תאוריית אנדרסון

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

(הבדלים בין גרסאות)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(תיאור המערכת)
שורה 1: שורה 1:
-
'''תאוריית אנדרסון''' מגיעה מתחום [[גיאולוגיה סטרוקטורלית]], בעזרתה ניתן לשחזר את כיווני המאמצים העיקריים של העתקים הנוצרים קרוב לפני השטח, באזור הפריך של כדור הארץ. תאוריית אנדרסון מראה את אופן היצירה של שלושת סוגי ההעתקים העיקריים - [[העתק נורמלי]], [[העתק הפוך]] ו[[העתקי סטרייק סליפ]] ועוזרת להעריך את ערכי הדיפ האופיינים להם.
+
'''תאוריית אנדרסון''' מגיעה מתחום [[גיאולוגיה סטרוקטורלית]], בעזרתה ניתן לשחזר את כיווני המאמצים העיקריים של העתקים הנוצרים קרוב לפני השטח, באזור הפריך של כדור הארץ. תאוריית אנדרסון מראה את אופן היצירה של שלושת סוגי ההעתקים העיקריים - [[העתק נורמלי]], [[העתק הפוך]] ו[[העתקי סטרייק סליפ]] ועוזרת להעריך את ערכי הדיפ האופיינים להם.  
-
== הנחות עליהן מתבססת התאוריה ==
+
== הנחות עליהן מתבססת התאוריה ==
-
תאוריית אנדרסון מתבססת על מספר הנחות:
+
תאוריית אנדרסון מתבססת על מספר הנחות:  
-
# פני כדור הארץ מהווים מישור אוויר חופשי בו לא פועלים כוחות גזירה (למעט כאשר נושבות רוחות חזקות).
+
-
# הרכב הסלע הומוגני באזור בו פועלים ההעתקים.
+
-
# ההעתק נוצר בהתאם ל[[קריטריון קולמב]].
+
 +
#פני כדור הארץ מהווים מישור אוויר חופשי בו לא פועלים כוחות גזירה (למעט כאשר נושבות רוחות חזקות).
 +
#הרכב הסלע הומוגני באזור בו פועלים ההעתקים.
 +
#ההעתק נוצר בהתאם ל[[קריטריון קולומב]].
-
'''כיווני המאמצים''': σ<sub>1</sub> וקטור המאמץ העיקרי, σ<sub>2</sub> וקטור המאמץ שווה ל-0, σ<sub>3</sub> וקטור המאמץ בעל ערך שלילי.<br/>ניתן לתאר כי אחד משלושת הכוחות העיקריים הפועלים (σ<sub>1</sub>,σ<sub>2</sub>,σ<sub>3</sub>) בעת העתקה צריך להיות ניצב למישור כדור הארץ והוא נובע ממשקל עמודת הסלע, הכוחות הנוספים הפועלים הם במקביל למישור כדור הארץ ומתבטאים בתנועה אופקית (איור מצד שמאל), 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.
+
<br> '''כיווני המאמצים''': σ<sub>1</sub> וקטור המאמץ העיקרי, σ<sub>2</sub> וקטור המאמץ הבינוני (על פי הנחת התאוריה, איננו משפיע על כיוני ההעתקה), σ<sub>3</sub> וקטור המאמץ המינימלי (בעומקים רדודים מקבל ערך שלילי) .<br>ניתן לתאר כי אחד משלושת הכוחות העיקריים הפועלים (σ<sub>1</sub>,σ<sub>2</sub>,σ<sub>3</sub>) בעת העתקה צריך להיות ניצב למישור כדור הארץ והוא נובע ממשקל עמודת הסלע, הכוחות הנוספים הפועלים הם במקביל למישור כדור הארץ ומתבטאים בתנועה אופקית (איור מצד שמאל), 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.  
-
[[תמונה:Earth surface.png|שמאל|350px]]
+
[[Image:Earth surface.png|left|350px]]  
 +
<br>
 +
<div style="clear: both;"></div>
 +
== תיאור המערכת  ==
-
<div style="clear: both;"></div>
+
בכל אחד מן האיורים הבאים מוצגים המאמצים בכיוון שונה של התיבה, כאשר החלק העליון של התיבה מדמה את מישור פני כדור הארץ.
-
== תיאור המערכת ==
+
{| border="1" align="center"
 +
|-
 +
| [[Image:Normal fault.png]]
 +
| יצירה של העתק נורמלי:
 +
*המאמץ העיקרי, σ<sub>1</sub> נמצא בניצב לפני המשטח.
 +
*σ<sub>2</sub> ו-σ<sub>3</sub> ניצבים ל-σ<sub>1</sub> בכיוון המקביל למישור כדור הארץ.
-
בכל אחד מן האיורים הבאים מוצגים המאמצים בכיוון שונה של התיבה, כאשר החלק העליון של התיבה מדמה את מישור פני כדור הארץ.
+
כך מתקבל העתק נורמלי עם דיפ בקירוב של 60°.  
-
{| border="1" align="center"
 
