Sisältö
- Osa I. Itä-afrikkalainen rift-järjestelmä
- Mikä on Itä-Afrikan rift-järjestelmä?
- Kuinka nämä riftit muodostuivat?
- Osa II. Itä-Afrikan rift
- Muut mielenkiintoiset kohteet:
- johtopäätökset:
- Tietoja kirjoittajista:
Bogoriajärvi ja geyseri - Kuvan tekijänoikeus Alex Guth.
Kuvio 1: Värillinen digitaalinen korkeusmalli, joka näyttää tektonisten levyjen rajat, yläpinnan ääriviivat, jotka osoittavat Itä-Afrikan lämpöpullot ja suuret järvet. Klikkaa suurentaaksesi. Peruskartta on NASA: n Space Shuttle -tutkan topografinen kuva.
Osa I. Itä-afrikkalainen rift-järjestelmä
Itä-afrikkalainen riffajärjestelmä (EARS) on yksi maailman geologisista ihmeistä, paikka, jossa maapallon tektoniset voimat yrittävät tällä hetkellä luoda uusia levyjä jakamalla vanhat. Yksinkertaisesti sanoen, halkeamaa voidaan pitää maapallon pinnan murtumana, joka laajenee ajan myötä, tai teknisemmin, pitkänomaisena altaana, jota rajoittavat vastakkaiset jyrkästi upotetut normaalivirrat.
Geologit keskustelevat edelleen tarkalleen siitä, miten rynnäkkö tapahtuu, mutta prosessi on niin hyvin esillä Itä-Afrikassa (Etiopia-Kenia-Uganda-Tansania), että geologit ovat kiinnittäneet nimen uudelle tulevalle levylle; Nubian laatta muodostaa suurimman osan Afrikasta, kun taas pienempi levy, joka vetää pois, on saanut nimensä Somalian levy (kuva 1). Nämä kaksi levyä liikkuvat pois toisistaan ja myös pois Arabian levystä pohjoiseen.
Piste, jossa nämä kolme levyä kohtaavat Etiopian afaarisella alueella, muodostaa nk. Kolmoisristeyksen. Kaikki Itä-Afrikan riistot eivät kuitenkaan rajoitu Afrikan sarveen; siellä on paljon rynnäkköaktiviteetteja myös etelämpänä, ulottuen Keniaan ja Tansaniaan sekä Afrikan suurten järvien alueelle. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on keskustella näiden erojen yleisestä geologiasta ja tuoda esiin niiden muodostumiseen liittyvät geologiset prosessit.
Kuva 2: Itä-Afrikkalaisen Rift-järjestelmän rift-segmenttien nimet. Pienemmille segmenteille annetaan joskus omat nimensä, ja päärivisegmentteille annetut nimet muuttuvat lähteestä riippuen. Klikkaa suurentaaksesi. Peruskartta on NASA: n Space Shuttle -tutkan topografinen kuva.
Mikä on Itä-Afrikan rift-järjestelmä?
Vanhin ja parhaiten määritelty rako esiintyy Etiopian afaarisella alueella, ja tälle raolle viitataan yleensä nimellä Etiopian rako. Etelän edessä esiintyy sarjan katkoksia, joihin kuuluu länsimainen haara, "Albert Albert Rift" tai "Albertine Rift", joka sisältää Itä-Afrikan suuria järviä, ja itäinen haara, joka puhaltaa karkeasti Keniaa pohjoisesta etelään linjalle hieman länteen Nairobista (kuva 2).
Näitä kahta haaraa kutsutaan yhdessä Itä-Afrikan rifteiksi (EAR), kun taas itäisen sivuliikkeen osia kutsutaan eri tavoin Kenian rifteiksi tai Gregoryn rifteiksi (sen geologin jälkeen, joka kartoitti sen 1900-luvun alkupuolella). Kaksi EAR-haaraa ryhmitellään usein Etiopian riftiin Itä-Afrikan riftijärjestelmän (EARS) muodostamiseksi.
