Περιεχόμενο
- Μέρος Ι. Το σύστημα ανατολής της Αφρικής
- Τι είναι το σύστημα Rift της Ανατολικής Αφρικής;
- Πώς σχηματίστηκαν αυτά τα Rifts;
- Μέρος II. Το ανατολικό αφρικανικό ρήγμα
- Άλλα σημεία ενδιαφέροντος:
- Συμπεράσματα:
- Σχετικά με τους συγγραφείς:
Λίμνη Bogoria και geyser - Εικόνα copyright Alex Guth.
Φιγούρα 1: Έγχρωμο ψηφιακό μοντέλο υπερυψωμένων επιφανειών που παρουσιάζει τεκτονικά όρια πλάκας, περιγράμματα των υψωμένων υψωμάτων που καταδεικνύουν τις θερμικές εξογκώσεις και τις μεγάλες λίμνες της Ανατολικής Αφρικής. Κάντε κλικ για μεγέθυνση. Ο βασικός πυρήνας είναι μια εικόνα τοπογραφίας ραντάρ διαστημικής μεταφοράς από τη NASA.
Μέρος Ι. Το σύστημα ανατολής της Αφρικής
Το σύστημα ανατολής της Αφρικής (EARS) είναι ένα από τα γεωλογικά θαύματα του κόσμου, ένας τόπος όπου οι τεκτονικές δυνάμεις της γης προσπαθούν επί του παρόντος να δημιουργήσουν νέες πλάκες διαχωρίζοντας τα παλιά. Με απλά λόγια, μια ρήξη μπορεί να θεωρηθεί ως κάταγμα στην επιφάνεια της γης που διευρύνεται με την πάροδο του χρόνου, ή πιο τεχνικά, ως μια επιμήκης λεκάνη που οριοθετείται από την αντίθετη απότομη βύθιση των κανονικών βλαβών.
Οι γεωλόγοι εξακολουθούν να συζητούν με ακρίβεια πώς συμβαίνει το ράφτινγκ, αλλά η διαδικασία εκτίθεται τόσο καλά στην Ανατολική Αφρική (Αιθιοπία-Κένυα-Ουγκάντα-Τανζανία), που οι γεωλόγοι έχουν επισυνάψει ένα όνομα στη νέα πλάκα που πρόκειται να γίνει. το Nubian Plate αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της Αφρικής, ενώ η μικρότερη πλάκα που τραβιέται μακριά έχει ονομαστεί το Somalian Plate (Σχήμα 1). Αυτές οι δύο πλάκες απομακρύνονται μεταξύ τους και επίσης μακριά από την αραβική πλάκα προς τα βόρεια.
Το σημείο όπου συναντώνται αυτές οι τρεις πλάκες στην περιοχή Afar της Αιθιοπίας σχηματίζει αυτό που ονομάζεται τριπλή διασταύρωση. Εντούτοις, όλες οι ρωγμές στην Ανατολική Αφρική δεν περιορίζονται στο Κέρας της Αφρικής. υπάρχει πολλή ράφτινγκ δραστηριότητα περαιτέρω νότια, καθώς επεκτείνεται στην Κένυα και την Τανζανία και την περιοχή των Μεγάλων Λιμνών της Αφρικής. Σκοπός αυτής της εργασίας είναι να συζητήσουμε τη γενική γεωλογία αυτών των ρωγμών και να τονίσουμε τις γεωλογικές διαδικασίες που εμπλέκονται στο σχηματισμό τους.
Σχήμα 2: Ονόματα τμήματος Rift για το σύστημα ανατολής της Αφρικής. Τα μικρότερα τμήματα δίδονται μερικές φορές με τα δικά τους ονόματα και τα ονόματα που δίνονται στα κύρια τμήματα ρωγμών αλλάζουν ανάλογα με την πηγή. Κάντε κλικ για μεγέθυνση. Ο βασικός πυρήνας είναι μια εικόνα τοπογραφίας ραντάρ διαστημικής μεταφοράς από τη NASA.
Τι είναι το σύστημα Rift της Ανατολικής Αφρικής;
Η παλαιότερη και καλύτερα καθορισμένη ρήξη συμβαίνει στην περιοχή Afar της Αιθιοπίας και αυτή η ρήξη αναφέρεται συνήθως ως η Αιθιοπία. Πέρα από το Νότο εμφανίζεται μια σειρά από ρήγματα που περιλαμβάνουν ένα δυτικό κλάδο, το "Lake Albert Rift" ή το "Albertine Rift" το οποίο περιέχει τις Μεγάλες Λίμνες της Ανατολικής Αφρικής και ένα ανατολικό κλαδί που διακρίνει περίπου την Κένυα από βορρά προς νότο ελαφρά δυτικά του Ναϊρόμπι (Σχήμα 2).
