La teoría de Anderson sobre el fallamiento , ideada por Ernest Masson Anderson en 1905, es una forma de clasificar las fallas geológicas mediante el uso de la tensión principal . [1] [2] Una falla es una fractura en la superficie de la Tierra que se produce cuando las rocas se rompen bajo una tensión extrema. [3] El movimiento de la roca a lo largo de la fractura ocurre en las fallas. Si no se produce ningún movimiento, la fractura se describe en cambio como una junta . El roce de dos masas rocosas entre sí a lo largo de una falla da como resultado un terremoto y la deformación de la corteza terrestre . [4] Las fallas se pueden clasificar en cuatro tipos según el tipo de movimiento entre las masas rocosas separadas: normal, inversa, de rumbo y oblicua.
Aunque los geólogos actuales clasifican cuatro tipos de fallas, la teoría de fallas de Anderson se centra en la explicación de tres: la normal, la inversa y la de rumbo. El deslizamiento se conoce como la distancia que una placa se ha movido a lo largo de otra. Como no se puede saber si una o ambas placas se han movido en el proceso de fallamiento, esta distancia se clasifica como la distancia que una placa se ha movido en relación con la otra. El buzamiento se define como el ángulo de la falla en relación con la superficie de la tierra, que indica el plano en el que se producirá el deslizamiento. Por último, en cualquier falla no vertical, el bloque que se encuentra por encima de la falla se denomina muro colgante, mientras que el bloque que se encuentra por debajo de la falla se denomina muro de pie. [4]
Las fallas normales, un tipo de fallas de deslizamiento por inclinación, se producen cuando el muro colgante se desliza por el plano de inclinación. Por lo general, se producen en respuesta a la tensión que crea la fractura y la consiguiente extensión del plano. Vea la animación aquí [5]
Las fallas inversas también se conocen como fallas inversas y son otro tipo de fallas de deslizamiento por inclinación. En este caso, la pared colgante se desliza hacia arriba del plano de inclinación. A diferencia de las fallas normales, estas son causadas por la compresión del plano. Vea la animación aquí [5]
Las fallas de deslizamiento se producen cuando los bloques se deslizan uno contra el otro lateralmente, en paralelo al plano. La dirección del deslizamiento se puede observar desde ambos lados de la falla: el bloque más alejado se mueve hacia la izquierda, lo que indica un deslizamiento lateral izquierdo, y lo contrario indica un deslizamiento lateral derecho. Vea la animación aquí [5]
Las fallas oblicuas combinan el movimiento vertical de las fallas de buzamiento y deslizamiento y el movimiento lateral de las fallas de desgarre. Deben tener componentes de buzamiento y de desgarre significativos para ser consideradas oblicuas. La teoría de fallas de Anderson no considera las fallas oblicuas por separado, ya que son una combinación de fallas ya definidas. [5] Además, las fallas oblicuas no obedecen a la teoría de Anderson, ya que siguen el mismo esquema de tensiones principales que los otros tipos de fallas.
En geología, el estrés se define como una fuerza aplicada a un material. Existen cuatro tipos de estrés a los que están sujetas las rocas. El primero de ellos es cuando la roca es empujada hacia abajo por el peso de todas las rocas que se encuentran sobre ella, impidiéndole moverse. Esto se denomina estrés de confinamiento y predomina en las profundidades de la superficie de la Tierra. El segundo tipo es la compresión. Esto ocurre cuando las rocas se aprietan entre sí, lo que hace que se doblen o fracturen. Si bien el estrés de confinamiento y el de compresión se refieren a rocas en estado de compresión, la diferencia radica en que el estrés de confinamiento es un estrés vertical, por lo que está influenciado por la gravedad. Por otro lado, el estrés de compresión actúa horizontalmente, paralelo a la superficie de la Tierra. El estrés de tensión hace que las rocas se separen y está asociado con el alargamiento de una superficie. El estrés cortante actúa en la dirección contraria al movimiento cuando dos planos paralelos se mueven uno contra el otro. [4]
En la teoría de fallas de Anderson, la superficie de la Tierra se considera una colección de segmentos horizontales que se conectan para formar un plano que no experimenta tensión cortante paralela a sí mismo. [6] Con tensión cortante cero, todas las demás direcciones de tensión se maximizan o minimizan, lo que las convierte en tensiones principales, normales a los planos principales. La teoría modela las fallas en términos de estas tres tensiones principales denotadas como σ ₁, σ ₂ y σ ₃. Dos de estas tensiones son horizontales, en el plano, y una es vertical, normal al plano, también conocidas como S hmax , S hmin y S v , respectivamente. [2] Todas las tensiones principales son perpendiculares entre sí. Usando la convención geológica, σ ₁ siempre indica la tensión dominante en cualquier falla; por lo tanto, será la tensión que cause el movimiento. σ ₃ es la tensión que se opone directamente al movimiento causado por σ ₁, por lo tanto, es la tensión principal más débil. σ ₂ es perpendicular tanto a σ ₁ como a σ ₃ y en los casos de fallas de rumbo y de buzamiento no provocará movimiento en su dirección, lo que la convierte en la segunda tensión principal más fuerte. [2]
La teoría de Anderson clasifica los ambientes tectónicos en tres regímenes de fallas en función de su relación con las tensiones principales. σ ₁, que es la tensión vertical, se clasifica como un régimen de gravedad porque el movimiento se alinea con la fuerza de la gravedad. Este régimen está dominado por fallas de deslizamiento normal. Un σ ₃ vertical se clasifica como un régimen de empuje. Estos están dominados por fallas de deslizamiento inverso con σ ₁ una vez más paralelas al movimiento. El tercer régimen se caracteriza por un σ ₂ vertical y está dominado por fallas de deslizamiento lateral izquierdo y lateral derecho. [2]
La teoría de fallas de Anderson también presenta un modelo para la interpretación sísmica. [7] Este modelo predice la inclinación de las fallas según su clasificación de régimen. [2] Las paredes conjugadas en cualquier falla compartirán un ángulo de inclinación y ese ángulo se medirá desde la parte superior de la pared colgante o la parte inferior de la pared de base. [2] Se predice que los regímenes de gravedad tienen una inclinación de 60°, mientras que los regímenes de empuje tienen un ángulo de inclinación de 30°. Los regímenes de llave tienen una inclinación de 90° ya que no hay pared colgante. [7] Cuando se aproxima una falla de un tipo desconocido, estas predicciones se pueden utilizar para la clasificación probable de la falla. Además, cuando se conoce el tipo de falla, las mediciones reales de inclinación se pueden comparar con las predicciones de la teoría de fallas de Anderson y revelar más sobre el paisaje geológico. Por ejemplo, una falla normal con una inclinación observada no mayor a 60° indicaría la rotación de las placas, lo que podría indicar la presencia de materiales anisotrópicos, como una capa de sal, o un plano de debilidad, lo que indicaría mayores posibilidades de actividad geológica en esa área en el futuro.