Täydellinen rift-järjestelmä siis ulottuu tuhansia kilometrejä pelkästään Afrikassa ja useita tuhansia lisää, jos lisäyksiin sisällytetään Punainen meri ja Adeninlahti. Lisäksi on olemassa useita hyvin määriteltyjä, mutta ehdottomasti pienempiä rakenteita, nimeltään grabeeneja, joilla on riftinen luonne ja jotka liittyvät selvästi geologisesti suurimpiin riffeihin. Joillekin näistä on annettu tätä kuvaavat nimet, kuten Nyanza-rifti Länsi-Keniassa lähellä Victoria-järveä. Siten se, mitä ihmiset saattavat olettaa olevan yksi rikkous jossain Itä-Afrikassa, on todella sarja erillisiä riftin altaita, jotka ovat kaikki toisiinsa liittyviä ja tuottavat Itä-Afrikan erottuvan geologian ja topografian.
Kuva 3: "Oppikirja" horst ja graben muodostuminen (vasen) verrattuna todelliseen riftin maastoon (oikea yläosa) ja topografia (oikea alaosa). Huomaa, kuinka normaalien vikojen, kohoumien ja grabenin muodostumisen aiheuttavien trapetsoidien alueiden käyttämä leveys kasvaa vasemmasta paneelista ylhäältä alas. Harroksia pidetään jatko-ominaisuuksina (mannerlevyt vetäytyvät toisistaan), ja niissä on usein tällainen rakenne.
Klikkaa suurentaaksesi.
Kuinka nämä riftit muodostuivat?
Halkeamien muodostumisen tarkka mekanismi on jatkuva keskustelu geologien ja geofysiikkojen keskuudessa. Yksi suosittu EARS-malli olettaa, että lisääntynyt lämmön virtaus vaipasta (ehdottomasti astenosfääri) aiheuttaa parin lämpöä "pullistumia" Kenian keskustassa ja Etiopian pohjois-afaarisella alueella. Nämä pullistumat voidaan helposti nähdä korotetuina ylämäkeinä millä tahansa alueen topografisella kartalla (kuva 1).
Näiden kohoumien muodostuessa ne venyttävät ja murskavat ulkoisen hauran kuoren sarjaksi normaalia vikaa, jotka muodostavat klassisten kohokuviolaaksojen klassisen horst- ja graben-rakenteen (kuva 3). Suurin osa nykyisestä geologisesta ajattelusta on sitä mieltä, että pullistumia aiheuttavat mantereen alla olevat vaipanpylväät, jotka kuumentavat päällä olevaa kuorta ja aiheuttavat sen laajenemisen ja murtumisen.
Ihannetapauksessa syntyvät hallitsevat murtumat tapahtuvat kuviossa, joka koostuu kolmesta murtumasta tai murtumavyöhykkeestä, jotka säteilevät pisteestä, jonka kulmaerot ovat 120 astetta. Pistettä, josta nämä kolme haaraa säteilevät, kutsutaan "kolminkertaiseksi risteykseksi", ja se on selvästi havaittu Etiopian afaarisella alueella (kuva 4), jossa Punainenmeri ja Adeninlahti vievät kaksi haaraa ja kolmas haarahaara kulkee etelään Etiopian kautta.
Raonmuodostukseen liittyvää venytysprosessia edeltää usein valtavia tulivuorenpurkauksia, jotka virtaavat suurten alueiden yli ja jotka yleensä säilyvät / paljastuvat riftin kyljillä. Jotkut geologit pitävät näitä purkauksia "tulvapohjina" - laava purkautuu murtumia pitkin (ei yksittäisten tulivuorten kohdalla) ja kulkee maan yli levyinä, kuten vesi tulvan aikana.
Tällaiset purkaukset voivat kattaa valtavat maa-alueet ja kehittää valtavia paksuuksia (esimerkkejä ovat Intian Deccan-ansoja ja Siperian ansoja). Jos kuoren venytys jatkuu, se muodostaa ohennetun kuoren "venytetyn vyöhykkeen", joka koostuu basaltti- ja mannermaisten kivien sekoituksesta, joka lopulta putoaa merenpinnan alapuolelle, kuten Punaisellamerellä ja Adeninlahdessa on tapahtunut. Jatkovenytys johtaa valtameren kuoren muodostumiseen ja uuden valtameren altaan syntymiseen.
