Obsah
- Část I. Východoafrický trhový systém
- Co je to systém East Africa Rift?
- Jak vznikly tyto Rifts?
- Část II. Východoafrický trh
- Další zajímavá místa:
- Závěry:
- O autorech:
Jezero Bogoria a gejzír - autorská práva na obrázky Alex Guth.
Obrázek 1: Barevný digitální výškový model zobrazující hranice tektonických desek, obrysy výškových výšek demonstrujících tepelné boule a velká jezera východní Afriky. Klikni pro zvětšení. Základním obrázkem je snímek radarové topografie raketoplánu NASA.
Část I. Východoafrický trhový systém
East African Rift System (EARS) je jedním z geologických zázraků světa, místem, kde se tektonické síly Země v současné době pokoušejí vytvořit nové desky rozdělením starých. Zjednodušeně řečeno, trhlinu lze považovat za zlom v zemském povrchu, který se v průběhu času, nebo technicky, rozšiřuje jako podlouhlá pánev ohraničená protichůdnými strmými normálními poruchami.
Geologové stále debatují přesně o tom, jak se děje rifting, ale tento proces je ve východní Africe (Etiopie-Keňa-Uganda-Tanzanie) tak dobře zobrazen, že geologové připojili jméno k nové desce, která má být; Núbijský talíř tvoří většinu Afriky, zatímco menší talíř, který se odtáhne, byl pojmenován Somálský talíř (obrázek 1). Tyto dvě desky se pohybují od sebe a také od arabské desky na sever.
Místo, kde se tyto tři desky setkávají v afarské oblasti Etiopie, tvoří tzv. Trojitý křižovatka. Veškeré rifting ve východní Africe se však neomezuje pouze na africký roh; dále na jih je spousta riftingových aktivit, zasahujících do Keni a Tanzanie a do oblasti Velkých jezer v Africe. Účelem této práce je diskutovat o obecné geologii těchto trhlin a zdůraznit geologické procesy, které se na jejich vzniku podílejí.
Obrázek 2: Rozšiřte názvy segmentů pro východoafrický systém Rift. Menším segmentům je někdy přiděleno vlastní jméno a názvy přiřazené hlavním segmentům trhliny se mění v závislosti na zdroji. Klikni pro zvětšení. Základním obrázkem je snímek radarové topografie raketoplánu NASA.
Co je to systém East Africa Rift?
Nejstarší a nejlépe definovaná trhlina se vyskytuje v afarské oblasti Etiopie a tato trhlina se obvykle označuje jako etiopská trhlina. Dále na jih se vyskytuje řada trhlin, které zahrnují západní větev, „Lake Albert Rift“ nebo „Albertine Rift“, která obsahuje východoafrická velká jezera, a východní větev, která zhruba protíná Keňu na severu na jih mírně západně od Nairobi (obrázek 2).
Tyto dvě větve společně byly označeny jako východoafrický trh (EAR), zatímco části východní větve byly různě označovány jako keňský trh nebo Gregory Rift (po geologovi, který jej poprvé zmapoval na počátku 20. století). Dvě větve EAR jsou často seskupeny s etiopskou trhlinou, aby vytvořily východoafrický trhový systém (EARS).
Celý systém trhliny proto prodlužuje 1000 s kilometrů pouze v Africe a dalších 1000 dalších, pokud zahrneme Rudé moře a Adenský záliv jako rozšíření. Kromě toho existuje několik dobře definovaných, ale rozhodně menších struktur, nazývaných grabeny, které mají trhlinový charakter a jsou geologicky jasně spojeny s hlavními trhlinami. Někteří tito dostali jména odrážet toto takový jako Nyanza trhlina v západní Keni blízko Lake Victoria. To, co by lidé mohli považovat za jediný trhlina někde ve východní Africe, je tedy skutečně řada zřetelných trhlin, které spolu souvisejí a vytvářejí výraznou geologii a topografii východní Afriky.
Obrázek 3: „Učebnice“ horst a graben formace (vlevo) ve srovnání se skutečným lomovým terénem (vpravo nahoře) a topografií (vpravo dole). Všimněte si, jak se šířka zabíraná lichoběžníkovými oblastmi podstupujícími normální vady a tvorbou horních a drapáků zvětšuje shora dolů v levém panelu. Rozestupy jsou považovány za rozšiřující prvky (kontinentální desky se stahují) a tak často zobrazují tento typ struktury.
Klikni pro zvětšení.
Jak vznikly tyto Rifts?
Přesný mechanismus vzniku trhlin je probíhající debatou mezi geology a geofyziky. Jeden populární model pro EARS předpokládá, že zvýšený tok tepla z pláště (přísně astenosféry) způsobuje dvojici tepelných „boulí“ ve střední Keni a na dálku v oblasti severně-centrální Etiopie. Tyto boule lze snadno vidět jako vyvýšené vysočiny na jakékoli topografické mapě oblasti (obrázek 1).
Když se tyto boule tvoří, natahují a lámají vnější křehkou kůru do řady normálních chyb, které vytvářejí klasickou horstovou a drapákovou strukturu trhlin dolin (obrázek 3). Většina současných geologických myšlenek si myslí, že boule jsou iniciovány pláštěmi pláště pod kontinentem, které zahřívají nadložní kůru a způsobují její expanzi a lom.
V ideálním případě se vytvořené dominantní zlomeniny vyskytují ve vzoru sestávajícím ze tří zlomenin nebo zlomových zón vyzařujících z bodu s úhlovou separací 120 stupňů. Bod, ze kterého tyto tři větve vyzařují, se nazývá „trojitá křižovatka“ a je dobře ilustrován v afarské oblasti Etiopie (obrázek 4), kde dvě větve jsou obsazeny Rudým mořem a Adenským zálivem, a třetí větev se trhá. na jih přes Etiopii.