Αυτά τα δύο κλαδιά μαζί ονομάστηκαν Ανατολικός Αφροδίτης (EAR), ενώ τμήματα του ανατολικού κλάδου έχουν ονομαστεί διάφορα Κένυα Rift ή Gregory Rift (μετά τον γεωλόγο που το χαρτογράφησε στις αρχές της δεκαετίας του 1900). Τα δύο υποκαταστήματα EAR συχνά ομαδοποιούνται με το Αιθιοπικό Rift για να σχηματίσουν το σύστημα Rift της Ανατολικής Αφρικής (EARS).
Επομένως, το πλήρες σύστημα ρήξης εκτείνεται σε 1000s χιλιόμετρα μόνο στην Αφρική και σε άλλα 1000, εάν συμπεριλάβουμε την Ερυθρά Θάλασσα και τον Κόλπο του Άντεν ως επεκτάσεις. Επιπλέον, υπάρχουν αρκετές καλά καθορισμένες αλλά σίγουρα μικρότερες δομές, που ονομάζονται grabens, που έχουν ρωγμή χαρακτήρα και είναι σαφώς συνδεδεμένες γεωλογικά με τα μεγάλα ρήγματα. Ορισμένα από αυτά έχουν δώσει ονόματα που αντικατοπτρίζουν αυτό όπως το Nyanza Rift στη Δυτική Κένυα κοντά στη λίμνη Βικτώρια. Έτσι, αυτό που οι άνθρωποι μπορεί να υποθέσει ότι είναι ένα μόνο ρήγμα κάπου στην Ανατολική Αφρική είναι πραγματικά μια σειρά από ξεχωριστές λεκάνες ρωγμών που είναι όλοι σχετικές και παράγουν τη χαρακτηριστική γεωλογία και την τοπογραφία της Ανατολικής Αφρικής.
Εικόνα 3: "Εγχειρίδιο" horst και graben σχηματισμός (αριστερά) σε σύγκριση με το πραγματικό έδαφος ριγμάτων (άνω δεξιά) και την τοπογραφία (κάτω δεξιά). Παρατηρήστε πως το πλάτος που λαμβάνεται από τις τραπεζοειδείς περιοχές που υφίστανται κανονικές δυσλειτουργίες και το σχηματισμό horst και graben αυξάνεται από πάνω προς τα κάτω στον αριστερό πίνακα. Τα ράφια θεωρούνται χαρακτηριστικά επέκτασης (οι ηπειρωτικές πλάκες απομακρύνονται) και συχνά εμφανίζουν αυτόν τον τύπο δομής.
Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Πώς σχηματίστηκαν αυτά τα Rifts;
Ο ακριβής μηχανισμός σχηματισμού ρωγμών είναι μια συνεχής συζήτηση μεταξύ γεωλόγων και γεωφυσικών. Ένα δημοφιλές μοντέλο για το EARS υποθέτει ότι η αυξημένη ροή θερμότητας από το μανδύα προκαλεί ένα ζεύγος θερμικών "εξογκωμάτων" στην κεντρική Κένυα και την περιοχή Afar της βόρειας κεντρικής Αιθιοπίας. Αυτές οι εξογκώσεις μπορούν εύκολα να θεωρηθούν ως υπερυψωμένες ορεινές περιοχές σε οποιονδήποτε τοπογραφικό χάρτη της περιοχής (Εικόνα 1).
Καθώς σχηματίζονται αυτές οι εξογκώσεις, τεντώνουν και σπάσουν την εξωτερική εύθραυστη κρούστα σε μια σειρά από φυσιολογικά ελαττώματα που σχηματίζουν την κλασσική δομή βροχής και graben των κοιλάδων ρήξης (Εικόνα 3). Η πιο πρόσφατη γεωλογική σκέψη υποστηρίζει ότι οι εξογκώσεις ξεκινούν από μανδύα κάτω από την ήπειρο που θερμαίνουν την υπερκείμενη κρούστα και προκαλούν την έκπτυξη και το σπάσιμο.
Ιδανικά τα κυρίαρχα κατάγματα που δημιουργούνται εμφανίζονται σε ένα πρότυπο που αποτελείται από τρία κατάγματα ή ζώνες θραύσης που ακτινοβολούν από ένα σημείο με γωνιακό διαχωρισμό 120 μοιρών. Το σημείο από το οποίο ακτινοβολούν οι τρεις κλάδοι αποκαλείται "τριπλή διασταύρωση" και απεικονίζεται καλά στην περιοχή Afar της Αιθιοπίας (Σχήμα 4), όπου δύο κλαδιά καταλαμβάνονται από την Ερυθρά Θάλασσα και τον Κόλπο του Άντεν και η τρίτη διακλάδωση διακλαδώσεων στο νότο μέσω της Αιθιοπίας.
Η διαδικασία τεντώματος που συνδέεται με το σχηματισμό ρωγμών συχνά προηγείται από τεράστιες ηφαιστειακές εκρήξεις οι οποίες ρέουν σε μεγάλες περιοχές και συνήθως διατηρούνται / εκτίθενται στις πλευρές της ρωγμής. Αυτές οι εκρήξεις θεωρούνται από ορισμένους γεωλόγους ως «βασικές εκρήξεις των πλημμυρών» - η λάβα εκρήγνυται κατά μήκος των καταγμάτων (και όχι στα μεμονωμένα ηφαίστεια) και διασχίζει τη γη σε φύλλα όπως το νερό κατά τη διάρκεια μιας πλημμύρας.
Τέτοιες εκρήξεις μπορούν να καλύψουν τεράστιες εκτάσεις γης και να αναπτύξουν τεράστιο πάχος (οι παγίδες Deccan της Ινδίας και οι παγίδες της Σιβηρίας είναι παραδείγματα). Αν συνεχιστεί η έκταση της κρούστας, σχηματίζεται μια "τεντωμένη ζώνη" λεπτής κρούστας που αποτελείται από ένα μείγμα βασαλτικών και ηπειρωτικών πετρωμάτων που τελικά πέφτει κάτω από τη στάθμη της θάλασσας, όπως συνέβη στην Ερυθρά Θάλασσα και στον Κόλπο του Άντεν. Περαιτέρω τέντωμα οδηγεί στον σχηματισμό ωκεάνιας κρούστας και τη γέννηση μιας νέας λεκάνης ωκεανού.
Σχήμα 4: Τρίκλινο Junction στην περιοχή Afar της Αιθιοπίας. Η εικόνα παρουσιάζει περιοχές από τεντωμένο και ωκεάνιο κρούστα καθώς και περιοχές εκτεθειμένων βασάλτων πλημμυρών που προηγήθηκαν της ράφτινγκ. Οι περιοχές που δεν είναι σκιασμένες ή καλύπτονται από βασάλτες πλημμυρών αντιπροσωπεύουν κανονική ηπειρωτική κρούστα. Καθώς η κρούστα τραβιέται, καταλήγετε σε αραιωμένη κρούστα με ένα σύνθετο μίγμα ηπειρωτικού και ηφαιστειακού πετρώματος. Εν κατακλείδι, η φλοιό πέφτει στο σημείο όπου ξεσπούν οι βασάλτες ωκεανικού τύπου που είναι το μήνυμα ότι σχηματίζεται νέα ωκεάνια κρούστα. Αυτό μπορεί να διαπιστωθεί στον Κόλπο του Άντεν καθώς και ένα μικρό λουρί μέσα στην Ερυθρά Θάλασσα. Η αρχική έκταση των βασάλτων πλημμυρών θα ήταν μεγαλύτερη, αλλά μεγάλες εκτάσεις έχουν ταφεί μέσα στην ρήξη ρίψεων από άλλες ηφαιστειακές εκρήξεις και ιζήματα. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Μέρος II. Το ανατολικό αφρικανικό ρήγμα
Εάν η περιγραφική διαδικασία που περιγράφεται εμφανίζεται σε μια ηπειρωτική ατμόσφαιρα, τότε έχουμε μια κατάσταση παρόμοια με αυτή που συμβαίνει τώρα στην Κένυα όπου σχηματίζεται το East African / Gregory Rift. Σε αυτή την περίπτωση αναφέρεται ως "ηπειρωτική ράφτινγκ" (για προφανείς λόγους) και παρέχει μια ματιά σε ό, τι μπορεί να ήταν η πρώιμη ανάπτυξη του Αιθιοπικού Rift.
Όπως αναφέρθηκε στο Μέρος Ι, η εκτροπή της Ανατολικής Αφρικής είναι περίπλοκη από το γεγονός ότι έχουν αναπτυχθεί δύο κλαδιά, ένα προς τα δυτικά το οποίο φιλοξενεί τις Μεγάλες Λίμνες της Αφρικής (όπου το ρήγμα γεμίζει με νερό) και ένα άλλο σχεδόν παράλληλο ρήγμα περίπου 600 χιλιομέτρων που σχεδόν διχοτομεί την Κένυα από βορρά προς νότο προτού εισέλθει στην Τανζανία όπου φαίνεται να πεθαίνει (Σχήμα 2).
Η λίμνη Βικτώρια βρίσκεται ανάμεσα σε αυτά τα δύο κλαδιά. Θεωρείται ότι αυτές οι ρωγμές ακολουθούν γενικά τα παλιά ράμματα μεταξύ των αρχαίων ηπειρωτικών μαζών που συγκρούστηκαν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια για να σχηματίσουν τον αφρικανικό κρότωνα και ότι ο χωρισμός γύρω από την περιοχή της λίμνης Βικτόρια συνέβη λόγω της παρουσίας ενός μικρού πυρήνα αρχαίου μεταμορφωμένου βράχου, Τρανζανία craton, που ήταν πολύ σκληρή για τη ρωγμή για να διαρρήξει. Επειδή η ρήξη δεν μπόρεσε να πάει κατευθείαν μέσα από αυτή την περιοχή, αλλά απέκλινε από εκεί που οδηγούσε στα δύο κλαδιά που μπορεί κανείς να δει σήμερα.
Όπως συμβαίνει στην Αιθιοπία, ένα καυτό σημείο φαίνεται να βρίσκεται κάτω από την κεντρική Κένυα, όπως αποδεικνύεται από τον ανυψωμένο τοπογραφικό θόλο εκεί (Σχήμα 1). Αυτό είναι σχεδόν ακριβώς ανάλογο με τη διχοτόμηση της Αιθιοπίας και, στην πραγματικότητα, ορισμένοι γεωλόγοι έχουν προτείνει ότι ο θόλος της Κένυας είναι το ίδιο hotspot ή ορμητήριο που δημιούργησε την αρχική αιθιοπική ρήξη. Όποια και αν είναι η αιτία, είναι σαφές ότι έχουμε δύο ρωγμές που χωρίζονται αρκετά ώστε να δικαιολογούν την παροχή διαφορετικών ονομάτων, αλλά αρκετά κοντά ώστε να υποδηλώνουν ότι είναι γενετικά σχετιζόμενα.
Barcroo αποκομμάτων: Αυτή η εικόνα εμφανίζει πολλές αποκόμματα σφαλμάτων που είναι σταδιακά μακρύτερα μακριά. Ουσιαστικά κοιτάζουμε τις άκρες πολλών ορμητικών μπλοκ από μέσα σε ένα graben που περιέχει τη λίμνη Baringo. Δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας Alex Guth. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Άλλα σημεία ενδιαφέροντος:
Τι άλλο μπορούμε να πούμε για τις εκδρομές της Αιθιοπίας και της Κένυας; Αρκετά στην πραγματικότητα? αν και οι ανατολικοί και δυτικοί κλάδοι αναπτύχθηκαν με τις ίδιες διαδικασίες, έχουν πολύ διαφορετικούς χαρακτήρες. Ο Ανατολικός Κλάδος χαρακτηρίζεται από μεγαλύτερη ηφαιστειακή δραστηριότητα ενώ ο Δυτικός Κλάδος χαρακτηρίζεται από πολύ βαθύτερες λεκάνες που περιέχουν μεγάλες λίμνες και πολλά ιζήματα (συμπεριλαμβανομένων των Lakes Tanganyika, τη 2η βαθύτερη λίμνη στον κόσμο και το Μαλάουι).
Πρόσφατα, οι εκρήξεις των βασάλτων και ο σχηματισμός ενεργών ρωγμών παρατηρήθηκαν στο Αιθιοπικό Rift, το οποίο μας επιτρέπει να παρατηρήσουμε άμεσα τον αρχικό σχηματισμό των ωκεάνιων λεκανών στην ξηρά. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους το σύστημα ανατολής της Αφρικής είναι τόσο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες. Οι περισσότερες ρωγμές σε άλλα μέρη του κόσμου έχουν προχωρήσει στο σημείο ότι είναι τώρα είτε υπό το νερό είτε έχουν γεμίσει με ιζήματα και είναι επομένως δύσκολο να μελετηθούν άμεσα. Το σύστημα ανατολής της Αφρικής, ωστόσο, είναι ένα εξαιρετικό εργαστήριο πεδίου για να μελετήσει ένα σύγχρονο, ενεργά αναπτυσσόμενο σύστημα ρήξης.
