Falhas e Fraturas

Falhas e fraturas são rupturas em rochas, variando de fissuras finas a falhas de escala crustal ao longo das quais ocorrem terremotos e blocos da crosta se deslocam uns em relação aos outros.

Definition

Uma fratura é qualquer ruptura em uma rocha através da qual a coesão é perdida; uma falha é uma fratura ou zona de fratura ao longo da qual houve um deslocamento mensurável dos dois lados, classificada pelo sentido desse deslocamento.

Scope

Este tópico abrange as estruturas frágeis da crosta: juntas e outras fraturas, e os três principais tipos de falhas — normais, inversas e de desligamento — juntamente com sua relação com o campo de tensões e com os terremotos. Ele trata da geometria e da mecânica da ruptura frágil, complementando as dobras dúcteis.

Core questions

• O que distingue juntas de falhas?
• Como as falhas normais, inversas e de desligamento se relacionam com a orientação das tensões principais?
• Como o deslizamento em falhas gera terremotos?

Key theories

Teoria de Anderson sobre o falhamento

Anderson relacionou as três classes de falhas à orientação das tensões principais: uma tensão máxima vertical favorece falhas normais, uma tensão mínima vertical favorece falhas inversas e uma tensão intermediária vertical favorece falhas de desligamento.

Mecânica de terremotos e falhamento

Terremotos resultam da instabilidade de deslizamento por atrito em falhas, com a deformação elástica acumulando-se ao longo do tempo e liberando-se rapidamente durante o deslizamento, uma estrutura que liga a mecânica das falhas ao ciclo sísmico.

Mechanisms

Quando a tensão na crosta frágil excede a resistência da rocha, formam-se fraturas; as juntas se abrem sem cisalhamento, enquanto as falhas acomodam o deslocamento por cisalhamento. O tipo de falha que se desenvolve reflete qual tensão principal é vertical, seguindo a estrutura de Anderson. Em falhas estabelecidas, o atrito permite que a tensão se acumule elasticamente até ser liberada repentinamente em um terremoto, após o qual a deformação começa a se acumular novamente.

Clinical relevance

A caracterização de falhas ativas é a base da avaliação de risco sísmico, enquanto as redes de fraturas controlam a permeabilidade que governa o fluxo de águas subterrâneas, a produção geotérmica e de petróleo, e a integridade de estruturas de engenharia e depósitos de resíduos.

History

A teoria dinâmica de Anderson de 1951 ligou os tipos de falhas à orientação da tensão e permanece um pilar da geologia estrutural. A teoria do rebote elástico de Reid, desenvolvida após o terremoto de São Francisco de 1906, e trabalhos posteriores sintetizados por Scholz, estabeleceram a compreensão mecânica de como as falhas armazenam e liberam energia como terremotos.

Key figures

• Ernest Masson Anderson
• Christopher Scholz
• Harry Fielding Reid

Seminal works

• anderson1951
• scholz2019

Frequently asked questions

Qual a diferença entre uma falha e uma junta?

Ambas são fraturas em rochas, mas uma falha mostra um deslocamento mensurável da rocha em ambos os lados, enquanto uma junta é uma fratura através da qual houve pouco ou nenhum movimento de cisalhamento.