, y la integridad de las estructuras de ingeniería y los depósitos de residuos.

History

La teoría dinámica de Anderson de 1951 vinculó los tipos de fallas con la orientación del esfuerzo y sigue siendo una piedra angular de la geología estructural. La teoría del rebote elástico de Reid, desarrollada después del terremoto de San Francisco de 1906, y trabajos posteriores sintetizados por Scholz, establecieron la comprensión mecánica de cómo las fallas almacenan y liberan energía como terremotos.

Key figures

• Ernest Masson Anderson
• Christopher Scholz
• Harry Fielding Reid

Seminal works

• anderson1951
• scholz2019

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre una falla y una diaclasa?

Ambas son fracturas en la roca, pero una falla muestra un desplazamiento medible de la roca en cualquiera de los lados, mientras que una diaclasa es una fractura a través de la cual ha habido poco o ningún movimiento de cizallamiento.