En el campo de la geología, se denomina falla a una fractura, generalmente plana, en el terreno a lo largo de la cual se han deslizado los dos bloques el uno respecto al otro.
Las fallas se producen por esfuerzos tectónicos, incluida la gravedad y empujes horizontales, actuantes en la corteza. La zona de ruptura tiene una superficie ampliamente bien definida denominada plano de falla, aunque puede hablarse de banda de falla cuando la fractura y la deformación asociada tienen una cierta anchura.[1]
Cuando las fallas alcanzan una profundidad en la que se sobrepasa el dominio de deformación frágil se transforman en bandas de cizalla, su equivalente en el dominio dúctil. El fallamiento (o formación de fallas) es uno de los procesos geológicos importantes durante la formación de montañas. Asimismo, los bordes de las placas tectónicas están formados por fallas de hasta miles de kilómetros de longitud.
Desde el punto de vista del desplazamiento relativo de los bloques implicados, las fallas se clasifican en:[1][2][3]
Las estructuras vinculadas con las fallas dependen del tipo de régimen tectónico regional en el que se han formado. Sin embargo, hay algunas formas y términos comunes a todas ellas: es frecuente que las fallas varíen de buzamiento en su recorrido, mostrando zonas relativamente horizontales, rellanos, alternando con zonas más inclinadas, rampas. Los bloques delimitados entre rampas de fallas se denominan escamas tectónicas o horses y el apilamiento de estas escamas se denomina dúplex.[1]
En un régimen de extensión limitado y en condiciones de deformación frágil se desarrollan sistemas de fallas normales escalonadas, más o menos paralelas, que forman zonas hundidas, denominadas Grabens o fosas tectónicas, que pueden alternarse con zonas elevadas, denominadas Horst o pilares tectónicos.[1]
Si la extensión es amplia las fallas suelen horizontalizarse en profundidad (fallas lístricas). En el desarrollo de la extensión se pueden formar sistemas de fallas con rampas y rellanos que van sucediéndose y reemplazándose, delimitando escamas que pueden agruparse en dúplex extensionales.[1]
A escala cortical, las fallas extensionales que se desarrollan en superficie con un comportamiento frágil, pasan en profundidad al dominio dúctil, produciendo bandas miloníticas en la zona de despegue. En los casos en los que el estiramiento es importante, se puede producir el adelgazamiento de la corteza —un proceso denominado denudación tectónica—, y por reajuste isostático pueden elevarse rocas profundas hasta la superficie.[1]
Las formas más comunes asociadas a la compresión son producidas por fallas inversas: cabalgamientos y mantos de corrimiento, típicos de las zonas externas de los orógenos de colisión, en lo que se denomina «cinturón de cabalgamientos» y se corresponde con el estilo tectónico de piel fina.[1]
En algunas regiones afectadas por compresión, con cabalgamientos con despegues en la base de la corteza superior o más profundos (estilo tectónico de piel gruesa), se pueden producir elevaciones de tipo pop-up y depresiones de tipo pop-down (depresiones entre dos cabalgamientos de vergencia contraria), ambos limitados por fallas inversas —en lo que se diferencian de horst y grabens, limitados por fallas normales—. Este modelo de pops-up y pops-down se aplica por ejemplo al Sistema Central español.[5]
A escala cortical puede darse la imbricación y apilamiento de fragmentos de corteza continental, como en el caso de la cordillera del Himalaya, en la que extensos bloques corticales, delimitados por grandes fallas, cabalgan unos sobre otros.[2]
En las grandes fallas de desgarre, cuyo componente de desplazamiento es principalmente horizontal, pueden delimitarse áreas de compresión o extensión locales que producen movimientos de elevación o hundimiento. El relevo o puente entre dos fallas próximas o la curvatura local de una falla en dirección produce una zona en que la dirección local de la fracturación es oblicua o perpendicular a la dirección de desplazamiento principal, formándose escamas y dúplex asociados.[1]
Según sea el relevo o giro de las fallas, a derecha o izquierda, y según sea el desplazamiento horizontal de las mismas, dextral o sinestral, la zona de enlace entre ambas tendrá un comportamiento compresivo o distensivo de las escamas y dúplex que se hubieran formado, desarrollándose elevaciones en abanico, tipo push-up, o depresiones tectónicas de tipo pull-apart.[1]
Son las que se producen exclusivamente por efecto de la gravedad, no por la actuación de esfuerzos tectónicos. Pueden darse en distintos contextos geológicos:[1]
En muchos casos la fricción en el plano de falla produce la trituración o deformación de las rocas que lo conforman. La banda de deformación puede alcanzar varias decenas de metros de espesor. Dependiendo de las condiciones de formación pueden ser de distintos tipos, entre los que existe una gradación continua:[1]
Las siguientes características suelen ser útiles para identificar fallas en el terreno:
Se considera que una falla es activa cuando se ha movido una o más veces en los últimos 10 000 años.[8] Las fallas activas se reconocen por los terremotos asociados, y en algunos casos se hacen evidentes al manifestarse con rupturas en superficie. Las fallas activas pueden ser sísmicas o asísmicas. En el primer caso el desplazamiento a lo largo de segmentos del plano de falla se produce de forma esporádica, debido a la aplicación de esfuerzos tectónicos en las inmediaciones de la falla, que produce la deformación elástica de las rocas en ese entorno. Cuando la resistencia al corte de las rocas es superada por la magnitud de los esfuerzos, se produce la ruptura y desplazamiento a lo largo de la falla. El desplazamiento repentino da lugar a un sismo. Luego de un sismo se suceden periodos de menor o nula actividad, en que las rocas comienzan a acumular esfuerzos nuevamente.
Las fallas asísmicas, por otro lado, se dan cuando los esfuerzos son liberados de forma permanente por procesos como el reptaje (creep), o mediante pequeñas rupturas sucesivas que ocasionan sismos de muy baja magnitud y poco espaciados en el tiempo.
Cuando se analiza el desplazamiento de las fallas en el tiempo geológico (miles a millones de años), independientemente de si las fallas son sísmicas o asísmicas, ambos tipos se desplazan a velocidades promedio de unos cuantos milímetros a unos cuantos centímetros por año.
Un ejemplo es el sistema de fallas de San Andrés en el sur y centro de California en EUA, el cual ha generado los terremotos de San Francisco (M=7,8, en la escala de Richter) en 1906, Los Ángeles (M=6,7) en 1994 y recientemente Hector Mine (M=7,1) en 1999 y San Luis Obispo (M=6,6) en 2003. Las fallas de la parte central del sistema San Andrés, por otra parte, se deslizan asísmicamente.
Las fallas inactivas son aquellas originadas en el pasado geológico, y que no han manifestado actividad reciente. No representan ningún peligro sísmico para poblaciones cercanas.
