Vsebina
- Del I. Vzhodnoafriški sistem riftov
- Kaj je sistem riftov v vzhodni Afriki?
- Kako so nastali ti prepadi?
- Del II. Vzhodnoafriški rift
- Ostale zanimivosti:
- Sklepi:
- O avtorjih:
Jezero Bogoria in gejzir - Avtorske pravice Alex Guth.
Slika 1: Barvni digitalni model višine, ki prikazuje meje tektonskih plošč, obrise višin, ki prikazujejo toplotne izbokline in velika jezera Vzhodne Afrike. Kliknite za povečavo. Osnova je NASA radarska topografska slika Space Shuttle.
Del I. Vzhodnoafriški sistem riftov
Vzhodnoafriški riftni sistem (EARS) je eno geološko čudo sveta, kraj, kjer zemeljske tektonske sile poskušajo ustvariti nove plošče s cepljenjem starih. Preprosto povedano, je razkol mogoče obravnavati kot zlom zemeljske površine, ki se sčasoma ali bolj tehnično razširi kot podolgovati bazen, ki ga omejuje nasprotno strmo potopitev običajnih prelomov.
Geologi še vedno razpravljajo o tem, kako natanko pride do preloma, vendar je postopek tako dobro prikazan v vzhodni Afriki (Etiopija-Kenija-Uganda-Tanzanija), da so geologi pripisali ime nove plošče; Nubijska plošča sestavlja večino Afrike, manjša plošča, ki se odvzema, pa je dobila ime Somalijska plošča (slika 1). Ti dve plošči sta se oddaljili drug od drugega in tudi stran od arabske plošče proti severu.
Točka, kjer se te tri plošče srečajo v regiji Afar v Etiopiji, tvori tako imenovano trojno stičišče. Vendar vse razdorje v vzhodni Afriki ni omejeno na Afriški rog; tudi na jugu je veliko lovskih dejavnosti, ki segajo v Kenijo in Tanzanijo ter v afriško Veliko jezero. Namen tega prispevka je razpravljati o splošni geologiji teh razkopov in izpostaviti geološke procese, ki so vključeni v njihovo nastajanje.
Slika 2: Imena odsekov rift za vzhodnoafriški sistem riftov. Manjši segmenti včasih dobijo lastna imena, imena, ki so dana glavnim razkopom, pa se spreminjajo glede na vir. Kliknite za povečavo. Osnova je NASA radarska topografska slika Space Shuttle.
Kaj je sistem riftov v vzhodni Afriki?
Najstarejši in najbolje opredeljen razkol se pojavlja v regiji Afar v Etiopiji in ta razkol se običajno imenuje etiopska rift. Nadaljnje proti jugu se pojavlja niz razcepov, ki vključujejo zahodno vejo, "jezero Albert Rift" ali "Albertine Rift", ki vsebuje vzhodnoafriška velika jezera, in vzhodno vejo, ki na progi grobo seka Kenijo nekoliko zahodno od Nairobija (slika 2).
Ti dve veji skupaj imenujemo vzhodnoafriški rift (EAR), medtem ko so dele vzhodne veje različno poimenovali Kenijska rift ali Gregory Rift (po geologu, ki jo je prvič narisal v zgodnjih 1900-ih). Obe veji EAR sta pogosto združeni z etiopskim prepadom, da tvorita vzhodnoafriški razkolni sistem (EARS).
Celoten razkopen sistem se tako razprostira samo na 1000 tisoč kilometrov v Afriki in še nekaj 1000, če kot razširitve vključimo Rdeče morje in Adenski zaliv. Poleg tega obstaja več dobro opredeljenih, a vsekakor manjših struktur, imenovanih grabež, ki imajo razpočni značaj in so geološko jasno povezane z glavnimi razpadi. Nekatere od njih so dobile imena, ki odražajo to, na primer Nyanza Rift v Zahodni Keniji blizu jezera Victoria. Torej, kar bi ljudje lahko domnevali, da gre za en sam razkol nekje v Vzhodni Afriki, je res niz ločenih lopov, ki so vsi povezani in proizvajajo izrazito geologijo in topografijo Vzhodne Afrike.
Slika 3: "Učbenik" tvorba horst in graben (levo) v primerjavi z dejanskim prelomnim terenom (zgoraj desno) in topografijo (spodaj desno). Opazite, kako se širina trapeznih področij, ki se ponašajo z običajnimi napakami, tvori horst in graben, poveča na vrhu leve plošče. Razkosi veljajo za razširitvene značilnosti (celinske plošče se potegnejo narazen) in tako pogosto prikazujejo to vrsto strukture.
Kliknite za povečavo.
Kako so nastali ti prepadi?
Natančen mehanizem nastajanja razkola je nenehna razprava med geologi in geofiziki. Eden od priljubljenih modelov za ARSO predvideva, da povišan toplotni tok iz plašča (strogo astenosfera) povzroča par toplotnih "izboklin" v osrednji Keniji in na območju Afarja v severni osrednji Etiopiji. Te izbokline je mogoče zlahka videti kot povišana visokogorja na katerem koli topografskem zemljevidu območja (slika 1).
Ko se te izbokline oblikujejo, se raztezajo in lomijo zunanja krhka skorja v vrsto normalnih prelomov, ki tvorijo klasično strukturo hrbta in grabeža razcepnih dolin (slika 3). Večina trenutnih geoloških razmišljanj velja, da izbokline sprožijo plašča pod celino, ki segrevajo prekrivno skorjo in jo povzročijo, da se razširi in zlomi.
V idealnih razmerah se prevladujoči zlomi pojavljajo v vzorcu, ki ga sestavljajo trije zlomi ali cone zloma, ki sevajo od točke s kotnim odmikom 120 stopinj. Točka, iz katere sevajo tri veje, se imenuje "trojni stič" in je dobro prikazana v območju Afa v Etiopiji (slika 4), kjer dva veja zasedata Rdeče morje in Adenski zaliv, tretja razcepna veja pa poteka na jug skozi Etiopijo.
Procesu raztezanja, povezanega z nastankom razpada, pogosto sledijo ogromni vulkanski izbruhi, ki se pretakajo na velikih območjih in so običajno ohranjeni / izpostavljeni na bokih lopa. Nekateri geologi te izbruhe ocenjujejo kot "poplavne bazalte" - lava izbruhne ob zlomih (namesto pri posameznih vulkanih) in teče po deželi v rjuhah, kot voda med poplavo.
Takšne izbruhe lahko pokrijejo ogromna območja zemlje in razvijejo ogromne debeline (primeri Indikanske pasti Indije in sibirske pasti sta primera). Če se raztezanje skorje nadaljuje, tvori "raztegnjeno cono" stanjšane skorje, sestavljeno iz mešanice bazaltnih in celinskih kamnin, ki se sčasoma spustijo pod morsko gladino, kot se je to zgodilo v Rdečem morju in Adenskem zalivu. Nadaljnje raztezanje vodi do nastanka oceanske skorje in rojstva novega oceanskega bazena.
Slika 4: Trojni križ v regiji Afar v Etiopiji. Slika prikazuje območja raztegnjene in oceanske skorje, kot tudi območja izpostavljenih poplavnih bazaltov, ki so bila pred razpadom. Območja, ki niso poplavljena ali pokrita s poplavnimi bazalti, predstavljajo normalno celinsko skorjo. Ko se skorja raztrga, na koncu preredite skorjo s kompleksno mešanico celinske in vulkanske kamnine. Sčasoma se skorja tanjša do točke, ko izbruhnejo bazalci oceanskega tipa, kar je signal, da nastaja nova oceanska skorja. To lahko opazimo v Adenskem zalivu in tudi majhen drsnik znotraj Rdečega morja. Prvotni obseg poplavnih bazaltov bi bil večji, vendar so bila velika območja pokopana v razkopu z drugimi vulkanskimi izbruhi in usedlinami. Kliknite za povečavo.
Del II. Vzhodnoafriški rift
Če se opisan postopek razpada zgodi v celinskem okolju, imamo situacijo, podobno tistemu, ki se dogaja v Keniji, kjer se oblikuje vzhodnoafriški / gregory rift. V tem primeru se imenuje "kontinentalni rift" (iz očitnih razlogov) in daje vpogled v to, kaj je bil morda zgodnji razvoj etiopske rifte.
Kot je omenjeno v delu I, je razkol vzhodne Afrike zapleten zaradi dejstva, da sta se razvili dve veji, ena proti zahodu, ki gosti velika afriška jezera (kjer je razkol napolnjena z vodo) in druga skoraj vzporedna razdalja približno 600 kilometrov do vzhod, ki skoraj preseka Kenijo od severa do juga, preden vstopi v Tanzanijo, kjer se zdi, da izumira (slika 2).
Jezero Victoria sedi med tema dvema vejama. Mislimo, da ti prelomi na splošno sledijo starim šivom med starodavnimi celinskimi množicami, ki so pred več milijardami let trčili v afriški kraton in da je razkol okoli območja jezera Viktorija prišel zaradi prisotnosti majhnega jedra starodavne metamorfne kamnine, Tanzanijski kraton, ki je bil premoč težaven, da bi se lahko prebil. Ker razkol ni mogel iti naravnost skozi to območje, se je namesto tega razvejal, kar je vodilo do dveh vej, ki jih lahko vidimo danes.
