תאוריית אנדרסון

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

(הבדלים בין גרסאות)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(מקרים יוצאי דופן)
גרסה נוכחית (20:36, 26 באפריל 2014) (הצגת מקור)
 
(31 גרסאות ביניים אינן מוצגות.)
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]] ובעזרתה ניתן לשחזר את כיוון מאמצי הלחיצה העיקריים על פי העתקים הנוצרים קרוב לפני השטח, באזור הקליפה הפריכה 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 נטיית המישורים (dip) 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 (בהזנחת גזירת אוויר ומים).
 +
#הרכב הסלע הומוגני באזור בו פועלים ההעתקים.
 +
#ההעתק נוצר בהתאם ל[[קריטריון קולומב]].
 +
#[[זווית החיכוך הפנימית]] ברוב הסלעים היא 30°~.
-
'''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 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.
+
<br> '''כיווני מאמצי הלחיצה''': σ<sub>1</sub> וקטור המאמץ העיקרי, σ<sub>2</sub> וקטור המאמץ הבינוני (על פי הנחת התאוריה, איננו משפיע על כיווני ההעתקה), σ<sub>3</sub> וקטור המאמץ המינימלי (בעומקים רדודים מקבל ערך שלילי) .<br><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: arial, sans-serif; line-height: normal;">המאמצים העיקריים הם [[וקטורים עצמיים]] של טנזור המאמץ והם מבטאים את הכוח הנורמלי על מישורים עליהם אין כוחות גזירה&nbsp;</span>(σ<sub>1</sub>,σ<sub>2</sub>,σ<sub>3</sub>).  
-
[[תמונה:Earth surface.png|שמאל|350px]]
+
בעת העתקה הכוח הניצב למישור כדור הארץ נובע ממשקל עמודת הסלע, הכוחות הנוספים הפועלים הם במקביל למישור כדור הארץ ומתבטאים בתנועה אופקית (איור מצד שמאל) של הלוחות הטקטוניים<span style="line-height: 1.5em;">. הכוח העיקרי הוא הכוח הניצב למישור אשר לא פועלים עליו כוחות גזירה, בהתאם לכך שני הכוחות הבאים יהיו ניצבים לכוח העיקרי.</span>
 +
[[Image:Earth surface.png|left|350px]]
-
<div style="clear: both;"></div>
+
<br>
 +
<div style="clear: both;"></div>  
 +
== תיאור המערכת  ==
-
== תיאור המערכת ==
+
בכל אחד מן האיורים הבאים מוצגים מאמצי הלחיצה בכיוון שונה של התיבה, כאשר החלק העליון של התיבה מדמה את מישור פני כדור הארץ.
-
בכל אחד מן האיורים הבאים מוצגים המאמצים בכיוון שונה של התיבה, כאשר החלק העליון של התיבה מדמה את מישור פני כדור הארץ.
+
הערכים ונטיות הדיפ נקבעים בהנחה של מקדם חיכוך פנימי.&nbsp;<br>
{| border="1" align="center"
{| border="1" align="center"
|-
|-
-
|| [[תמונה:Normal fault.png]]
+
| [[Image:Normal fault.png]]  
-
|| יצירה של העתק נורמלי:  
+
| יצירה של העתק נורמלי:  
-
* המאמץ העיקרי, σ<sub>1</sub> נמצא בניצב לפני המשטח.
+
*מאמץ הלחיצה העיקרי, σ<sub>1</sub>&nbsp;ניצב לפני המשטח.  
-
* σ<sub>2</sub> ו-σ<sub>3</sub> ניצבים ל-σ<sub>1</sub> בכיוון המקביל למישור כדור הארץ.
+
*σ<sub>2</sub> ו-σ<sub>3</sub> ניצבים ל-σ<sub>1</sub> בכיוון המקביל למישור כדור הארץ.
-
כך מתקבל העתק נורמלי עם דיפ של 60°.
+
 
 +
כך מתקבל העתק נורמלי עם דיפ של 60°~.  
 +
 
|-
|-
-
|| [[תמונה:Reverse fault.png]]
+
| [[Image:Reverse fault.png]]  
-
|| יצירה של העתק הפוך:
+
| יצירה של העתק הפוך:  
-
* המאמץ העיקרי σ<sub>1</sub> ו-σ<sub>2</sub> מקבילים למישור כדור הארץ.
+
*מאמץ הלחיצה העיקרי σ<sub>1</sub> ו-σ<sub>2</sub> מקבילים למישור כדור הארץ.  
-
* σ<sub>3</sub> ניצב למישור כדוה"א.
+
*σ<sub>3</sub> ניצב למישור כדור הארץ.
-
במשטר לחצים כזה יווצר דיפ של 30°.
+
 
