گسلها و شکستگیها
گسلها و شکستگیها، گسستهایی در سنگ هستند که از درزهای مویین تا گسلهای در مقیاس پوسته را شامل میشوند؛ گسلهایی که در امتداد آنها زمینلرزه رخ میدهد و بلوکهای پوسته نسبت به یکدیگر جابجا میشوند.
Definition
شکستگی هر گسست در سنگ است که در آن چسبندگی از بین رفته باشد؛ گسل یک شکستگی یا منطقه شکستگی است که در امتداد آن جابجایی قابل اندازهگیری بین دو طرف رخ داده باشد و بر اساس جهت این جابجایی طبقهبندی میشود.
Scope
این موضوع ساختارهای شکننده پوسته زمین را پوشش میدهد: درزها و سایر شکستگیها، و سه نوع اصلی گسل — عادی، معکوس و امتدادلغز — همراه با ارتباط آنها با میدان تنش و زمینلرزهها. این موضوع به هندسه و مکانیک شکست شکننده میپردازد و مکمل چینخوردگیهای شکلپذیر است.
Core questions
- چه چیزی درزها را از گسلها متمایز میکند؟
- گسلهای عادی، معکوس و امتدادلغز چگونه با جهتگیری تنشهای اصلی مرتبط هستند؟
- لغزش در گسلها چگونه زمینلرزه ایجاد میکند؟
Key theories
- نظریه گسلخوردگی اندرسون
- اندرسون سه دسته گسل را به جهتگیری تنشهای اصلی مرتبط دانست: حداکثر تنش عمودی به نفع گسلهای عادی است، حداقل تنش عمودی به نفع گسلهای معکوس است، و تنش میانی عمودی به نفع گسلهای امتدادلغز است.
- مکانیک زمینلرزهها و گسلخوردگی
- زمینلرزهها ناشی از ناپایداری چسبندگی-لغزش اصطکاکی در گسلها هستند، با کرنش الاستیک که در طول زمان انباشته میشود و به سرعت در طول لغزش آزاد میگردد، چارچوبی که مکانیک گسل را به چرخه لرزهای پیوند میدهد.
Mechanisms
هنگامی که تنش در پوسته شکننده از مقاومت سنگ فراتر رود، شکستگیها شکل میگیرند؛ درزها بدون برش باز میشوند، در حالی که گسلها جابجایی برشی را در خود جای میدهند. نوع گسلی که ایجاد میشود، نشاندهنده این است که کدام تنش اصلی عمودی است، که از چارچوب اندرسون پیروی میکند. در گسلهای تثبیتشده، اصطکاک اجازه میدهد تا تنش به صورت الاستیک انباشته شود تا زمانی که به طور ناگهانی در یک زمینلرزه آزاد شود، پس از آن کرنش دوباره شروع به انباشته شدن میکند.
Clinical relevance
مشخص کردن گسلهای فعال، اساس ارزیابی خطر لرزهای است، در حالی که شبکههای شکستگی نفوذپذیری را کنترل میکنند که جریان آبهای زیرزمینی، تولید انرژی زمینگرمایی و نفت، و یکپارچگی سازههای مهندسی و مخازن پسماند را تعیین میکند.
History
نظریه دینامیکی اندرسون در سال ۱۹۵۱، انواع گسلها را به جهتگیری تنش مرتبط کرد و همچنان سنگ بنای زمینشناسی ساختاری است. نظریه بازگشت الاستیک رید، که پس از زمینلرزه ۱۹۰۶ سانفرانسیسکو توسعه یافت، و کارهای بعدی که توسط شولز ترکیب شد، درک مکانیکی چگونگی ذخیره و آزادسازی انرژی توسط گسلها به صورت زمینلرزه را پایهگذاری کرد.
Key figures
- Ernest Masson Anderson
- Christopher Scholz
- Harry Fielding Reid
Related topics
Seminal works
- anderson1951
- scholz2019
Frequently asked questions
- تفاوت بین گسل و درز چیست؟
- هر دو شکستگی در سنگ هستند، اما گسل جابجایی قابل اندازهگیری سنگ در هر دو طرف را نشان میدهد، در حالی که درز شکستگی است که در آن حرکت برشی کمی یا هیچ حرکتی رخ نداده است.