תאוריית אנדרסון

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

(הבדלים בין גרסאות)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(בעיות בתאוריית אנדרסון)

גרסה מתאריך 23:37, 25 במרץ 2014

תיאוריית אנדסון מגיעה מתחום גיאולוגיה סטרוקטורלית, בעזרתה ניתן לשחזר את כיווני המאמצים העיקריים של העתקים הנוצרים קרוב לפני השטח, באזור הפריך של כדור הארץ. תיאוריית אנדרסון מראה את אופן היצירה של שלושת סוגי ההעתקים העיקריים - העתק נורמלי, העתק הפוך והעתקי סטרייק סליפ ועוזרת להעריך את ערכי הדיפ האופיינים להם.

תוכן עניינים

הנחות עליהם מתבססת התיאוריה

תיאוריית אנדרסון מתבססת על מספר הנחות:

  1. פני כדוה"א מהווים מישור אוויר חופשי בו לא פועלים כוחות גזירה (למעט כאשר נושבות רוחות חזקות).
  2. הרכב הסלע הומוגני באזור בו פועלים ההעתקים.
  3. ההעתק נוצר בהתאם לקריטריון קולמב.


כיווני המאמצים

σ_1 וקטור המאמץ העיקרי, σ_2 וקטור המאמץ שווה ל- 0, σ_3 וקטור המאמץ בעל ערך שלילי. ניתן לתאר כי אחד משלושת הכוחות העיקריים הפועלים (σ1,σ2,σ3) בעת העתקה צריך להיות ניצב למישור כדוה"א והוא נובע ממשקל עמודת הסלע, הכוחות הנוספים הפועלים הם במקביל למישור כדוה"א ומתבטאים בתנועה אופקית (איור), המנגנון האחראי על יצירתם הוא תנועת הלוחות הטקטוניים. הכוח העיקרי הוא הכוח הניצב למישור אשר לא פועלים עליו כוחות גזירה, בהתאם לכך שני הכוחות הבאים יהיו ניצבים לכוח העיקרי.


תיאור המערכת

בכל אחד מן האיורים הבאים מוצגים המאמצים בכיוון שונה של התיבה:

תמונה:Normal fault.png תמונה 1: יצירה של העתק נורמלי - החלק העליון של התיבה מדמה את פני כדוה"א.
  • המאמץ העיקרי, σ_1 נמצא בניצב לפני המשטח.
  • σ_2 ו-σ_3 ניצבים ל-σ_1 בכיוון המקביל למישור כדוה"א.

כך מתקבל העתק נורמלי עם דיפ של 60°.

תמונה:Reverse fault.png תמונה 2: יצירה של העתק הפוך -
  • המאמץ העיקרי σ_1 ו-σ_2 מקבילים למישור כדוה"א.
  • σ_3 ניצב למישור כדוה"א.

במשטר לחצים כזה יווצר דיפ של 30°.

תמונה:Strike slip3.png תמונה 3: העתק סטרייק סליפ.
  • σ_1 ו-σ_3 מקבילים למישור כדוה"א.
  • σ_2 ניצב לפני כדוה"א.

דיפ אופייני של 90°.

מקרים יוצאי דופן

תאוריית אנדרסון הינה שימושית מאוד אך איננה מסוגלת לנבא את כל התופעות האפשריות. על פי התאורייה לא יכולים להיווצר העתקים נורמליים בעלי זווית נמוכה קרוב לפני כדוה"א, או יצירה של העתקים הפוכים בעלי זווית חדה. למרות שישנם עדויות לתופעות האלו על פני כדור הארץ

בעיות בתאוריית אנדרסון

  1. הרכב הסלע באזור בו פועלים ההעתקים איננו הומוגני כפי שהתאורייה מניחה, לרוב האזור מורכב ממישורים אנ-איזותרופיים בהם מופיע שיכוב, פוליאציות מטמורפיות וסדקים קדומים. כאשר σ_1 גדול מ 60° ביחס למשטח האנ-איזוטרופי, הטרוגניות המסלע איננה משנה (וההעתק יווצר כפי שהתאוריה מנבא), אך אם ההעתקים פועלים בזוויות הקטנות מ60°, ההעתקה כנראה תתרחש במקביל לאותו מישור אנ-איזוטרופי.
  2. ההנחה כי לא פועלים כוחות בכיוון σ_2 מגבילה את המערכת והופכת אותה למערכת מאמציים דו מימדית, כך שרק שני כיווני העתקיים אפשרייים. בפועל במערכת תלת מימדית יתכנו שתי מערכות של העתקים מצומדיים.

מקורות


The Mechanics of Earthquakes and Faulting- By Christopher H. Scholz Allmendinger Lectures notes : dynamics and kinematics- Rick Allmendinger, 2007

כלים אישיים