Kuva 4: Kolminkertainen risteys Etiopian kaukaisella alueella. Kuvassa näkyy venytetyn ja valtameren kuoren alueita sekä paljastettujen tulva-basaalien alueita, jotka edesivät kivääritystä. Alueet, joita ei ole varjostettu tai tulvabastaalit peittävät, edustavat normaalia mannerkuorta. Kun kuori vedetään erilleen, lopulta ohennettu kuori muodostuu monimutkaisesta mantereen ja tulivuoren kallion seoksesta. Lopulta kuori ohenee siihen pisteeseen, jossa valtameren tyyppiset basaalit purkautuvat, mikä on merkki uuden valtameren kuoren muodostumisesta. Tämä näkyy Adeninlahdella samoin kuin pieni rauta Punaisellamerellä. Tulvabastaalien alkuperäinen laajuus olisi ollut suurempi, mutta muut tulivuorenpurkaukset ja sedimentit ovat haurastaneet laakson laajoihin alueisiin. Klikkaa suurentaaksesi.
Osa II. Itä-Afrikan rift
Jos kuvattu rifting-prosessi tapahtuu mannermaisessa ympäristössä, niin tilanne on samanlainen kuin nyt Keniassa, jossa Itä-Afrikka / Gregory-rift muodostuu. Tässä tapauksessa sitä kutsutaan "mantereen riftinteeksi" (ilmeisistä syistä) ja antaa katsauksen siihen, mikä on saattanut olla Etiopian riftin varhainen kehitys.
Kuten I osassa mainittiin, Itä-Afrikan rynnäkköä vaikeuttaa se, että kaksi haaraa on kehittynyt, toinen länteen, joka isännöi Afrikan suuria järviä (missä ura täyttyy vedellä), ja toinen melkein yhdensuuntainen ura, joka on noin 600 kilometriä itään, joka puolittaa Keniaa pohjoisesta etelään ennen saapumistaan Tansaniaan, missä se näyttää kuolevan (kuva 2).
Victoria-järvi sijaitsee näiden kahden haaran välissä. Uskotaan, että nämä erot seuraavat yleensä vanhoja ompeleita muinaisten mantereen massojen välillä, jotka törmäsivät miljardeja vuosia sitten Afrikan kratonin muodostamiseksi, ja että jako Victoria-järven alueen ympärille tapahtui muinaisen metamorfisen kallion pienen ytimen, Tansanian kratoni, joka oli liian vaikeaa halkeaman repeämiseen. Koska rako ei voinut kulkea suoraan tämän alueen läpi, se jakautui sen sijaan johtaen kahteen oksaan, jotka voidaan nähdä tänään.
Kuten Etiopiassa, kuuma paikka näyttää sijaitsevan Kenian keskustan alla, mistä osoittaa siellä oleva kohonnut topografinen kupoli (kuva 1). Tämä on melkein täsmälleen samanlainen kuin Etiopian rifti, ja itse asiassa jotkut geologit ovat ehdottaneet, että Kenian kupoli on sama hotspot tai plume, joka aiheutti alkuperäisen Etiopian riftingin. Mikä tahansa syy on, on selvää, että meillä on kaksi erottelua, jotka on erotettu tarpeeksi perustellakseen niiden eri nimien antamisen, mutta riittävän lähellä viittaamaan, että ne ovat geneettisesti sukulaisia.
Baringo-arpi: Tämä kuva näyttää useita vikaarkoja, jotka ovat asteittain kauempana. Pohjimmiltaan me tarkastelemme useiden horst lohkojen reunoja Grabenista, joka sisältää Baringo-järven. Kuvan tekijänoikeus Alex Guth. Klikkaa suurentaaksesi.
Muut mielenkiintoiset kohteet:
Mitä muuta voimme sanoa Etiopian ja Kenian riffeistä? Aivan paljon; vaikka itäiset ja länsiset haarat kehitettiin samojen prosessien avulla, niillä on hyvin erilaiset luonteet. Itäiselle haaralle on ominaista suurempi vulkaaninen aktiivisuus, kun taas länsimaiselle alueelle on ominaista paljon syvemmät altaat, jotka sisältävät suuria järviä ja paljon sedimenttiä (mukaan lukien Tanganyikan järvet, maailman toiseksi syvin järvi ja Malawi).
