A pesar de su presencia común en muchos paisajes diferentes, los geólogos aún no han llegado a un acuerdo sobre una teoría general de la formación de articulaciones de exfoliación. Se han sugerido muchas teorías diferentes, a continuación se muestra una breve descripción de las más comunes.
Eliminación de sobrecarga y rebotoeditar
Esta teoría fue propuesta originalmente por el geomorfólogo pionero Grove Karl Gilbert en 1904. La base de esta teoría es que la erosión de la sobrecarga y la exhumación de roca profundamente enterrada a la superficie del suelo permite que la roca previamente comprimida se expanda radialmente, creando tensión de tracción y fracturando la roca en capas paralelas a la superficie del suelo. La descripción de este mecanismo ha dado lugar a términos alternativos para las articulaciones de exfoliación, incluidas las articulaciones de liberación de presión o descarga. Aunque la lógica de esta teoría es atractiva, hay muchas inconsistencias con las observaciones de campo y de laboratorio que sugieren que puede ser incompleta, como:
- Las articulaciones de exfoliación se pueden encontrar en rocas que nunca han sido enterradas profundamente.
- Los estudios de laboratorio muestran que la compresión y relajación simples de muestras de roca en condiciones realistas no causan fracturas.
- Las articulaciones de exfoliación se encuentran más comúnmente en regiones de tensión de compresión paralela a la superficie, mientras que esta teoría requiere que ocurran en zonas de extensión.
Una posible extensión de esta teoría para que coincida con la teoría del esfuerzo de compresión (descrita a continuación) es la siguiente (Goodman, 1989): La exhumación de rocas profundamente enterradas alivia el estrés vertical, pero las tensiones horizontales pueden permanecer en una masa rocosa competente ya que el medio está confinado lateralmente. Las tensiones horizontales se alinean con la superficie del suelo actual a medida que la tensión vertical cae a cero en este límite. Por lo tanto, se pueden generar grandes tensiones de compresión paralelas a la superficie a través de la exhumación que pueden conducir a una fractura de roca por tracción, como se describe a continuación.
Colada termoelástica
La roca se expande al calentarse y se contrae al enfriarse y los diferentes minerales que forman roca tienen tasas variables de expansión / contracción térmica. Las variaciones diarias de temperatura en la superficie de la roca pueden ser bastante grandes, y muchos han sugerido que las tensiones creadas durante el calentamiento hacen que la zona cercana a la superficie de la roca se expanda y se desprenda en losas delgadas (por ejemplo, Wolters, 1969). Se han observado grandes fluctuaciones de temperatura diurnas o inducidas por el fuego que crean laminación delgada y descamación en la superficie de las rocas, a veces etiquetadas como exfoliación. Sin embargo, dado que las fluctuaciones de temperatura diurnas solo alcanzan unos pocos centímetros de profundidad en la roca (debido a la baja conductividad térmica de la roca), esta teoría no puede explicar la profundidad observada de la unión de exfoliación que puede alcanzar los 100 metros.
Intemperie químicaeditar
La intemperie mineral por penetración de agua puede causar descamación de capas finas de roca, ya que el volumen de algunos minerales aumenta al hidratarse. Sin embargo, no toda la hidratación mineral produce un aumento del volumen, mientras que las observaciones de campo de las articulaciones de exfoliación muestran que las superficies de las articulaciones no han experimentado una alteración química significativa, por lo que esta teoría puede rechazarse como una explicación del origen de las articulaciones de exfoliación a gran escala y más profundas.
Tensión de compresión y fractura extensoeditar
Las grandes tensiones tectónicas compresivas paralelas a la superficie terrestre (o libre) pueden crear fracturas en modo de tracción en la roca, donde la dirección de propagación de la fractura es paralela al mayor esfuerzo de compresión principal y la dirección de apertura de la fractura es perpendicular a la superficie libre. Este tipo de fractura se ha observado en el laboratorio desde al menos 1900 (tanto en carga compresiva uniaxial como biaxial no confinada; véase Gramberg, 1989). Las grietas de tracción pueden formarse en un campo de tensión de compresión debido a la influencia de las grietas penetrantes en la red de la roca y la extensión de las llamadas grietas en las alas desde cerca de las puntas de las grietas orientadas preferentemente, que luego se curvan y alinean con la dirección del principio de tensión de compresión. Las fracturas formadas de esta manera a veces se llaman hendidura axial, división longitudinal o fracturas extensionales, y se observan comúnmente en el laboratorio durante las pruebas de compresión uniaxial. Un alto esfuerzo de compresión horizontal o paralelo a la superficie puede ser el resultado de esfuerzos tectónicos o topográficos regionales, o por erosión o excavación de sobrecarga.
Teniendo en cuenta la evidencia de campo y las observaciones de ocurrencia, modo de fractura y formas secundarias, las altas tensiones de compresión paralelas a la superficie y la fractura extensional (escisión axial) parecen ser la teoría más plausible que explica la formación de articulaciones de exfoliación.