DDeeffoorrmmaattiioonnSSttrreessss aanndd SSttrraaiinn

What is deformation?Deformation is the transformation from

an initial to a final geometry by means ofrigid body translation, rigid body rotation,strain (distortion) and/or volume change.

( The change in shape, positionand/or volume of a rock in response toapplied forces - stresses).

Stress = Force per unit areaStress = F/A

Stress is dependant on the area it acts upon

Types of Stress

During deformation a rock may undergo thefollowing changes or transformations:

1. Translation: change in position2. Rotation: change in orientation3. Volume change4. Strain: change in shape

Components ofdeformation

R otation

and

Translation

Strain

Homogenous and Inhomogenous strain

Amount of strain is the same in all parts of thebodyStraight lines remain straightParallel lines remain parallel

The strain in different parts of the body isunequalStraight lines become curvedParallel lines become non- parallel

Hooks law

Plate tectonics

Paleoclimate evidence

Glacialstriations

Ice sheets covered big areas of southernhemisphere ~ 220-300 million years ago

Evidence

1915 Alfred Wegeners Observations

3. Equatorial Climate distribution- a. North America, Southern Europe, NW Africa- b. Deposits of low latitudes

i. Coal ii. Reefs iii. Deserts

4. Fossil Distribution- a. Several species were found to live in these regions that

are now separated by vast ocean

Evidence

Evidence

EEaarrtthhqquuaakkee DDiissttrriibbuuttiioonn

MMeeaassuurreedd mmoottiioonnss ooff bbeenncchhmmaarrkkss

MMoouunnttaaiinn BBeellttss

EEaarrtthhss PPllaatteess ((&& eevviiddeennccee ooff tthheeiirr eexxiisstteennccee))

TThhee LL iitthhoosspphheerree iiss ffrraaccttuurreedd iinnttoo 1122 mmaajjoorr ppllaatteess ++ ((88 ttoo 2200 mmiiccrrooppllaatteess)) WWhhaatt eevviiddeennccee lleedd ttoo tthhee iiddeennttiiffiiccaattiioonn ooff tthheessee ppllaatteess??

EEaarrtthhqquuaakkee BBeellttss tthhaattss wwhheerree aallll tthhee aaccttiioonn iiss hhaappppeenniinngg mmoovveemmeennttlleeaaddss ttoo EEaarrtthhqquuaakkeess

VVoollccaanniicc BBeellttss MMoouunnttaaiinn BBeellttss MMeeaassuurreedd bbeenncchhmmaarrkk mmoottiioonnss GGeeoollooggiicc eevviiddeennccee

MMoosstt ddeeffoorrmmaattiioonn ooccccuurrss aatt tthhee ppllaattee bboouunnddaarriieess rreellaattiivveellyy lliittttllee aatt tthhee iinntteerriioorrooff ppllaatteess

LL iikkeewwiissee,, PPllaattee iinntteerriioorrss aarree rreellaattiivveellyy sseeiissmmiiccaallllyy ffrreeee rreeggiioonnss ssttrroonnggeerr,, ssootthheeyy ddoonntt aaccccoommmmooddaattee tthhee mmoovveemmeenntt..

EEaarrtthhss MMaajjoorr PPllaatteess

GLG310 Structural Geology

BBaassiicc PPrreemmiissee ooff PPllaattee TTeeccttoonniiccss

EEaarrtthhss lliitthhoosspphheerree iiss ddiivviiddeedd iinnttoo ppllaatteess SSoommee ppllaatteess aarree oocceeaanniicc lliitthhoosspphheerree aanndd ssoommee aarree

ccoonnttiinneennttaall lliitthhoosspphheerree TThheeyy ffllooaatt oonn aanndd mmoovvee rreellaattiivvee ttoo tthhee uunnddeerrllyyiinngg

aasstthheennoosspphheerree TThheeyy mmoovvee rreellaattiivvee ttoo oonnee aannootthheerr AAnnyywwhheerree ffrroomm 11 ttoo 1155 ccmm ppeerr yyeeaarr MMoosstt ooff tthhee ppllaattee rreemmaaiinnss uunnddeeffoorrmmeedd eexxcceepptt aatt tthhee ppllaattee

bboouunnddaarriieess

GLG310 Structural Geology

AA sstthheennoosspphheerree ccaann ffllooww ((hhiigghheerr tteemmpp ++ ddiiffffeerreenntt ccoommppoossiittiioonn)),,tthheerreeffoorree iitt ccoonnvveeccttss

- OOcceeaanniicc lliitthhoosspphheerree hhiigghh ddeennssiittyy- CCoonnttiinneennttaall lliitthhoosspphheerree llooww ddeennssiittyy- NNeeww OOcceeaanniicc ccrruusstt lloowweerr ddeennssiittyy (( bbeeccaauussee iittss hhoott))- OOllddeerr OOcceeaanniicc ccrruusstt hhiigghheerr ddeennssiittyy (( bbeeccaauussee iittss ccoolldd))

EEaarr tthhqquuaakk eess ooccccuurr ttoo ddeepptthhss ooff 6677 00 kk mm nnooeeaarr tthhqquuaakk eess bbeellooww tthhiiss (( pprr oobbaabbllyy bbeeccaauussee mmaatteerr iiaall iissttoooo hhoott ttoo ffrr aaccttuurree

LLiitt hhoosspphheerree ccrruusstt ++uuppppeerr mmaanntt llee ((ccoooolleerr ssoovviissccoossiittyy ggooeess uupp)) ccaanntt ffllooww- AAvvgg ccoonntt iinneennttaall115500

kkmm ((uupp ttoo 330000 kkmm))- AAvvgg oocceeaanniiaanniicc -- 110000

kkmm ((oolldd)) ddoowwnn ttoo 1100kkmm aatt mmiidd--oocceeaannrriiddggeess

RReevviissiitt EEaarrtthhss LLaayyeerrss

CCoonnttiinneennttaall MMaarrgg iinnss -- -- 22 ttyyppeess

AAccttiivvee ccoonnttiinneennttaall MMaarrggiinnss (( PPllaattee bboouunnddaarryy)) PPaassssiivvee ccoonnttiinneennttaall MMaarrggiinnss (( nnoo ppllaattee

bboouunnddaarryy))

SSoommee ppllaatteess aarree eeiitthheerr jjuusstt oocceeaann oorr jjuusstt

ccoonnttiinneenntt oorr aa mmiixx ooff bbootthh

EEaarrtthhss MMaajjoorr PPllaatteess

GLG310 Structural Geology

The Grand Unifying Theory

Insert revised figure 3.16 here

Plate boundary movies: 4.1(Transforms), 4.2 (Divergent), 4.3 (Convergent)