Geología física

Un cuerpo de roca que es frágil -ya sea por el frío o por su composición, o por ambas cosas- es probable que se rompa en lugar de plegarse cuando se somete a tensión, y el resultado es la fracturación o el fallamiento.

La fracturación es común en las rocas cercanas a la superficie, ya sea en rocas volcánicas que se han encogido al enfriarse (Figura 12.4a), o en otras rocas que han quedado expuestas por la erosión y se han expandido (Figura 12.9).

Una fractura en una roca también se llama junta. La roca no se mueve de lado a lado a ambos lados de la junta. La mayoría de las uniones se forman cuando un cuerpo de roca se expande debido a la reducción de la presión, como se muestra en los dos ejemplos de la figura 12.9, o cuando la propia roca se contrae pero el cuerpo de roca mantiene el mismo tamaño (la roca volcánica en enfriamiento de la figura 12.4a). En todos estos casos, el régimen de presión es de tensión y no de compresión. Las juntas también pueden desarrollarse cuando la roca se pliega porque, aunque el plegado suele producirse durante la compresión, puede haber algunas partes del pliegue que estén en tensión (Figura 12.10).

Por último, las juntas también pueden desarrollarse cuando la roca está bajo compresión, como se muestra en la figura 12.11, donde hay una tensión diferencial en la roca, y los conjuntos de juntas se desarrollan en ángulos con respecto a las direcciones de compresión.

Falla

Una falla es un límite entre dos cuerpos de roca a lo largo del cual ha habido un movimiento relativo (Figura 12.4d). Como ya comentamos en el capítulo 11, un terremoto implica el deslizamiento de un cuerpo de roca sobre otro. Los terremotos no se producen necesariamente en las fallas existentes, pero una vez que se produce un terremoto existirá una falla en la roca de ese lugar. Algunas grandes fallas, como la de San Andrés, en California, o la de Tintina, que se extiende desde el norte de la Columbia Británica, pasando por el centro de Yukón, hasta llegar a Alaska, muestran evidencias de cientos de kilómetros de movimiento, mientras que otras muestran menos de un milímetro. Para estimar la cantidad de movimiento en una falla, necesitamos encontrar algún rasgo geológico que aparezca en ambos lados y que haya sido desplazado (Figura 12.12).

Hay varios tipos de fallas, como se ilustra en la Figura 12.13, y se desarrollan bajo diferentes condiciones de esfuerzo. Los términos pared colgante y pared inferior en los diagramas se aplican a situaciones en las que la falla no es vertical. El cuerpo de roca que se encuentra por encima de la falla se denomina pared colgante y el cuerpo de roca que se encuentra por debajo se denomina pared de pie. Si la falla se desarrolla en una situación de compresión, entonces será una falla inversa porque la compresión hace que la pared colgante sea empujada hacia arriba con respecto a la pared de pie. Si la falla se desarrolla en una situación de extensión, entonces será una falla normal, porque la extensión permite que la pared colgante se deslice hacia abajo con respecto a la pared de pie en respuesta a la gravedad.

La tercera situación es cuando los cuerpos de roca se deslizan lateralmente uno con respecto al otro, como es el caso a lo largo de una falla de transformación (ver Capítulo 10). Esto se conoce como una falla de deslizamiento, porque el desplazamiento se produce a lo largo de la longitud de la falla. En las fallas de deslizamiento de rumbo el movimiento es típicamente sólo horizontal, o con un componente vertical muy pequeño, y como se discutió anteriormente el sentido del movimiento puede ser lateral derecho (el lado lejano se mueve hacia la derecha), como en las Figuras 12.12 y 12.13, o puede ser lateral izquierdo (el lado lejano se mueve hacia la izquierda). Las fallas de transformación son fallas de deslizamiento.

En áreas que se caracterizan por la tectónica extensional, no es raro que una parte de la corteza superior se hunda con respecto a las partes vecinas. Esto es típico a lo largo de las zonas de rifting continental, como el Gran Valle del Rift de África Oriental o en partes de Islandia, pero también se observa en otros lugares. En estas situaciones, un bloque que desciende se conoce como graben (zanja en alemán), mientras que un bloque adyacente que no desciende se denomina horst (montón en alemán) (Figura 12.14). Hay muchos horsts y grabens en la zona de Basin and Range del oeste de Estados Unidos, especialmente en Nevada. Parte de la región del valle de Fraser en la Columbia Británica, en la zona de Sumas Prairie, es un graben.

Un tipo especial de falla inversa, con un plano de falla de muy bajo ángulo, se conoce como falla de empuje. Las fallas de empuje son relativamente comunes en las zonas en las que se han creado montañas plegadas durante la colisión continente-continente. Algunas representan decenas de kilómetros de empuje, donde gruesas láminas de roca sedimentaria han sido empujadas hacia arriba y por encima de otra roca (Figura 12.15).

Hay numerosas fallas de empuje en las Montañas Rocosas, y un ejemplo bien conocido es la falla McConnell, a lo largo de la cual una secuencia de rocas sedimentarias de unos 800 m de espesor ha sido empujada durante unos 40 km de oeste a este (Figura 12.16). La edad de las rocas empujadas oscila entre el Cámbrico y el Cretácico, por lo que en la zona que rodea al monte Yamnuska la roca de edad cámbrica (alrededor de 500 Ma) ha sido empujada y ahora se encuentra sobre la roca de edad cretácica (alrededor de 75 Ma) (Figura 12.17).