Äskettäin Etiopian riftissä on havaittu basalttipurkauksia ja aktiivista rakojen muodostumista, joka antaa meille mahdollisuuden seurata suoraan merialueiden muodostumista maalla. Tämä on yksi syy siihen, miksi Itä-Afrikan rift-järjestelmä on niin mielenkiintoinen tutkijoille. Suurin osa muualla maailmassa esiintyvistä hajoamisista on edennyt siihen pisteeseen, että ne ovat nyt joko veden alla tai täyttyneet sedimenteillä, joten niitä on vaikea tutkia suoraan. Itä-Afrikkalainen riffajärjestelmä on kuitenkin erinomainen kenttälaboratorio tutkia nykyaikaista, aktiivisesti kehittyvää rift-järjestelmää.
Tämä alue on tärkeä myös ihmisen evoluution juurten ymmärtämiseksi. Monia hominidifossiilisia löytöjä esiintyy raon sisällä, ja tällä hetkellä ajatellaan, että rakojen evoluutiolla voi olla ollut olennainen rooli kehityksemme muotoilussa. Raon rakenne ja kehitys ovat saattaneet tehdä Itä-Afrikasta herkempiä ilmastomuutoksille, jotka johtavat moniin vuorotteluihin märkien ja kuivien jaksojen välillä. Tämä ympäristöpaine olisi voinut olla esi-isiemme tarpeeksi muutos kaksisuuntaiseksi ja syventyneemmäksi, kun he yrittivät sopeutua näihin muuttuviin ilmastoihin (katso Geotimes 2008 -artikkeleita: Beth Christensenin ja Mark Maslinin ihmiskunnan keinun rokkaaminen ja ihmisen tektoniset hypoteesit) M. evoluutioRoyhan Gani ja Nahid DS Gani).
Magneettinen oja Njorowan solassa: Tämä otettiin Njorowan rotkalla Hells Gate National Park -puistossa. Rotko oli veistetty vedellä, ja se on melko mahtava monessa suhteessa, mutta täällä meillä on ruma oja, joka leikkaa kanjonin seinämän läpi tohtori Woodin ja yhden mittakaavan oppaidemme kanssa. Kuvan tekijänoikeus Alex Guth. Klikkaa suurentaaksesi.
johtopäätökset:
Itä-afrikkalainen rift-järjestelmä on monimutkainen rift-segmenttien järjestelmä, joka tarjoaa modernin analogin, joka auttaa meitä ymmärtämään, miten maanosat hajoavat. Se on myös loistava esimerkki siitä, kuinka monta luonnollista järjestelmää voi olla kietoutunut toisiinsa - tämä ainutlaatuinen geologinen ympäristö on saattanut muuttaa paikallista ilmastoa, joka on puolestaan saanut aikaan esivanhempiemme kehittämään taitoja, joita tarvitaan kävelemään pystyssä, kehittämään kulttuuria ja pohtimaan kuinka tällainen rako tuli olemaan. Aivan kuten Grand Canyonin kanssa, Itä-Afrikan rift-järjestelmän tulisi olla korkealla kaikissa geologien luettelossa käydyistä geologisista ihmeistä.
Tietoja kirjoittajista:
James Woodilla on väitöskirja Johns Hopkins Universitystä ja hän on tällä hetkellä geologian professori Michiganin teknillisessä yliopistossa Houghtonissa, Michiganissa, missä hän opettaa maapallon historiaa, geokemiaa, etäkarttaa ja johtaa kenttäkurssin joka kevät Itä-Afrikassa. Hänen tärkeimmät tutkimuksen kohteet ovat energian talletukset, pääasiassa kaasua ja öljyä sekä kenttätyöt riftilaaksoissa. Lisätietoja Itä-Afrikan kenttäkurssista löytyy osoitteesta www.geo-kenya.com.
Alex Guth on tällä hetkellä tohtorikoulutettava Michigan Techissä ja tutkii ilmaston vaikutuksia autiomaalakalla paljaisiin virtauksiin ja alluviumiin Itä-Afrikan Riftin laaksossa. Hän avustaa tohtori Woodia geologisen kentän leirillä. Hän tuotti äskettäin geologisen kartan Kenian riftin eteläosasta, joka löytyy osoitteesta www.geo-kenya.com. Hänen verkkosivustoa voi tarkastella osoitteessa pages.mtu.edu/~alguth/.