|-
|-
-
|| [[תמונה:Normal fault.png]]
+
| [[Image:Reverse fault.png]]  
-
|| יצירה של העתק נורמלי:
+
| יצירה של העתק הפוך:  
-
* המאמץ העיקרי, σ<sub>1</sub> נמצא בניצב לפני המשטח.
+
*המאמץ העיקרי σ<sub>1</sub> ו-σ<sub>2</sub> מקבילים למישור כדור הארץ.  
-
* σ<sub>2</sub> ו-σ<sub>3</sub> ניצבים ל-σ<sub>1</sub> בכיוון המקביל למישור כדור הארץ.
+
*σ<sub>3</sub> ניצב למישור כדור הארץ.
-
כך מתקבל העתק נורמלי עם דיפ של 60°.
+
-
|-
+
-
|| [[תמונה:Reverse fault.png]]
+
-
|| יצירה של העתק הפוך:
+
-
* המאמץ העיקרי σ<sub>1</sub> ו-σ<sub>2</sub> מקבילים למישור כדור הארץ.
+
-
* σ<sub>3</sub> ניצב למישור כדור הארץ.
+
-
במשטר לחצים כזה יווצר דיפ של 30°.
+
-
|-
+
-
|| [[תמונה:Strike slip3.png]]
+
-
|| העתק סטרייק סליפ:
+
-
* σ<sub>1</sub> ו-σ<sub>3</sub> מקבילים למישור כדור הארץ.
+
-
* σ<sub>2</sub> ניצב לפני כדור הארץ.
+
-
דיפ אופייני של 90°.
+
-
|}
+
-
== מקרים יוצאי דופן ==
+
במשטר לחצים כזה יווצר דיפ בקירוב של &nbsp;30°.
-
תאוריית אנדרסון הינה שימושית מאוד אך איננה מסוגלת לנבא את כל התופעות האפשריות. על פי התאוריה לא יכולים להיווצר העתקים נורמליים בעלי זווית נמוכה קרוב לפני כדור הארץ, או יצירה של העתקים הפוכים בעלי זווית חדה. למרות שישנן עדויות לתופעות האלו על פני כדור הארץ.
+
|-
 +
| [[Image:Strike slip3.png]]
 +
| העתק סטרייק סליפ:
 +
*σ<sub>1</sub> ו-σ<sub>3</sub> מקבילים למישור כדור הארץ.  
 +
*σ<sub>2</sub> ניצב לפני כדור הארץ.
-
== בעיות בתאוריית אנדרסון ==
+
דיפ אופייני בקירוב של 90°.
 +
 
 +
|}
-
# הרכב הסלע באזור בו פועלים ההעתקים איננו הומוגני כפי שהתאורייה מניחה, לרוב האזור מורכב ממישורים אנ-איזותרופיים בהם מופיעים שיכוב, פוליאציות מטמורפיות וסדקים קדומים. כאשר σ<sub>1</sub> גדול מ-60° ביחס למשטח האנ-איזוטרופי, הטרוגניות המסלע איננה משנה (וההעתק יווצר כפי שהתאוריה מנבא), אך אם ההעתקים פועלים בזוויות הקטנות מ-60°, ההעתקה כנראה תתרחש במקביל לאותו מישור אנ-איזוטרופי.
+
== מקרים יוצאי דופן  ==
-
# ההנחה כי לא פועלים כוחות בכיוון σ<sub>2</sub> מגבילה את המערכת והופכת אותה למערכת מאמציים דו מימדית, כך שרק שני כיווני העתקיים אפשרייים. בפועל במערכת תלת מימדית יתכנו שתי מערכות של העתקים מצומדים.
+
-
== מקורות ==
+
תאוריית אנדרסון הינה שימושית מאוד אך איננה מסוגלת לנבא את כל התופעות האפשריות. על פי התאוריה לא יכולים להיווצר העתקים נורמליים בעלי זווית נמוכה קרוב לפני כדור הארץ, או יצירה של העתקים הפוכים בעלי זווית חדה. למרות שישנן עדויות לתופעות האלו על פני כדור הארץ.
-
<blockquote>
+
== בעיות בתאוריית אנדרסון  ==
-
<div style="text-align: left; direction: ltr">
+
-
* '''The Mechanics of Earthquakes and Faulting''', By Christopher H. Scholz Allmendinger Lectures notes&nbsp
+
#הרכב הסלע באזור בו פועלים ההעתקים איננו הומוגני כפי שהתאורייה מניחה, לרוב האזור מורכב ממישורים אנ-איזותרופיים בהם מופיעים שיכוב, פוליאציות מטמורפיות וסדקים קדומים. כאשר σ<sub>1</sub> גדול מ-60° ביחס למשטח האנ-איזוטרופי, הטרוגניות המסלע איננה משנה (וההעתק יווצר כפי שהתאוריה מנבא), אך אם ההעתקים פועלים בזוויות הקטנות מ-60°, ההעתקה כנראה תתרחש במקביל לאותו מישור אנ-איזוטרופי.
-
* '''dynamics and kinematics''', Rick Allmendinger, 2007
+
#ההנחה כי לא פועלים כוחות בכיוון σ<sub>2</sub> מגבילה את המערכת והופכת אותה למערכת מאמציים דו מימדית, כך שרק שני כיווני העתקיים אפשרייים. בפועל במערכת תלת מימדית יתכנו שתי מערכות של העתקים מצומדים.
-
</div>
+
== מקורות  ==
-
</blockquote>
+
<blockquote><div style="text-align: left; direction: ltr">
 +
*'''The Mechanics of Earthquakes and Faulting''', By Christopher H. Scholz Allmendinger Lectures notes&amp;nbsp
 +
*'''dynamics and kinematics''', Rick Allmendinger, 2007
 +
</div></blockquote>

