歷史地質/岩石的物理性質
為了充分理解板塊構造及其證據，讀者需要了解一些關於岩石物理性質的知識。在這篇文章中，我們對相關概念進行了簡要介紹。
在日常英語中，應力和應變或多或少是同義詞。在物理學中，它們指的是不同的但相關的量。
應力是指作用在可變形物體表面上的單位面積力。也就是說，粗略地說，應力對於固體而言就像壓力對於氣體而言一樣，並且像壓力一樣，它是以帕斯卡（Pa）為單位測量的；也就是說，以牛頓每平方米為單位。
應變是指物體在應力作用下的變形。在地質學中，應變由岩石膨脹或收縮的長度除以其原始長度得到：由於這是長度與長度的比率，因此沒有與其相關的單位。
作用在岩石（或任何其他材料）上的應力可以分為張力、壓縮或剪下，如右圖所示。
岩石在壓縮下很堅固，但在張力和剪下下相對較弱。這是岩石微觀結構的結果：它包含微觀裂縫，這些裂縫在張力和剪下作用下被強制開啟和擴大，但在壓縮作用下被強制關閉。
這就是為什麼懸崖上一個小小的突出部分很容易在其自身重量下斷裂（承受剪下力），而同一懸崖底部岩石承受著上面所有岩石的更大重量，因為在這種情況下，它承受著壓縮力。
如果材料從應力中恢復過來——也就是說，如果在剪下應力、張力或壓縮作用下被彎曲、拉伸或壓縮後，在應力釋放時又彈回其原始形狀，則稱該材料為彈性。
相反，如果材料在應力將其擠壓成一定形狀後保留該形狀，則稱該材料為塑性；例如，橡皮泥在室溫下和表面壓力下是塑性的。
當固體承受應力時，其行為最初是彈性的；然後（隨著應力增加）變為塑性；然後，隨著應力增加到一定程度，它就會斷裂。
在彈性行為和斷裂之間幾乎沒有發生塑性變形的固體被稱為脆性。在口語英語中，我們通常將這個詞保留給在技術意義上是脆性的東西，並且只需要很少的應力就能斷裂，例如蛋殼；然而，在物理學中，金剛石在技術意義上也是脆性的：金剛石可能不容易斷裂，但它會在經歷任何明顯的塑性變形之前斷裂。
脆性的反義詞是延性。
如果材料處於高周圍壓力下，則其抗斷裂能力會更強；並且在更高的溫度下，它會更延性。
讀者還應牢記，施加應力的速率可能很重要：快速施加的力可能會產生斷裂，而如果緩慢施加，可能會產生變形。被稱為神奇的魔塑是一種著名的材料，它清楚地證明了這種特性：它在手指的輕壓下會變形，但如果用錘子敲打，就會碎裂。
我們現在應該解釋所有這些如何特別應用於岩石。
地表的岩石將表現出彈性和脆性行為，因為它們很冷並且處於低壓下。在地下深處，壓力會更大，這會增加它們的脆性強度（即它們抗斷裂的能力），而溫度會更高，這會降低它們的延性強度（即它們抗塑性變形的抵抗力）。
在延性強度小於脆性強度的深度以下，岩石將完全具有延性和塑性。有些人將該深度以下的岩石描述為熔化的，但這並不準確：它們不是液體，而是類似於橡皮泥的延性固體。
因此，靠近地表的岩石在應力下往往會斷裂，形成地質斷層；埋藏更深的岩石往往會發生褶皺。
地震也是岩石上部脆性、彈性部分的一種現象。當地球的地殼的兩部分試圖彼此移動時，它們的相互摩擦會阻礙它們，並且它們會稍微彎曲。當彎曲岩石的勢能足以克服阻力摩擦，它們會彈回，並將儲能以動能的形式釋放出來，從而導致地震。只有當岩石的行為是彈性的而不是塑性的，這才是可能的。因此，我們不期望（也找不到）深部地震，除非它們與俯衝有關（將在下一篇文章中討論）。
岩石在表面溫度和壓力下的行為很容易驗證。要找出它們在更高溫度和壓力下的行為，需要特殊的裝置。
在一個經常用不同型別的岩石重複進行的簡單實驗中，科學家可以取一塊岩石圓柱體，並用活塞在不同程度的圍壓下壓縮它。在沒有圍壓或幾乎沒有圍壓的情況下，岩石會斷裂，正如您所預期的那樣。然而，在更大的圍壓下（例如，埋藏在一兩公里深處的岩石所經歷的壓力），岩石不會斷裂，而是像橡皮泥一樣變形：或者，換句話說，它具有延性而不是脆性。
最近的實驗達到了更高的複雜程度。透過使用雷射加熱岩石樣本，並使用一種稱為金剛石壓砧盒的裝置對其施加壓力，可以模擬地球深處發現的溫度和壓力。
這些方法並沒有告訴我們我們想知道的一切。再現地球核心中的條件將需要在材料技術方面取得某種突破。另一個難以模擬的是時間的影響。我們知道，當逐漸施加應力時，材料更容易變形，更不容易破碎：那麼，如果你在數百萬年的時間裡對一塊岩石施加輕微的應力，會發生什麼？
這些問題在一定程度上可以透過參考物理學中已有的概念來回答；但很明顯，如果所有這些問題都能夠透過完全準確地參考純粹的理論考慮來回答，那麼地質學家就不會在金剛石壓砧盒和雷射上花費那麼多錢了。
話雖如此，我們所知道的已經足夠我們理解板塊構造；當然，對於像這樣的入門課程來說，已經足夠了。