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Zur Mechanik tektonischer Vorgänge

Sieberg, A.

Kurzfassung

Theorien über Gebirgsbildung aufzustellen bleibt undankbar, solange der Mechanismus der gebirgsbildenden Vorgänge nicht hinlänglich geklärt ist. Wenn ich die Namen PAULCKE, KÖNIGSBERGER und CLOOS sowie andererseits RINNE, SEIDL und SCHMIDT nenne, dann sind die beiden Forschungsrichtungen gekennzeichnet, um dem Problem näher zu kommen: die experimentelle Geologie und die Vereinigung von Technologie mit angewandter Mathematik. Meine eigenen Arbeiten auf diesem Gebiete sind ein Nebenprodukt erdbebenkundlicher Untersuchungen, beschäftigen sich also mit der Dynamik, so daß sie sich nur wenig mit den eingangs genannten Forschungen berühren. Eine ausführliche Darstellung samt den Ableitungen habe ich im 17. Kapitel meines Ostmittelmeerbuches gegeben; hier muß ich mich auf die Zusammenstellung einiger Hauptergebnisse beschränken. Den Ablauf eines jeden Dislokationsvorganges bestimmen die beiden tektonischen Grundgesetze: dasjenige von der Konstanz des Volumens, das verlangt, jede Massenverlagerung müsse durch eine andere entgegengesetzten Sinnes kompensiert werden, also Hebung durch Senkung, Überschiebung durch Unterschiebung; und dasjenige von der kleinsten tektonischen Arbeit. Jedes Gestein reagiert entsprechend seiner Mobilität, das schwächste zuerst und am kräftigsten. Aus den Einzelreaktionen jeder Schicht setzt sich die Gesamtreaktion eines Schichtpakets zusammen. Bei zunehmender Dislokation ändert sich der Beanspruchungsplan des Materials, so daß sich die Dislokation entweder totläuft oder in anderer Form fortsetzt. Am geringsten ist der Widerstand bei der elastischen Verformung des Gesteins, höher bei der bildsamen, der sowohl amorphe als auch kristalline Gesteine unterworfen sein können, und am größten bei der spröden, die das Gestein zerbricht, MOHR'sche Flächen schafft. Erst die Auflösung in Bruchschollen macht das Gestein durch großzügige Auflockerung für den Hauptverformungsvorgang reif; denn letzterer beruht auf gleitender Verschiebung von Schollen längs Bruchflächen. Die Verwerfungsdislokation geht also wieder leichter vonstatten als die Bruchbildung. Dies ist die physikalische Begründung für den bekannten, empirisch abgeleiteten Dislokationszyklus: Faltung, Totfaltung, Bruchdislokation. An der Erdoberfläche liegen Fließ- und Festigkeitsgrenze der Gesteine meistens ganz nahe beieinander. ...