Von Zeit zu Zeit verspürt die Erde in verschiedenen Regionen der Welt das Bedürfnis, Energie in Form von seismischen Wellen freizusetzen. Diese Wellen verursachen viele Gefahren, da die Energie durch die tektonischen Platten und in die Erdkruste übertragen wird. Für diejenigen, die in einem Gebiet direkt darüber leben, wo sich zwei tektonische Platten treffen, kann die Erfahrung ziemlich erschütternd sein!
Dieses Gebiet ist als Verwerfung oder Bruch oder Diskontinuität in einem Gesteinsvolumen bekannt, über das eine erhebliche Verschiebung stattfindet. Entlang der Linie, an der sich die Erde und die Verwerfungsebene treffen, befindet sich eine sogenannte Verwerfungslinie. Zu verstehen, wo sie liegen, ist für unser Verständnis der Geologie der Erde von entscheidender Bedeutung, ganz zu schweigen von den Erdbebenvorsorgeprogrammen.
Definition:
In der Geologie ist eine Verwerfung ein Bruch oder eine Diskontinuität in der Oberfläche des Planeten, entlang derer Bewegungen und Verschiebungen stattfinden. Auf der Erde sind sie das Ergebnis von Aktivitäten mit Plattentektonik, von denen die größte an den Plattengrenzen stattfindet. Energie, die durch die schnelle Bewegung auf aktiven Verwerfungen freigesetzt wird, verursacht heute die meisten Erdbeben auf der Welt.
Die tektonischen Platten der Erde. Bildnachweis: msnucleus.org
Da Verwerfungen normalerweise nicht aus einem einzigen, sauberen Bruch bestehen, verwenden Geologen den Begriff „Verwerfungszone“, wenn sie sich auf das Gebiet beziehen, in dem eine komplexe Verformung mit der Verwerfungsebene verbunden ist. Die beiden Seiten einer nicht vertikalen Verwerfung werden als „hängende Wand“ und „Grundlage“ bezeichnet.
Per Definition liegt das Hangende oberhalb der Verwerfung und das Liegende unterhalb der Verwerfung. Diese Terminologie stammt aus dem Bergbau. Grundsätzlich stand der Bergmann bei der Bearbeitung eines tafelförmigen Erzkörpers mit dem Liegenden unter seinen Füßen und mit dem hängenden Wand über ihm. Diese Terminologie hat für geologische Ingenieure und Vermessungsingenieure Bestand gehabt.
Mechanismen:
Die Zusammensetzung der tektonischen Platten der Erde bedeutet, dass sie entlang von Verwerfungslinien nicht leicht aneinander vorbeigleiten können und stattdessen unglaublich viel Reibung erzeugen. Gelegentlich stoppt die Bewegung, wodurch sich im Gestein Stress aufbaut, bis eine Schwelle erreicht wird. An diesem Punkt wird die angesammelte Spannung entlang der Verwerfungslinie in Form eines Erdbebens abgebaut.
Wenn es um Verwerfungslinien und ihre Rolle bei Erdbeben geht, spielen drei wichtige Faktoren eine Rolle. Diese werden als „Slip“, „Heave“ und „Throw“ bezeichnet. Schlupf bezieht sich auf die relative Bewegung von geologischen Merkmalen, die auf beiden Seiten der Verwerfungsebene vorhanden sind; mit anderen Worten, die relative Bewegung des Gesteins auf jeder Seite der Verwerfung in Bezug auf die andere Seite.
Tektonische Plattengrenzen. Kredit:
Heave bezieht sich auf die Messung des horizontalen/vertikalen Abstands, während Wurf verwendet wird, um den horizontalen Abstand zu messen. Schlupf ist das wichtigste Merkmal, da es Geologen hilft, Verwerfungen zu klassifizieren.
Arten von Fehlern:
Es gibt drei Kategorien oder Fehlertypen. Der erste ist ein sogenannter 'Dip-Slip-Fehler', bei dem die Relativbewegung (oder der Schlupf) fast vertikal ist. Ein perfektes Beispiel dafür ist die San-Andreas-Verwerfung, die für das massive Erdbeben von San Francisco 1906 verantwortlich war.
Zweitens gibt es „Strike-Slip-Fehler“, bei denen der Schlupf etwa horizontal verläuft. Diese findet man im Allgemeinen in mittelozeanischen Rücken, wie dem Mittelatlantischen Rücken – einer 16.000 km langen unter Wasser liegenden Bergkette, die das Zentrum des Atlantischen Ozeans einnimmt.
Schließlich gibt es Schrägrutschfehler, die eine Kombination der beiden vorherigen sind, bei denen sowohl vertikale als auch horizontale Verschiebungen auftreten. Nahezu alle Verwerfungen haben eine Komponente von Dip-Slip und Strike-Slip, so dass die Definition einer Verwerfung als schräg erfordert, dass sowohl die Dip- als auch die Strike-Komponenten messbar und signifikant sind.
Karte der Erde mit Verwerfungslinien (blau) und Zonen vulkanischer Aktivität (rot). Bildnachweis: zmescience.com
Auswirkungen von Fehlerlinien:
Für Menschen, die in aktiven Störungszonen leben, stellen Erdbeben eine regelmäßige Gefahr dar und können die Infrastruktur zerstören und zu Verletzungen und zum Tod führen. Daher müssen Statiker beim Bauen entlang von Störungszonen sicherstellen, dass Schutzmaßnahmen getroffen werden, und das Ausmaß der Störungsaktivität in der Region berücksichtigen.
Dies gilt insbesondere beim Bau wichtiger Infrastrukturen wie Pipelines, Kraftwerke, Staudämme, Krankenhäuser und Schulen. In Küstenregionen müssen sich Ingenieure auch damit befassen, ob tektonische Aktivitäten zu Tsunamigefahren führen können.
In Kalifornien ist beispielsweise der Neubau auf oder in der Nähe von Verwerfungen verboten, die seit dem Holozän (den letzten 11.700 Jahren) oder sogar dem Pleistozän (in den letzten 2,6 Millionen Jahren) aktiv sind. Ähnliche Schutzmaßnahmen spielen bei Neubauprojekten an Orten entlang des Pazifischen Feuerrands eine Rolle, wo viele urbane Zentren existieren (insbesondere in Japan).
Es werden verschiedene Techniken verwendet, um zu messen, wann die letzte Störungsaktivität stattgefunden hat, wie zum Beispiel die Untersuchung von Boden- und Mineralproben, organische und Radiokarbon-Datierung.
Wir haben viele Artikel über das Erdbeben für Universe Today geschrieben. Hier ist Was verursacht Erdbeben? , Was ist ein Erdbeben? , Plattengrenzen , Berühmte Erdbeben , und Was ist der Pazifische Feuerring?
Wenn Sie weitere Informationen zu Erdbeben wünschen, lesen Sie die US Geological Survey Website . Und hier ist ein Link zu Erdobservatorium der NASA .
Wir haben auch ähnliche Episoden von Astronomy Cast über Plattentektonik aufgenommen. Hör zu, Folge 142: Plattentektonik .
Quellen:
