Східно-Африканська Велика рифтова долина
Тільки факти
Східно-Африканська Велика рифтова долина – складна рифтова система
Частина 1. Східно-Африканська рифтова система
Східно-Африканська рифтова система - одне з геологічних чудес світу, місце, де тектонічні сили Землі створюють нові плити, розділяючи старі. Іншими словами, рифт можна вважати розломом, що розширюється з часом, в земній корі. Науковою це довгастий басейн, обмежений протилежними, крутими звичайними скиданнями. Геологи все ще сперечаються про те, як саме утворюються розломи, але цей процес так чітко представлений у східній Африці (Ефіопія-Кенія-Уганда-Танзанія), що геологи вигадали власну назву для нової плити; Нубійська плита займає більшу частину території Африки, а менша плита, що віддаляється, була названа Сомалійською (Рис.1 ). Дві плити віддаляються одна від одної та від Аравійської плити на північ. Місце, де три плити зустрічаються та утворюють трикутник, знаходиться в Афарському регіоні в Ефіопії. Але не всі рифти утворюються в зоні Африканського рогу, на південь також спостерігається рифтоутворююча активність, поширюючись на Кенію, Танзанію та зону Великих Африканських озер. Метою даної роботи було розібратися у загальній геології вищезгаданих рифтів і позначити геологічні процеси, що у їх формуванні.
Що таке Східно-Африканська рифтова система?
Найдавніший рифт сформувався в Афарському регіоні в Ефіопії, через що отримав назву Ефіопський рифт. Далі на південь з'являється ціла серія рифтів, включаючи західну гілку, рифт Альберта, який включає Великі Африканські озера, і східну гілку, що перетинає Кенію з півночі на південь по лінії, що проходить трохи на захід від Найробі (Мал. 2 ). Ці двігілки отримали назву Східно-Африканська рифтова долина, хоча частина східної гілки має й інші назви — Кенійський рифт або рифт Грегорі (названий на честь геолога, який першим позначив його на карті у 1900-х роках). Дві Східно-африканські гілки разом із Ефіопським рифтом часто відносять до Східно-Африканської рифтової системи. Загальна довжина всієї рифтової системи становить тисячі кілометрів в межах однієї тільки Африки, і ще кілька тисяч кілометрів, включаючи Червоне море та Аденську затоку. На додаток є кілька добре сформованих, але безумовно менших за розміром утворень, званих грабенами. Грабени мають схожу з рифтами структуру і геологічно асоціюються з великими рифтами, завдяки чому деякі з них отримали відповідні назви, наприклад, рифт Ньянза, розташований у західній Кенії біля озера Вікторія. Однак те, що часто приймається за один рифт, насправді є низкою сформованих рифтових басейнів, пов'язаних між собою і є невід'ємною частиною геології та топографії Східної Африки.
Як утворилися Східно-Африканські рифти?
Досі серед геологів та геофізиків немає чіткої думки щодо механізму утворення рифтів. Одна з найпоширеніших моделей утворення Східно-Африканської рифтової системи передбачає, що спекотний потік, що піднімається з мантії (а саме астеносфери), породжує так звані „термальні куполи“ в центральній Кенії та Афарському регіоні, у північно-центральній частині Ефіопії. Ці куполи, позначені як піднімаються височини, можна легко розглянути будь-який топографічної карті місцевості (Рис.1 ). У міру того, як куполи ростуть, вони розтягують і розривають верхню неміцну кору на ряд звичайних скидів (розломів розтягування,у яких висяче крило віддаляється від лежачого крила: прим. перекладача), утворюючи класичні жмені та грабени в рифтових долинах (Рис. 3 ). Більшість сучасних геологів вважають, що куполи утворюються під впливом магматичних викидів під континентом, нагріваючи шар земної кори, що налягає, і змушуючи його розширюватися і тріскатися. Теоретично домінуючі тріщини зустрічаються в сітці, що складається з трьох тріщин або зон розломів, розходячись від точки перетину під кутом в 120 градусів. Крапка, від якої відходять усі три гілки називається трикутником або "трійником", і добре видно в Афарському регіоні в Ефіопії (Рис. 4 ), де дві гілки зайняті Червоним морем та Еденською затокою, а третя рифтова гілка тягнеться через Ефіопію на південь.
Процес розтягування, що асоціюється з утворенням рифтів, часто слідує після великих вивержень вулканів, які покривають значні території і часто представлені на схилах рифту. Деякі геологи вважають такі виверження базальтом, що "вилився" - лава вивергається вздовж тріщин (більш ймовірно, ніж з окремих вулканів) і розтікається по землі пластами, як вода під час повені. Такі виверження можуть покривати великі території та утворювати величезні пласти (наприклад, трапи Декана в Індії та Сибірські трапи). Якщо розтяг кори продовжується, утворюється „зона розтягування“ тонкої кори суміші базальтових і континентальних порід, що складається, яка згодом опускається нижче рівня моря, як трапилося в Червоному морі та Еденській затоці. Подальше розтягування призводить до утворення океанічної кори та народження нового басейну.
Частина 2. Східно-Африканський рифт
Якщо вищеописаний рифтовий процес відбувається у континентальній корі, як, наприклад, у Кенії, де формується Східно-Африканський\Грегорійський рифт, такий процес рифтоутворення називається "континентальним", і дає уявлення про ранній етап утворення Ефіопського рифту.
Як зазначалося в Частині 1, рифтоутворення у Східній Африці ускладнене формуванням двох гілок: одна простягається на захід, де знаходяться Великі Африканські озера (де рифт заповнений водою); інша - це майже паралельний рифт, що простягається на 600 кілометрів на схід, практично розрізаючи територію Кенії навпіл з півночі на південь, до кордону з Танзанією, де рифт закінчується (Рис. 2 ). Озеро Вікторія лежить між цими двома гілками. Вважається, що ці рифти пролягають по тектонічним швам між давніми континентальними породами, які зіткнулися мільярди років тому, щоб сформувати Африканський кратон, і що розлом у районі озера Вікторія з'явився завдяки присутності невеликого ядра стародавньої метаморфічної породи — Танзанійський кратон, через який пробитися. Так як рифт не міг пройти безпосередньо через цю територію, натомість він відхилився і оточив її, сформувавши дві гілки, які ми можемо бачити сьогодні. Так само як і в Ефіопії, гаряча точка схоже знаходиться під центральною Кенією, як свідчить топографічний купол, що височить (Рис. 1 ). Це практично точна копія Ефіопського рифту, і дійсно, деякі геологи вважають, що Кенійський купол — це така ж гаряча точка або плюм (плюм — гарячий мантійний потік: прим. перекладача), який дав початок примітивному процесу Ефіопського рифтоутворення. Як би там не було, очевидно, що є два рифти, відокремлені один від одного настільки, що їх слід назвати по-різному, але близькими настільки, що можна з великою впевненістю припустити, що вони мають спільнепоходження.
Інші цікаві факти:
Що ж ще ми можемо сказати про Ефіопський і Кенійський рифти? Насправді досить багато. Хоча східна та західна гілка були утворені одними й тими самими процесами, їх характеристики значно відрізняються. Для східної гілки характерна висока вулканічна активність, а для західної - більш глибокі басейни з великими озерами і осадовими породами (включаючи озеро Танганьїка - друге по глибині озеро в світі, і озеро Малаві).
Останнім часом у зоні Ефіопського рифту спостерігаються базальтові виверження та активне утворення тріщин у породі, що дозволяє нам наживо спостерігати початковий етап формування океанічних басейнів на Землі. Це ще одна причина, чому вчені так цікавляться Східно-Африканською рифтовою системою. Більшість рифтів з інших частин світу прогресували настільки, що вони знаходяться або під водою, або наповнені осадовими відкладеннями, і тому не доступні для прямого вивчення. Тим часом, Східно-Африканська рифтова система — це відмінна лабораторія для вивчення сучасної рифтової системи, що активно розвивається. Цей регіон також важливий для розуміння коріння людської еволюції. Безліч залишків копалини були виявлені в межах рифту, тому вважається, що еволюція рифту відіграла значну роль у розвитку людства. Структура та еволюція рифту можливо зробили Східну Африку більш чутливою до кліматичних змін, що призвели до регулярної зміни дощових та посушливих періодів. Таке екологічне навантаження можливе було нашим предкам як поштовх до прямоходіння та розвитку інтелекту для більш успішної адаптації до мінливого клімату (див. Статті Geotimes 2008: „ Кача колиска людства “ під редакцієюБета Крістенсена та Марка Масліна, та „Тектонічна гіпотеза еволюції людства”, М. Ройхан Гані та Нахід Д.С. Гані).
Висновок:
Східно-Африканська рифтова система - це складна система сегментів рифтів, що є моделью того, як утворилися континенти. Це також чудовий приклад того, як може бути переплетена безліч природних систем. Унікальні геологічні умови змінили місцевий клімат, який у свою чергу змусив наших предків набути навичок прямоходіння, розвивати культуру та розмірковувати з приводу того, як міг з'явитися такий рифт. Як і Великий Каньйон, Східно-Африканська рифтова система має бути серед перших у списку геологічних чудес, які має відвідати кожен геолог.
Джеймс Вуд, кандидат філософських наук в Університеті ім. Джона Хопкінса, тепер професор геології в Технологічному Університеті штату Мічиган в Технологічному Університеті штату Мічиган, в Х'ютоні, де він викладає історію Землі, геохімію, картографію важкодоступних місць і керує польовим курсом, який проходить навесні кожного року в Східній Африці. Його основні дослідження стосуються родовищ енергетичних ресурсів, переважно нафти та газу. Він здійснює польові роботи у рифтових долинах. Більш детальну інформацію про Східно-Африканський польовий курс ви зможете знайти тут: www.geo-kenya.com.
Алекс Гут, кандидат філософських наук у Технологічному Університеті штату Мічиган, досліджує вплив клімату на поверхню порід у пустелях на хиткіх пісках та наносних утвореннях у Східно-Африканській рифтовій долині. Вона співпрацює з Доктором Вудом у геологічному польовому таборі. Нещодавно пані Гут розробила геологічну карту південної половини Кенійського рифту, яку можна знайти насторінках www.geo-kenya.com. З біографією та діяльністю пані Гут можна ознайомитись на її особистому сайті: www.geo.mtu.edu/
Ілюстрації
Рис 1. Кольорова цифрова модель підйому суші показує межі тектонічної плити, контури підйомів суші, демонструючи термальні бані та великі озера Східної Африки. Топографічний знімок, зроблений радаром космічного корабля НАСА. Натисніть на зображення, що збільшити.
Рис 2. Назви сегментів Східно-Африканської рифтової системи. Найменші за розміром сегменти іноді набувають власних назв, а імена основних рифтових сегментів змінюються в залежності від джерела. Натисніть на зображення, щоб збільшити.
Рис 3. Формування горстів та грабенів (ліворуч) у порівнянні з рифтовою групою пластів (праворуч вгорі) та топографією (праворуч внизу). Зверніть увагу на те, як пласти зображені трапецієподібними ділянками, що перевищують нормальне скидання, і утворення горстів та грабенів зростає зверху вниз за шкалою. Рифти вважаються просторовими характеристиками (континентальні породи роз'єднуються) та часто зображують цей тип структури. Топографічний знімок, зроблений радаром космічного корабля НАСА. Натисніть на зображення, щоб збільшити.
Рис 4. Трикутник в Афарському регіоні Ефіопії. Малюнок показує зони розтяженої океанічної кори, і навіть зони оголених платобазальтових утворень, що передують формуванню рифтів. Незатемнені або покриті базальтом, що вилився, ділянки являють собою нормальну континентальну кору. У міру того як кора віддаляється, можна побачити тонку кору зі складною сумішшю континентальних і вулканічних порід. Зрештою, кора витончується до точки, де викидається базальт океанічного.типу, що є сигналом формування нової океанічної кори. Цей процес можна спостерігати в Еденській затоці та невеликій ділянці Червоного моря. Початковий розмір базальтових утворень мав бути більшим, але значні території були поховані в рифтовій долині іншими вулканічними виверженнями та осадовими відкладеннями. Натисніть на картинку, щоб збільшити.
