Fehler in der Geologie ist ein planarer oder leicht gekrümmter Bruch in den Gesteinen der Erdkruste, bei dem Druck- oder Zugkräfte eine relative Verschiebung der Gesteine auf den gegenüberliegenden Seiten des Bruchs verursachen. Fehler haben eine Länge von wenigen Zentimetern bis zu vielen hundert Kilometern, und die Verschiebung kann ebenfalls von weniger als einem Zentimeter bis zu mehreren hundert Kilometern entlang der Bruchfläche (der Fehlerebene) reichen. In einigen Fällen ist die Bewegung über eine Fehlerzone verteilt, die aus vielen einzelnen Fehlern besteht, die einen Hunderte von Metern breiten Gürtel einnehmen. Die geografische Verteilung der Fehler variiert. Einige große Gebiete haben fast keine, andere sind von unzähligen Fehlern betroffen.
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Fehler können vertikal, horizontal oder in einem beliebigen Winkel geneigt sein. Obwohl der Neigungswinkel einer bestimmten Fehlerebene relativ gleichmäßig ist, kann er sich entlang seiner Länge von Ort zu Ort erheblich unterscheiden. Wenn Steine beim Verwerfen aneinander vorbeigleiten, wird der obere oder darüber liegende Block entlang der Verwerfungsebene als hängende Wand oder Kopfwand bezeichnet. Der Block darunter wird als Fußwand bezeichnet. Der Fehlerschlag ist die Richtung der Schnittlinie zwischen der Fehlerebene und der Erdoberfläche. Die Neigung einer Fehlerebene ist ihr Neigungswinkel, gemessen von der Horizontalen.
Fehler werden nach ihrem Neigungswinkel und ihrer relativen Verschiebung klassifiziert. Normale Dip-Slip-Fehler werden durch vertikale Kompression erzeugt, wenn sich die Erdkruste verlängert. Die hängende Wand gleitet relativ zur Fußwand nach unten. Normale Fehler sind häufig; Sie banden viele der Gebirgszüge der Welt und viele der Rift-Täler entlang der sich ausbreitenden Ränder tektonischer Platten. Rift-Täler entstehen durch das Gleiten der hängenden Wände nach unten, viele tausend Meter, wo sie dann zu Talböden werden.
Ein Block, der zwischen zwei zueinander eintauchenden normalen Fehlern relativ nach unten gefallen ist, wird als Graben bezeichnet. Ein Block, der zwischen zwei normalen Fehlern, die voneinander wegfallen, relativ angehoben wurde, wird als Horst bezeichnet. Ein gekippter Block, der zwischen zwei normalen Fehlern liegt, die in dieselbe Richtung eintauchen, ist ein gekippter Fehlerblock.
Reverse Dip-Slip-Fehler resultieren aus horizontalen Druckkräften, die durch eine Verkürzung oder Kontraktion der Erdkruste verursacht werden. Die hängende Wand bewegt sich nach oben und über die Fußwand. Schubfehler sind Umkehrfehler, die weniger als 45 ° einfallen. Schubfehler mit einem sehr geringen Neigungswinkel und einer sehr großen Gesamtverschiebung werden als Überstöße oder Ablösungen bezeichnet. Diese finden sich häufig in stark deformierten Berggürteln. Große Schubfehler sind charakteristisch für tektonische Druckplattengrenzen, wie sie den Himalaya und die Subduktionszonen entlang der Westküste Südamerikas geschaffen haben.
Strike-Slip-Fehler (auch als Transkurrent-, Schraubenschlüssel- oder Querfehler bezeichnet) werden in ähnlicher Weise durch horizontale Kompression verursacht, geben jedoch ihre Energie durch Gesteinsverschiebung in horizontaler Richtung nahezu parallel zur Kompressionskraft ab. Die Verwerfungsebene ist im wesentlichen vertikal und der relative Schlupf ist seitlich entlang der Ebene. Diese Fehler sind weit verbreitet. Viele befinden sich an der Grenze zwischen schräg konvergierenden ozeanischen und kontinentalen tektonischen Platten. Bekannte terrestrische Beispiele sind die Verwerfung von San Andreas, die während des Erdbebens von San Francisco im Jahr 1906 eine maximale Bewegung von 6 Metern aufwies, und die Verwerfung von Anatolien, die sich während des Erdbebens von İzmit im Jahr 1999 mehr als bewegte 2,5 Meter.
Schrägschlupffehler haben eine gleichzeitige Verschiebung nach oben oder unten und entlang des Streichens. Die Verschiebung der Blöcke auf den gegenüberliegenden Seiten der Verwerfungsebene wird normalerweise in Bezug auf Sedimentschichten oder andere stratigraphische Marker wie Venen und Deiche gemessen. Die Bewegung entlang eines Fehlers kann rotierend sein, wobei sich die versetzten Blöcke relativ zueinander drehen.
Fehlerschlupf kann die Wände der Fehlerebene glätten und sie mit Streifen markieren, die als Slickenside bezeichnet werden, oder sie können zu einer feinkörnigen, tonartigen Substanz zerkleinert werden, die als Fehlerröhre bekannt ist. Wenn das zerkleinerte Gestein relativ grobkörnig ist, wird es als Verwerfungsbrekzie bezeichnet. Gelegentlich falten oder biegen sich die an die Verwerfungsebene angrenzenden Betten, da sie aufgrund von Reibung einem Verrutschen widerstehen. Bereiche mit tiefer Sedimentgesteinsbedeckung weisen häufig keine Oberflächenangaben auf die unten aufgeführten Verwerfungen auf.
Die Bewegung des Gesteins entlang eines Fehlers kann als kontinuierliches Kriechen oder als eine Reihe von krampfhaften Sprüngen von einigen Metern während einiger Sekunden auftreten. Solche Sprünge sind durch Intervalle getrennt, in denen sich eine Spannung aufbaut, bis sie die Reibungskräfte entlang der Verwerfungsebene überwindet und einen weiteren Schlupf verursacht. Die meisten, wenn nicht alle Erdbeben werden durch schnelles Verrutschen von Fehlern verursacht.
