Esfoliação conjunta - Exfoliation joint

Esfoliação articular envolvendo o Half Dome no Parque Nacional de Yosemite , Califórnia.
Esfoliação de juntas em granito na Área Natural Enchanted Rock State, Texas, EUA. Os blocos destacados deslizaram ao longo do plano da junta de forte mergulho.

As juntas de esfoliação ou juntas de folha são sistemas de fratura de superfície paralela na rocha, e muitas vezes levando à erosão de placas concêntricas. (Veja Joint (geologia) ).

Características gerais das articulações esfoliantes

  • Normalmente segue a topografia .
  • Divida a rocha em lajes subplanares.
  • O espaçamento da junta aumenta com a profundidade de alguns centímetros perto da superfície até alguns metros
  • A profundidade máxima de ocorrência observada é de cerca de 100 metros.
  • Juntas mais profundas têm um raio de curvatura maior, que tende a arredondar os cantos da paisagem conforme o material é corroído
  • O modo de fratura é tênsil
  • Ocorre em muitas litologias e zonas climáticas diferentes , não apenas em paisagens glaciais.
  • A rocha hospedeira é geralmente esparsamente articulada, razoavelmente isotrópica e tem alta resistência à compressão .
  • Pode ter curvaturas ascendentes côncavas e convexas.
  • Frequentemente associada a formas compressivas secundárias, como arqueamento, flambagem e tendas A (lajes empenadas)

Formação de juntas de esfoliação

Apesar de sua ocorrência comum em muitas paisagens diferentes, os geólogos ainda precisam chegar a um acordo sobre uma teoria geral da formação de juntas de esfoliação. Muitas teorias diferentes foram sugeridas, abaixo está uma breve visão geral das mais comuns.

Remoção de sobrecarga e rebote

Esfoliação juntas expostas em um corte de estrada no Parque Nacional de Yosemite , Califórnia.

Esta teoria foi proposta originalmente pelo geomorfologista pioneiro Grove Karl Gilbert em 1904. A base desta teoria é que a erosão da cobertura e exumação de rocha profundamente enterrada para a superfície do solo permite que a rocha previamente comprimida se expanda radialmente, criando tensão de tração e fraturando a rocha em camadas paralelas à superfície do solo. A descrição desse mecanismo levou a termos alternativos para esfoliação das articulações, incluindo liberação de pressão ou alívio de articulações. Embora a lógica desta teoria seja atraente, existem muitas inconsistências com observações de campo e de laboratório, sugerindo que ela pode estar incompleta, tais como:

  • As juntas de esfoliação podem ser encontradas em rochas que nunca foram profundamente enterradas.
  • Estudos de laboratório mostram que a simples compressão e relaxamento de amostras de rocha em condições realistas não causa fratura.
  • As juntas de esfoliação são mais comumente encontradas em regiões de estresse compressivo paralelo à superfície , enquanto esta teoria exige que ocorram em zonas de extensão.

Uma possível extensão desta teoria para coincidir com a teoria da tensão compressiva (descrita abaixo) é a seguinte (Goodman, 1989): A exumação de rochas profundamente enterradas alivia a tensão vertical , mas as tensões horizontais podem permanecer em uma massa rochosa competente desde que o meio seja confinado lateralmente. As tensões horizontais tornam-se alinhadas com a superfície do solo atual conforme a tensão vertical cai para zero neste limite. Assim, grandes tensões compressivas paralelas à superfície podem ser geradas por meio de exumação que podem levar à fratura de rocha por tração, conforme descrito abaixo.

Deformação termoelástica

A rocha se expande com o aquecimento e se contrai com o resfriamento e diferentes minerais formadores de rocha têm taxas variáveis ​​de expansão / contração térmica . As variações diárias da temperatura da superfície da rocha podem ser bastante grandes, e muitos sugeriram que as tensões criadas durante o aquecimento fazem com que a zona próxima à superfície da rocha se expanda e se desprenda em placas finas (por exemplo, Wolters, 1969). Grandes flutuações de temperatura diurnas ou induzidas pelo fogo foram observadas para criar uma laminação fina e descamação na superfície das rochas, às vezes rotulada de esfoliação. No entanto, uma vez que as flutuações diurnas da temperatura atingem apenas alguns centímetros de profundidade na rocha (devido à baixa condutividade térmica da rocha ), esta teoria não pode explicar a profundidade observada de junção de esfoliação que pode chegar a 100 metros.

Intemperismo químico

O intemperismo mineral pela penetração da água pode causar descamação de cascas finas de rocha, uma vez que o volume de alguns minerais aumenta com a hidratação . No entanto, nem toda hidratação mineral resulta em aumento de volume, enquanto as observações de campo das articulações esfoliantes mostram que as superfícies articulares não sofreram alteração química significativa, portanto, essa teoria pode ser rejeitada como uma explicação para a origem das articulações esfoliantes profundas e em grande escala.

Estresse compressivo e fratura extensional

As juntas de esfoliação modificaram as porções próximas à superfície das enormes rochas graníticas no Parque Nacional de Yosemite , ajudando a criar muitos domos espetaculares, incluindo o Half Dome mostrado aqui.

Grandes tensões tectônicas compressivas paralelas à superfície terrestre (ou livre) podem criar fraturas no modo de tração na rocha, onde a direção da propagação da fratura é paralela à maior tensão compressiva principal e a direção da abertura da fratura é perpendicular à superfície livre. Esse tipo de fratura tem sido observado em laboratório desde pelo menos 1900 (em cargas compressivas não confinadas uniaxial e biaxial; ver Gramberg, 1989). Rachaduras de tração podem se formar em um campo de tensão compressiva devido à influência de microfissuras penetrantes na estrutura da rocha e extensão das chamadas fissuras em asa de perto das pontas das microfissuras orientadas preferencialmente, que então se curvam e se alinham com a direção da tensão compressiva principal . As fraturas formadas dessa forma são algumas vezes chamadas de clivagem axial, divisão longitudinal ou fratura extensional e são comumente observadas em laboratório durante testes de compressão uniaxial. Alta tensão compressiva horizontal ou paralela à superfície pode resultar de tensões tectônicas regionais ou topográficas, ou por erosão ou escavação de estéril.

Considerando as evidências de campo e observações de ocorrência, modo de fratura e formas secundárias, altas tensões compressivas paralelas à superfície e fratura extensional (clivagem axial) parecem ser a teoria mais plausível para explicar a formação de juntas de esfoliação.

Importância da geologia da engenharia

Reconhecer a presença de juntas de esfoliação pode ter implicações importantes na engenharia geológica . Mais notável pode ser sua influência na estabilidade do talude. As juntas de esfoliação seguindo a topografia das paredes inclinadas do vale, encostas de colinas rochosas e falésias podem criar blocos de rocha que são particularmente propensos ao deslizamento. Especialmente quando a ponta da encosta é cortada (naturalmente ou por atividade humana), é provável que deslize ao longo dos planos articulares de esfoliação se a inclinação da articulação exceder o ângulo de atrito da articulação. O trabalho de fundação também pode ser afetado pela presença de juntas de esfoliação, por exemplo, no caso de barragens . As juntas de esfoliação subjacentes à fundação de uma barragem podem criar um risco de vazamento significativo , enquanto o aumento da pressão da água nas juntas pode resultar na elevação ou deslizamento da barragem. Finalmente, as juntas de esfoliação podem exercer forte controle direcional no fluxo de água subterrânea e no transporte de contaminantes.

Veja também

Referências

links externos