גרסה מתאריך 22:25, 15 באפריל 2014

תאוריית אנדרסון מגיעה מתחום גיאולוגיה סטרוקטורלית, בעזרתה ניתן לשחזר את כיווני המאמצים העיקריים של העתקים הנוצרים קרוב לפני השטח, באזור הפריך של כדור הארץ. תאוריית 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 עליהן מתבססת התאוריה

תאוריית אנדרסון מתבססת על מספר הנחות:

  1. פני כדור הארץ 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 קולומב.


כיווני המאמצים: σ1 וקטור המאמץ העיקרי, σ2 וקטור המאמץ הבינוני (על פי הנחת התאוריה, איננו משפיע על כיוני ההעתקה), σ3 וקטור המאמץ המינימלי (בעומקים רדודים מקבל ערך שלילי) .
ניתן לתאר כי אחד משלושת הכוחות העיקריים הפועלים (σ123) בעת העתקה צריך להיות ניצב למישור כדור הארץ והוא נובע ממשקל עמודת הסלע, הכוחות הנוספים הפועלים הם במקביל למישור כדור הארץ ומתבטאים בתנועה אופקית (איור מצד שמאל), 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, כאשר החלק העליון של התיבה מדמה את מישור פני כדור הארץ.

Image:Normal fault.png יצירה של העתק נורמלי:
  • המאמץ העיקרי, σ1 נמצא בניצב לפני המשטח.
  • σ2 ו-σ3 ניצבים ל-σ1 בכיוון המקביל למישור כדור הארץ.

כך מתקבל העתק נורמלי עם דיפ בקירוב של 60°.

Image:Reverse fault.png יצירה של העתק הפוך:
  • המאמץ העיקרי σ1 ו-σ2 מקבילים למישור כדור הארץ.
  • σ3 ניצב למישור כדור הארץ.

במשטר לחצים כזה יווצר דיפ בקירוב של  30°.

Image:Strike slip3.png העתק סטרייק סליפ:
  • σ1 ו-σ3 מקבילים למישור כדור הארץ.
  • σ2 ניצב לפני כדור הארץ.

דיפ אופייני בקירוב של 90°.

מקרים יוצאי דופן

תאוריית אנדרסון הינה שימושית מאוד אך איננה מסוגלת לנבא את כל התופעות האפשריות. על פי התאוריה לא יכולים להיווצר העתקים נורמליים בעלי זווית נמוכה קרוב לפני כדור הארץ, או יצירה של העתקים הפוכים בעלי זווית חדה. למרות שישנן 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 מופיעים שיכוב, פוליאציות מטמורפיות וסדקים קדומים. כאשר σ1 גדול מ-60° ביחס למשטח האנ-איזוטרופי, הטרוגניות המסלע איננה משנה (וההעתק יווצר כפי שהתאוריה מנבא), אך אם ההעתקים פועלים בזוויות הקטנות מ-60°, ההעתקה כנראה תתרחש במקביל לאותו מישור אנ-איזוטרופי.
  2. ההנחה כי לא פועלים כוחות בכיוון σ2 מגבילה את המערכת והופכת אותה למערכת מאמציים דו מימדית, כך שרק שני כיווני העתקיים אפשרייים. בפועל במערכת תלת מימדית יתכנו שתי מערכות של העתקים מצומדים.

מקורות

  • The Mechanics of Earthquakes and Faulting, By Christopher H. Scholz Allmendinger Lectures notes&nbsp
  • dynamics and kinematics, Rick Allmendinger, 2007
כלים אישיים