Αυτή η περιοχή είναι επίσης σημαντική για την κατανόηση των ριζών της ανθρώπινης εξέλιξης. Πολλά ευρήματα ορυκτών απολιθωμάτων εμφανίζονται εντός της ρήξης και σήμερα θεωρείται ότι η εξέλιξη των ρωγμών μπορεί να έχει διαδραματίσει αναπόσπαστο ρόλο στη διαμόρφωση της ανάπτυξής μας. Η δομή και η εξέλιξη της διαφθοράς μπορεί να έχουν κάνει την Ανατολική Αφρική πιο ευαίσθητη στις κλιματικές αλλαγές που οδηγούν σε πολλές εναλλαγές μεταξύ υγρών και ξηρών περιόδων. Αυτή η περιβαλλοντική πίεση θα μπορούσε να ήταν η αναγκαία προσπάθεια για να γίνουν οι πρόγονοί μας δυο φορές και πιο εύθραυστες καθώς προσπάθησαν να προσαρμοστούν σε αυτά τα μεταβαλλόμενα κλίματα (βλ. Άρθρα του Geotimes 2008: Rocking the Cradle of Humanity από τον Beth Christensen και τον Mark Maslin και Tectonic Hypotheses of Human Εξέλιξη από τον M.Royhan Gani και Nahid DS Gani).
Υπέροχο φράγμα στο φαράγγι του Njorowa: Αυτό έγινε στο φαράγγι του Njorowa στο Εθνικό Πάρκο Hells Gate. Το φαράγγι ήταν χαραγμένο από το νερό και είναι αρκετά θεαματικό από πολλές απόψεις, αλλά εδώ έχουμε ένα πυριγενές κοίλωμα που κόβει τον τοίχο του φαραγγιού, με τον Δρ. Wood και έναν από τους οδηγούς μας για κλίμακα. Δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας Alex Guth. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Συμπεράσματα:
Το σύστημα ανατολής της Αφρικής είναι ένα περίπλοκο σύστημα διαχωριστικών τμημάτων που παρέχουν ένα σύγχρονο ανάλογο για να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε πώς χωρίζουν οι ηπείρους. Είναι επίσης ένα εξαιρετικό παράδειγμα πόσα φυσικά συστήματα μπορούν να αλληλοσυνδέονται - αυτό το μοναδικό γεωλογικό περιβάλλον μπορεί να έχει αλλάξει το τοπικό κλίμα που μπορεί να έχει προκαλέσει με τη σειρά του τους προγόνους μας να αναπτύξουν τις δεξιότητες που είναι απαραίτητες για να περπατήσουν όρθιοι, να αναπτύξουν τον πολιτισμό και να αναλογιστούν πώς μια τέτοια ρήξη ήρθε να είναι. Ακριβώς όπως και το Grand Canyon, το σύστημα ανατολής της Αφρικής θα πρέπει να είναι υψηλό σε κάθε γεωλόγο κατάλογο γεωλογικών θαύμα που θα επισκεφθείτε.
Σχετικά με τους συγγραφείς:
Ο James Wood έχει διδακτορικό δίπλωμα από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins και είναι Καθηγητής Γεωλογίας στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν στο Μίτσιγκαν όπου διδάσκει Ιστορία της Γης, Γεωχημεία, Απομακρυσμένη Χαρτογράφηση και διεξάγει μια πορεία πεδίου κάθε άνοιξη στην Ανατολική Αφρική. Τα κύρια ερευνητικά του ενδιαφέροντα είναι οι ενεργειακές καταθέσεις, κυρίως το φυσικό αέριο και το πετρέλαιο, και η εκτέλεση πεδίου σε λοφώδεις κοιλάδες. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το μάθημα της Ανατολικής Αφρικής μπορείτε να βρείτε στη διεύθυνση www.geo-kenya.com.
Ο Alex Guth είναι υποψήφιος διδάκτορας στο Michigan Tech και εξετάζει τις επιπτώσεις του κλίματος στο βερνίκι της ερήμου στις εκτεθειμένες ροές και το άφθονο στην κοιλάδα Rift της Ανατολικής Αφρικής. Βοηθάει τον Δρ. Wood με το στρατόπεδο πεδίου γεωλογίας. Πρόσφατα έδωσε έναν γεωλογικό χάρτη του νότιου μισού του Κένυα Rift που μπορεί να βρεθεί στο www.geo-kenya.com. Η ιστοσελίδα της μπορεί να προβληθεί στη διεύθυνση: pages.mtu.edu/~alguth/.