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Als Störungslinie wird in den Geowissenschaften eine annähernd gerade, linienartig verlaufende Störung des Gefüges bezeichnet, die eine verminderte Festigkeit aufweist (siehe auch Lineament und Bruchtektonik). Entlang geologischer Störungen haben sich Teile der Erdkruste gegeneinander bewegt oder bewegen sich immer noch. Ähnliche Phänomene gibt es auch auf anderen Planeten und ihren Monden.

Eine geologische Störungslinie ist eine an der Erdoberfläche sichtbare oder geophysikalisch feststellbare Trennlinie zweier tektonischer Körper. Sie können sich langsam gegeneinander bewegen (typischerweise einige mm bis zu einigen cm pro Jahr) oder haben sich früher bewegt. Bis heute aktive Störlinien nennt man rezent, die früher aktiv gewesenen fossil.

Die an der Material- bzw. Erdoberfläche sichtbare Linie ist nicht die primäre Ursache, sondern eine tiefer liegende Trennfläche, die bis zur Oberfläche reicht und dort sichtbar wird. Diese senkrecht oder schräg liegende Fläche ist durch eine Inhomogenität oder Unterschiedlichkeit im Material geprägt, Beispiele sind Blattverschiebungen oder Überschiebungen.

Vom Bau der Erdkruste her betrachtet, sind solche Störungslinien der Schnitt der unterirdisch liegenden Gesteins- oder Gebirgsgrenzen mit dem Gelände. Die Verschiebungen oder Hebungen, die einige Millimeter bis Zentimeter jährlich ausmachen und oft mit Erdbeben einhergehen, zerreiben das Gestein, sodass entlang der Störungslinien meist auch die Flüsse ihr Bett eingraben. In ebenen Gebieten werden die Sedimentbecken meist von Störungslinien oder von Rand- und Staffelbrüchen begleitet, es kann ein Grabenbruch ausgebildet sein.

Die Störungen haben nicht immer einen glatten Linienverlauf, sondern können auch komplexe oder teilweise unterbrochene Linienstrukturen aufweisen. Die größten Störungslinien sind jene der Plattentektonik. Beispiele sind etwa die großen Längsstörungen der Alpen (Periadriatische Naht, Save-Linie, Insubrische Linie), der Oberrheingraben oder der Ostafrikanische Grabenbruch.

Die Feststellung und Überwachung solcher Störungslinien kann durch den Geologen erfolgen, aber auch durch Methoden der Geotechnik und der Geodäsie (GPS, Nivellement).