Nov10

Nicht Sie liebe Leser sind angesprochen, vielmehr stellt sich diese Frage bei Verformungsvorgängen in der Geologie. Dieses Gebiet der Geologie nennt sich Strukturgeologie. Hier ist Geometrie und Physik gefragt und hier geht es immer um Deformation bzw. Verformung. Es werden Falten, Brüche und das Gefüge von Mineralen im Gestein untersucht. Diese geben Aufschluss über die Entstehung der Erdkruste und des oberen Erdmantels und das Kräftefeld, das während der Entstehung des Gesteins herrschte. Ziel ist die Rekonstruktion der Kinematik, also der Bewegung und der Dynamik, dem Wirken der Kräfte.

Es gibt grundsätzlich zwei Arten der Verformung, die Spröde und die Plastische.

Bei der bruchhaften Verformung verhalten sich die Gesteine spröde und zerbrechen. Es kommt zu Bruchbildung. Diese Art kommt im ausgekühlten, oberen Teil der Erdkruste vor.

Schokoladentafelstruktur © JPB tektonische Kluefte  San-Andreas Verwerfung © Wikipedia steilgestellte Schichten ©Wikimedia

v.l.n.r.: spröde Verformung: «Schokoladentafel»-Struktur ©JPBurg; tektonische Klüfte; San-Adreas Verwerfung; steilgestellte Schichten ©WikimediaCommons

Bei der duktilen Verformung verhalten sich die Gesteine plastisch und verformen sich ohne zu zerbrechen. Man nennt es auch Fliessen im festen Zustand. Diese Art wirkt in der warmen, unteren Erdkruste.

abtauchende Falte kilometerlange Falten in Sedimentschichten Liegende Falten Albulastrasse Meterlange Falten in metamorphem Gestein Ferdenrothorn Wallis

v.l.n.r.: plastische Verformungen: abtauchende Falte, kilometerlange Falten in Sedimentschichten; liegende Falten an der Albula-Strasse; Meterlange Falten; verfaltetes Ferdenrothorn im Wallis. © WikimediaCommons

Auch die Geschwindigkeit der Deformation beeinflusst die Art der Verformung. Eine schnelle Deformation bewirkt eine spröde Verformung, es kommt zu Bruchbildung, z.B. Crushen von Eis. Bei langsamer Deformation kommt es zu duktiler Verformung, z.B.  das “Fliessen” von Gletschern.

Gletscherspalten ©M.Hambrey  Bering Gletscher © J.Alean-M.Hambrey Verfaltung im Gletscher ©M.Hambrey

v.l.n.r.: Gletscherspalten treten in Zonen mit beschleunigter Bewegung gehäuft auf. Saleina Gletscher, Wallis; der riesige Bering Gletscher zeigt geschwungene Mittelmoränen; Innerhalb des Gletschers verformt sich das Eis plastisch. Bestehende Schichten können gefaltet werden. Griesgletscher in den Schweizer Alpen. Alle Fotos © Prof. Michael Hambrey / www.swisseduc.ch

Grundsätzlich geht es in der Strukturgeologie stets um Kräfte, die Spannungen erzeugen und in einer Verformung (spröde oder plastisch) enden! Dies wurde schon früh erkannt. Erste strukturgeologische Versuche wurden denn in Schottland schon im ausgehenden 19. Jahrhundert durchgeführt, wie wir unten sehen.

Kraft - Spannung - Verformung ©Wikimedia

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