Tako kot v Etiopiji se zdi, da je pod središčno Kenijo vroča točka, kar dokazuje tamkajšnja povišana topografska kupola (slika 1). To je skoraj povsem analogno razbitju Etiopije, in nekateri geologi so v resnici namigovali, da je kenijska kupola isto žarišče, ki je povzročilo prvotno etiopsko razdor. Ne glede na vzrok je jasno, da imamo dve ločitvi, ki sta dovolj ločeni, da upravičujeta, da jima dajemo različna imena, vendar dovolj blizu, da lahko nakazujeta, da sta genetsko povezana.
Baringo škarpe: Na tej sliki je prikazano več napak, ki so postopoma bolj oddaljene. V glavnem gledamo robove več horst blokov znotraj grabena, ki vsebuje jezero Baringo. Avtorske pravice za slike Alex Guth. Kliknite za povečavo.
Ostale zanimivosti:
Kaj še lahko rečemo o etiopskem in kenijskem prepadu? Pravzaprav precej; čeprav sta se vzhodna in zahodna veja razvijala po istih procesih, imata zelo različen značaj. Za vzhodni odcep je značilna večja vulkanska aktivnost, medtem ko je za Zahodni vej značilno veliko globlje kotline, ki vsebujejo velika jezera in veliko sedimenta (vključno z jezeri Tanganjika, 2. najgloblje jezero na svetu in Malavijem).
V zadnjem času so v etiopskem splavu opazili izbruhe bazalta in aktivno nastajanje vrzel, kar nam omogoča, da neposredno opazujemo začetno tvorbo oceanskih bazenov na kopnem. To je eden od razlogov, zakaj je vzhodnoafriški riftni sistem znanstvenikom tako zanimiv. Večina razkopov v drugih delih sveta je napredovala do te mere, da so zdaj pod vodo ali so bili napolnjeni s sedimenti, zato jih je težko neposredno proučiti. Kljub temu je vzhodnoafriški sistem riftov odličen terenski laboratorij za preučevanje sodobnega, aktivno razvijajočega se rift sistema.
Ta regija je pomembna tudi za razumevanje korenin človeške evolucije. V prepadu se pojavlja veliko najdb fosilnih hominidov in trenutno se domneva, da je evolucija razpadov morda igrala ključno vlogo pri oblikovanju našega razvoja. Sestava in razvoj razkola je morda vzhodno Afriko naredil bolj občutljivo na podnebne spremembe, ki vodijo do številnih sprememb med vlažnim in sušnim obdobjem. Ta okoljski pritisk bi bil lahko spodbuda, da so naši predniki postali dvonožni in bolj pametni, ko so se poskušali prilagoditi tem spreminjajočim se podnebjem (glej članke o Geotimesu 2008: Rocking Cradle of Humanity Beth Christensen in Marka Maslina, in Tektonske hipoteze človeka Evolucija avtorja M.Royhan Gani in Nahid DS Gani).
Ignog nasipa v soteski Njorowa: To je bilo posneto v soteski Njorowa v nacionalnem parku Hells Gate. Soteska je bila izklesana z vodo in je v mnogih pogledih precej spektakularna, tu pa imamo magnetni nasip, ki seka skozi steno kanjona, z dr. Woodom in enim od naših vodnikov za merjenje. Avtorske pravice za slike Alex Guth. Kliknite za povečavo.
Sklepi:
Vzhodnoafriški riftni sistem je zapleten sistem razkošnih segmentov, ki omogoča sodoben analog, ki nam pomaga razumeti, kako se celine razpadajo. Je tudi odličen primer, koliko naravnih sistemov je mogoče prepletati - ta edinstvena geološka nastavitev je morda spremenila lokalno podnebje, kar je posledično povzročilo, da so naši predniki razvili veščine, potrebne za hojo pokonci, razvoj kulture in razmišljanje, kako tak razkol prišel. Tako kot Grand Canyon, mora biti tudi vzhodnoafriški sistem riftov visoko na katerem koli seznamu geologov, ki jih je treba obiskati.
O avtorjih:
James Wood ima doktorat z univerze Johns Hopkins in je trenutno profesor geologije na tehnološki univerzi Michigan v Houghtonu v Michiganu, kjer vsako pomlad v vzhodni Afriki poučuje zemeljsko zgodovino, geokemijo, daljinsko preslikavo in vodi terenski tečaj. Njegova glavna raziskovalna zanimanja so nahajališča energije, predvsem plina in nafte, ter terensko delo v razkošnih dolinah. Več informacij o tečaju vzhodne Afrike najdete na spletni strani www.geo-kenya.com.
Alex Guth je trenutno doktorski kandidat na Michigan Tech in preučuje vplive podnebja na puščavskem laku na izpostavljene tokove in aluvij v vzhodnoafriški dolini Rift. Woodu pomaga dr. Pri terenskem taboru geologije. Pred kratkim je izdelala geološki zemljevid južne polovice kenijske reke, ki ga najdete na spletni strani www.geo-kenya.com. Njeno spletno mesto si lahko ogledate na: pages.mtu.edu/~alguth/.