 +
במשטר לחצים כזה יווצר דיפ של 30°~.  
 +
 
|-
|-
-
|| [[תמונה:Strike slip3.png]]
+
| [[Image:Strike slip3.png]]  
-
|| העתק סטרייק סליפ:
+
| העתק סטרייק סליפ:  
-
* σ<sub>1</sub> ו-σ<sub>3</sub> מקבילים למישור כדור הארץ.
+
*σ<sub>1</sub> ו-σ<sub>3</sub> מקבילים למישור כדור הארץ.  
-
* σ<sub>2</sub> ניצב לפני כדור הארץ.
+
*σ<sub>2</sub> ניצב לפני כדור הארץ.
-
דיפ אופייני של 90°.
+
-
|}
+
-
== מקרים יוצאי דופן ==
+
דיפ אופייני של 90°~.
-
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 ==
+
== מקרים יוצאי דופן  ==
-
# 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<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.
+
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.  
-
# 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 ==
+
== בעיות בתאוריית אנדרסון  ==
-
<blockquote>  
+
#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.
-
<div style="text-align: left; direction: ltr">
+
#ההנחה כי לא פועלים כוחות בכיוון σ<sub>2</sub> מגבילה את המערכת והופכת אותה למערכת מאמצים דו מימדית, כך שרק שני כיווני העתקיים אפשרייים. בפועל במערכת תלת מימדית יתכנו שתי מערכות של העתקים מצומדים (Reches 1983).
-
* '''The Mechanics of Earthquakes and Faulting''', By Christopher H. Scholz Allmendinger Lectures notes&nbsp
+
<br>
-
* '''dynamics and kinematics''', Rick Allmendinger, 2007
+
-
</div>
+
== מקורות  ==
-
</blockquote>
+
<blockquote><div style="text-align: left; direction: ltr">
 +
*'''<span style="font-weight: normal;">Christopher H. Scholz, </span>The Mechanics of Earthquakes and Faulting''', 2nd edition, chaper 3, cambridge 2002. &nbsp;
 +
*'''<span style="font-weight: normal;">Rick Allmendinger,&nbsp;</span>Dynamics and Kinematics&nbsp;'''[http://cuencas.fcien.edu.uy/cursos/materiales/Allmendinger326-99_lect21-37.pdf http://cuencas.fcien.edu.uy/&lt;wbr&gt;&lt;/wbr&gt;cursos/materiales/&lt;wbr&gt;&lt;/wbr&gt;Allmendinger326-99_lect21-37.&lt;wbr&gt;&lt;/wbr&gt;pdf]&nbsp;, 2007.
 +
*'''<span style="font-weight: normal;">Zeev Reches,</span>'''&nbsp;'Faulting of Rocks in a Three Dimensional Strain Filed Second Theoretical Analysis'&nbsp;,'''Tectonophysics''', 95&nbsp;(1983) 133-156, Elsevier Sciense Publishers B.V., Amsterdam.
 +
</div></blockquote>
 +
<br>

גרסה נוכחית

תאוריית אנדרסון מגיעה מתחום גיאולוגיה סטרוקטורלית ובעזרתה ניתן לשחזר את כיוון מאמצי הלחיצה העיקריים על פי העתקים הנוצרים קרוב לפני השטח, באזור הקליפה הפריכה 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 נטיית המישורים (dip) 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 (בהזנחת גזירת אוויר ומים).
  2. הרכב הסלע הומוגני באזור בו פועלים ההעתקים.
  3. ההעתק נוצר בהתאם לקריטריון קולומב.
  4. זווית החיכוך הפנימית ברוב הסלעים היא 30°~.


כיווני מאמצי הלחיצה: σ1 וקטור המאמץ העיקרי, σ2 וקטור המאמץ הבינוני (על פי הנחת התאוריה, איננו משפיע על כיווני ההעתקה), σ3 וקטור המאמץ המינימלי (בעומקים רדודים מקבל ערך שלילי) .
המאמצים העיקריים הם וקטורים עצמיים של טנזור המאמץ והם מבטאים את הכוח הנורמלי על מישורים עליהם אין כוחות גזירה 123).

בעת העתקה הכוח הניצב למישור כדור הארץ נובע ממשקל עמודת הסלע, הכוחות הנוספים הפועלים הם במקביל למישור כדור הארץ ומתבטאים בתנועה אופקית (איור מצד שמאל) של 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 מאמצי הלחיצה בכיוון שונה של התיבה, כאשר החלק העליון של התיבה מדמה את מישור פני כדור הארץ.

הערכים ונטיות הדיפ נקבעים בהנחה של מקדם חיכוך פנימי. 

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

כך מתקבל העתק נורמלי עם דיפ של 60°~.

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

במשטר לחצים כזה יווצר דיפ של 30°~.

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

דיפ אופייני 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 מאמצים דו מימדית, כך שרק שני כיווני העתקיים אפשרייים. בפועל במערכת תלת מימדית יתכנו שתי מערכות של העתקים מצומדים (Reches 1983).


מקורות


כלים אישיים