단층
다른 표기 언어 fault , 斷層
요약
암반이 갈라질 때 단층면의 위쪽에 있는 암반을 상반이라 하고, 아래쪽에 있는 암반은 하반이라 한다. 대부분의 지진은 단층에 따른 급속한 움직임에 의해 일어난다.
정단층은 지각이 확장될 때 수직압력을 받아 생기며, 상반과 하반의 각도가 45° 이상의 경사로 미끄러져 내려간다. 이런 단층은 미국의 유타 주와 네바다 주에는 산맥 등 전세계적으로 흔하다. 충상단층이나 주향이동 단층은 수평압력으로 생긴다. 상반이 하반을 타고 올라가는데 대개 경사는 45°보다 작다. 경사가 45° 이상일 때 역단층이라 하는데 애팔래치아 지역에서는 대규모의 역단층을 볼 수 있다.
단층은 그 길이가 수㎝~수백㎞에 이르며, 변위도 갈라진 균열의 면을 따라 수㎝~수백㎞에 이른다. 경우에 따라서는 수백m의 폭을 가진 단층대를 이루기도 한다.
단층은 그 길이가 수㎝~수백㎞에 이르며, 변위도 갈라진 균열의 면(단층면)을 따라 수㎝~수백㎞에 이른다.
경우에 따라서는 수많은 단층들이 수백m의 폭을 가진 단층대를 이루기도 한다. 단층의 분포는 일정하지 않아서 거의 단층이 발견되지 않는 넓은 지역이 있는 반면 다양한 크기의 수많은 단층에 의해 잘려 있는 지역도 있다. 단층은 수직·수평 또는 임의의 경사를 가진다. 어떤 단층면의 경사는 비교적 일정하지만 단층선의 장소에 따라 경사에 큰 차이를 보이는 경우도 있다. 단층작용으로 암반이 갈라져 미끄러진 단층면의 위쪽에 있는 암반은 상반이라 하고, 아래쪽에 있는 암반은 하반이라 한다.
단층작용은 단층면을 평탄하게 마모시키는데, 긁힌 자국이 있으면 이를 단층활면(斷層滑面)이라고 하며, 마찰로 암석이 잘게 부서지면 점토질의 단층점토가 되고, 깨진 암석 입자들이 비교적 크면 이를 단층각력암(斷層角礫岩)이라고 한다. 때로 단층면에 접해 있는 지층은 마찰로 미끄러짐에 버티다가 습곡되거나 구부러지기도 한다.
토양층이 두꺼운 지역에서는 지표에서 단층의 증거를 발견하기 어렵다.
단층면 양측에서 암반이 전위한 거리는 보통 퇴적층·맥(脈)·암맥(岩脈)과 같은 표지물을 이용하여 측정한다(일반적으로 해수면과 같은 어떤 면에 대한 절대적 변위의 값은 알 수 없음). 단층을 따라 일어나는 운동은 단층 양측의 지반이 상대적으로 회전하는 운동일 수도 있다.
침식으로 증거가 없어져버린 곳에서 단층의 외견상의 운동은 실제의 운동과 상당히 다를 것이다. 단층운동은 서서히 계속되기도 하지만, 수초 안에 갑자기 수m씩 급격히 어긋나는 일을 반복하는 경우도 있다. 이러한 급격한 운동은 단층면에 따른 마찰력을 이길 만큼의 응력(應力)이 생기는 시간적 간격을 두고 반복된다. 대부분의 지진은 단층에 따른 급속한 움직임에 의해 일어난다. 단층은 단층면의 경사와 암반의 상대적·외견상의 움직임으로 분류한다. 정단층(正斷層：또는 중력단층)은 지각이 확장될 때 수직압력을 받아 생기며, 상반은 하반에 대해 대체로 45° 이상의 경사를 가지고 미끄러져 내려간다.
이러한 단층은 전세계적으로 흔하다. 미국의 유타 주와 네바다 주에는 산맥들의 한쪽 또는 양쪽이 단층면에 접해 있는 경우가 많은데, 이러한 산맥들은 상반이 수천m 아래로 미끄러져서 생긴 것이며 떨어진 쪽은 계곡면이 되어 있다.
충상단층(衝上斷層)은 지각을 짧아지게 하거나 수축하게 하는 수평압력으로 생긴다. 상향 굴곡면 중 가장 쉬운 경로를 따라 상반이 하반을 타고 위쪽으로 이동하는데 대개 경사는 45°보다 작다. 이와 비슷하지만 경사가 45° 이상인 단층을 역단층(逆斷層)이라 하며 경사가 매우 작고 변위의 양이 큰 단층을 오버스러스트(overthrust)라 한다.
버지니아 주와 테네시 주에 걸쳐 있는 리지앤드벨리 지방의 애팔래치아 지역에서는 대규모의 역단층을 볼 수 있다.
주향이동(走向移動：트랜스커렌트·렌치·래터럴이라고도 함) 단층은 수평압력을 받아 이루어지나 압축력 방향과 거의 평행하게 수평방향으로 가장 쉬운 경로를 따라 이동하여 만들어진다. 단층면은 수직이며, 움직임은 그 면을 따라 수평으로 일어난다.
이러한 단층은 흔하며, 중앙해령(中央海領)을 직각으로 자르는 여러 개의 단층이 이에 속한다. 육상에서 잘 알려진 이런 형의 단층의 예로는 샌앤드레이어스 단층이 있는데, 이 단층은 1906년의 샌프란시스코 지진 때 최대 약 6m 정도 이동했다. 지난 수백만 년 동안 이 단층이 움직인 총거리는 수십㎞에 달한다.