Tektonische Platten: Kräfte, Verformungen und Erdbeben

Tektonische Kräfte und Verformungen

Die Dynamik der tektonischen Platten erzeugt einen hohen Druck, der als tektonische Kräfte bezeichnet wird. Diese Kräfte führen zu signifikanten Veränderungen in den Gesteinen, die als tektonische Verformungen bekannt sind.

Arten tektonischer Kräfte

Tektonische Kräfte, die auf Gesteine wirken, können Scherung, extensionalen oder kompressiven Ursprungs sein.

Tektonische Verformungen

Tektonische Verformungen führen zu zwei Arten von bleibenden Veränderungen in Gesteinen: die plastische Verformung und der Bruch.

• Plastische Verformung: Tritt auf, wenn Gesteine duktiles Verhalten zeigen und sich falten. Dies sind kontinuierliche Verformungen, wobei die häufigsten Falten sind.
• Bruch: Tritt auf, wenn Gesteine sprödes Verhalten zeigen und zu Brüchen neigen, wenn die Widerstandsgrenze überschritten wird. Diese Brüche werden als große Verwerfungen bezeichnet.

Arten von Beanspruchungen:

• Kompressiv: Verursachen Verkürzung und Verdickung der Gesteine, entstehen an konvergenten Plattengrenzen und Verwerfungen.
• Extensional: Produzieren Dehnung und Ausdünnung der Gesteine, entstehen an divergierenden Plattengrenzen. Extensive Beanspruchungen können auch durch die Dekompression der Gesteine entstehen, wenn sie nicht mehr unter Druck stehen.
• Scherung: Wirken als entgegengesetzte Drücke auf einer gegebenen Fläche, entstehen an Transform-Störungen und spitz zulaufenden Rändern.

Falten

Die Falten sind plastische und kontinuierliche Verformungen, die durch umfassende Anstrengungen erzeugt werden. Sie entstehen durch die Krümmung von Strukturen, wie z.B. Schichtungen oder Schieferungen.

• Scharnier: Der Bereich der maximalen Krümmung der Falte. Die Linie über die Scharnierpunkte heißt die Achse der Falte oder Scharnierlinie.
• Richtung: Der Winkel zwischen der Achse der Falte und der geographischen Nord-Süd-Richtung.
• Axiale Ebene: Die Ebene, die alle Linien des Faltenscharniers enthält und die beiden Seiten, die als Flanken oder Glieder bezeichnet werden, trennt.
• Einfallswinkel: Der Winkel zwischen den Oberflächen der einzelnen Seiten und einer horizontalen Ebene.
• Kern: Der innerste Teil einer Falte.

Klassifizierung von Falten:

• Nach der Form des Profils:
  • Antiform: Haben eine konvexe Form nach oben. Wenn sich im Kern die ältesten Gesteine befinden, werden diese Falten Sättel genannt.
  • Synform: Haben ein konkaves Profil nach oben. Wenn sich im Kern die jüngsten Materialien befinden, werden diese Falten Mulden genannt.
• Nach Symmetrie mit der axialen Ebene:
  • Symmetrisch: Haben axiale Symmetrie über die Ebene.
  • Asymmetrisch: Haben keine axiale Symmetrie über die Ebene.

Verwerfungen

Verwerfungen sind diskontinuierliche Verformungen, bei denen eine Bewegung zwischen den Blöcken stattfindet, die durch den Bruch getrennt sind. Hauptelemente der Verwerfungen sind:

• Verwerfungsebene: Die Bruchfläche, die das Land in zwei Blöcke oder Lippen teilt.
• Verwerfungsrichtung: Der Winkel zwischen einer horizontalen Linie der Verwerfungsebene und der geographischen Nord-Süd-Richtung.
• Einfallswinkel: Der Winkel zwischen der Verwerfungsebene und einer gedachten horizontalen Ebene.
• Sprung der Verwerfung: Der Abstand zwischen Punkten, gemessen entlang der Verwerfungsebene, die vor dem Bruch getrennt waren.

Arten von Verwerfungen:

• Normalverwerfungen: Werden durch Erdbeben verursacht, die durch extensive Beanspruchungen entstehen, die zu Ausdehnung und Ausdünnung führen.
• Reverse Verwerfungen: Werden durch Scherung oder umfassende Anstrengungen erzeugt, die zu Verkürzung und Verdickung führen.
• Blattverschiebungen: Aufgrund umfassender oder scherender Beanspruchungen bewegen sich Blöcke horizontal entlang der Verwerfungsebene, so dass der Bruch parallel zu seiner Richtung verläuft.

Andere diskontinuierliche Verformungen

• Klüfte: Frakturen, bei denen keine relative Bewegung zwischen den Blöcken stattfindet. Die Trennung der Ebene des Bruchs wird durch tektonische Kräfte verursacht. Ihre Elemente sind:
  • Die Richtung, die den Winkel zwischen einer horizontalen Linie der Bruchfläche und der geographischen Nord-Süd-Richtung angibt.
  • Der Einfallswinkel, der als der Winkel zwischen der Ebene der Fraktur und einer imaginären horizontalen Ebene definiert ist.
• Falten-Verwerfungen: Diskontinuierliche Frakturen, die entstehen, wenn die umfassenden Anstrengungen die mechanische Festigkeit der Gesteine überschreiten und die Kontinuität der Falte brechen.
• Deckenschub: Aufschiebungen, bei denen die Verwerfungsebene sehr flach ist und einen sehr großen Sprung aufweist. Die allochthone Decke ist der Block von Gesteinen, der auf die indigene geschoben wurde. Die Erosion der Decke macht die autochthonen Strukturen bekannt als tektonische Fenster. Die Insel ist auch das Ergebnis der Erosion, manchmal kleine, isolierte Blöcke einheimischer Gesteine.

Erdbeben

Wie entstehen Erdbeben? Erdbeben sind Bodenschwingungen unterschiedlicher Intensität, die sich schnell ausbreiten, wenn plötzlich Energie freigesetzt wird. Sie können natürliche oder künstliche Ursachen haben. Die seismischen Zonen befinden sich an den Rändern der Platten.

Der elastische Rebound

Der Mechanismus, der die meisten Erdbeben verursacht, ist der elastische Rebound: Da die Gesteine verformt werden, wird elastische Energie gespeichert. Wenn die Gesteine über ihre Bruchgrenze hinaus verformt werden, brechen sie plötzlich und setzen die gespeicherte Energie frei, wodurch Vibrationen erzeugt werden (seismische Wellen).