历史地质/岩石的物理性质
为了充分理解板块构造及其证据，读者需要了解一些关于岩石物理性质的知识。在这篇文章中，我们对相关概念进行了简要介绍。
在日常英语中，应力和应变或多或少是同义词。在物理学中，它们指的是不同的但相关的量。
应力是指作用在可变形物体表面上的单位面积力。也就是说，粗略地说，应力对于固体而言就像压力对于气体而言一样，并且像压力一样，它是以帕斯卡（Pa）为单位测量的；也就是说，以牛顿每平方米为单位。
应变是指物体在应力作用下的变形。在地质学中，应变由岩石膨胀或收缩的长度除以其原始长度得到：由于这是长度与长度的比率，因此没有与其相关的单位。
作用在岩石（或任何其他材料）上的应力可以分为张力、压缩或剪切，如右图所示。
岩石在压缩下很坚固，但在张力和剪切下相对较弱。这是岩石微观结构的结果：它包含微观裂缝，这些裂缝在张力和剪切作用下被强制打开和扩大，但在压缩作用下被强制关闭。
这就是为什么悬崖上一个小小的突出部分很容易在其自身重量下断裂（承受剪切力），而同一悬崖底部岩石承受着上面所有岩石的更大重量，因为在这种情况下，它承受着压缩力。
如果材料从应力中恢复过来——也就是说，如果在剪切应力、张力或压缩作用下被弯曲、拉伸或压缩后，在应力释放时又弹回其原始形状，则称该材料为弹性。
相反，如果材料在应力将其挤压成一定形状后保留该形状，则称该材料为塑性；例如，橡皮泥在室温下和表面压力下是塑性的。
当固体承受应力时，其行为最初是弹性的；然后（随着应力增加）变为塑性；然后，随着应力增加到一定程度，它就会断裂。
在弹性行为和断裂之间几乎没有发生塑性变形的固体被称为脆性。在口语英语中，我们通常将这个词保留给在技术意义上是脆性的东西，并且只需要很少的应力就能断裂，例如蛋壳；然而，在物理学中，金刚石在技术意义上也是脆性的：金刚石可能不容易断裂，但它会在经历任何明显的塑性变形之前断裂。
脆性的反义词是延性。
如果材料处于高周围压力下，则其抗断裂能力会更强；并且在更高的温度下，它会更延性。
读者还应牢记，施加应力的速率可能很重要：快速施加的力可能会产生断裂，而如果缓慢施加，可能会产生变形。被称为神奇的魔塑是一种著名的材料，它清楚地证明了这种特性：它在手指的轻压下会变形，但如果用锤子敲打，就会碎裂。
我们现在应该解释所有这些如何特别应用于岩石。
地表的岩石将表现出弹性和脆性行为，因为它们很冷并且处于低压下。在地下深处，压力会更大，这会增加它们的脆性强度（即它们抗断裂的能力），而温度会更高，这会降低它们的延性强度（即它们抗塑性变形的抵抗力）。
在延性强度小于脆性强度的深度以下，岩石将完全具有延性和塑性。有些人将该深度以下的岩石描述为熔化的，但这并不准确：它们不是液体，而是类似于橡皮泥的延性固体。
因此，靠近地表的岩石在应力下往往会断裂，形成地质断层；埋藏更深的岩石往往会发生褶皱。
地震也是岩石上部脆性、弹性部分的一种现象。当地球的地壳的两部分试图彼此移动时，它们的相互摩擦会阻碍它们，并且它们会稍微弯曲。当弯曲岩石的势能足以克服阻力摩擦，它们会弹回，并将储能以动能的形式释放出来，从而导致地震。只有当岩石的行为是弹性的而不是塑性的，这才是可能的。因此，我们不期望（也找不到）深部地震，除非它们与俯冲有关（将在下一篇文章中讨论）。
岩石在表面温度和压力下的行为很容易验证。要找出它们在更高温度和压力下的行为，需要特殊的设备。
在一个经常用不同类型的岩石重复进行的简单实验中，科学家可以取一块岩石圆柱体，并用活塞在不同程度的围压下压缩它。在没有围压或几乎没有围压的情况下，岩石会断裂，正如您所预期的那样。然而，在更大的围压下（例如，埋藏在一两公里深处的岩石所经历的压力），岩石不会断裂，而是像橡皮泥一样变形：或者，换句话说，它具有延性而不是脆性。
最近的实验达到了更高的复杂程度。通过使用激光加热岩石样本，并使用一种称为金刚石压砧盒的装置对其施加压力，可以模拟地球深处发现的温度和压力。
这些方法并没有告诉我们我们想知道的一切。再现地球核心中的条件将需要在材料技术方面取得某种突破。另一个难以模拟的是时间的影响。我们知道，当逐渐施加应力时，材料更容易变形，更不容易破碎：那么，如果你在数百万年的时间里对一块岩石施加轻微的应力，会发生什么？
这些问题在一定程度上可以通过参考物理学中已有的概念来回答；但很明显，如果所有这些问题都能够通过完全准确地参考纯粹的理论考虑来回答，那么地质学家就不会在金刚石压砧盒和激光上花费那么多钱了。
话虽如此，我们所知道的已经足够我们理解板块构造；当然，对于像这样的入门课程来说，已经足够了。