Protahovacímu procesu spojenému se vznikem trhliny často předcházejí obrovské vulkanické erupce, které protékají velkými oblastmi a jsou obvykle zachovány / vystaveny na bocích trhliny. Někteří geologové považují tyto erupce za „povodňové čediče“ - láva je propuknuta podél zlomenin (spíše než u jednotlivých sopek) a během povodně protéká zemí v listech jako voda.
Takové erupce mohou pokrýt obrovské oblasti země a rozvíjet obrovské tloušťky (příklady jsou dekanské pasti Indie a sibiřské pasti). Pokud protahování kůry pokračuje, tvoří „protaženou zónu“ zředěné kůry sestávající ze směsi čedičových a kontinentálních hornin, které nakonec klesnou pod hladinu moře, jak se stalo v Rudém moři a Adenském zálivu. Další protažení vede ke vzniku oceánské kůry a zrození nové mořské pánve.
Obrázek 4: Trojitá křižovatka v afarské oblasti Etiopie. Obrázek ukazuje oblasti natažené a oceánské kůry, jakož i oblasti exponovaných povodňových bazaltů, které předcházely loupení. Oblasti nestínované nebo pokryté povodněmi představují normální kontinentální kůru. Když je kůra roztažena, skončíte ztenčenou kůrou se složitou směsí kontinentálního a vulkanického kamene. Nakonec se kůra ztenčí do bodu, kdy se vynoří bazalty oceánského typu, což je signál, že se vytváří nová oceánská kůra. To lze vidět v Adenském zálivu a malý pramen v Rudém moři. Původní rozsah povodňových čedičů by byl větší, ale velké oblasti byly pohřbeny uvnitř trhlinového údolí dalšími sopečnými erupcemi a sedimenty. Klikni pro zvětšení.
Část II. Východoafrický trh
Pokud popsaný proces riftingu nastane v kontinentálním prostředí, pak máme situaci podobnou situaci, která se nyní vyskytuje v Keni, kde se formuje východoafrický / Gregory Rift. V tomto případě je označován jako „kontinentální rifting“ (ze zřejmých důvodů) a poskytuje pohled na to, co mohlo být raným vývojem etiopské trhliny.
Jak je uvedeno v části I, rozdrobení východní Afriky je komplikováno skutečností, že se vyvinuly dvě větve, jedna na západ, která hostí africká Velká jezera (kde je trhlina naplněna vodou) a druhá téměř paralelní trhlina asi 600 kilometrů k na východ, který téměř protíná Keňu sever-jih před vstupem do Tanzanie, kde se zdá, že vymírá (obrázek 2).
Lake Victoria leží mezi těmito dvěma větvemi. Předpokládá se, že tyto trhliny obvykle následují staré stehy mezi starověkými kontinentálními masami, které se srazily před miliardami let, aby vytvořily africký kraton, a že k rozdělení kolem oblasti Victoria Victoria došlo díky přítomnosti malého jádra starověké metamorfované horniny, Tanzanie craton, to bylo příliš těžké, aby se trhlina protrhla. Protože trhlina nemohla projít přímo touto oblastí, místo toho se kolem ní rozcházela, což vedlo ke dvěma větvím, které lze vidět dnes.
Jak je tomu v případě Etiopie, zdá se, že horká skvrna je umístěna pod centrální Keňou, o čemž svědčí zvýšená topografická kupole (obrázek 1). To je téměř přesně analogické k rozpadu Etiopie a ve skutečnosti někteří geologové navrhli, že keňská kupole je stejný hotspot nebo oblak, který dal vznik počátečnímu etiopskému riftingu. Ať už je příčina jakákoli, je zřejmé, že máme dva rozpory, které jsou dostatečně oddělené, aby jim daly odlišná jména, ale dost blízko, aby naznačovaly, že jsou geneticky příbuzné.
Baringoové šátky: Tento obrázek ukazuje několik závad, které jsou postupně dále. V podstatě se díváme na okraje několika horstových bloků zvenčí, které obsahují jezero Baringo. Autorská práva na obrázky Alex Guth. Klikni pro zvětšení.
Další zajímavá místa:
Co jiného můžeme říci o etiopských a keňských trhlinách? Ve skutečnosti hodně; ačkoli východní a západní větve byly vyvinuty stejnými procesy, mají velmi odlišné charaktery. Východní větev je charakterizována větší sopečnou aktivitou, zatímco západní větev je charakterizována mnohem hlubšími povodími, která obsahují velká jezera a spousty sedimentů (včetně jezer Tanganyika, 2. nejhlubšího jezera na světě a Malawi).
Nedávno byly v etiopské trhlině pozorovány erupce čediče a aktivní štěrbina, která nám umožňuje přímo sledovat počáteční formování oceánských pánví na zemi. To je jeden z důvodů, proč je východoafrický systém Rift pro vědce tak zajímavý. Většina trhlin v jiných částech světa pokročila do té míry, že jsou nyní buď pod vodou nebo byly naplněny sedimenty, a proto je obtížné je přímo studovat. East African Rift System je však vynikající laboratorní laboratoří pro studium moderního, aktivně se rozvíjejícího systému rift.
Tato oblast je také důležitá pro pochopení kořenů lidské evoluce. Mnoho fosilních nálezů hominidů se vyskytuje uvnitř trhliny a v současné době se předpokládá, že vývoj trhlin mohl hrát nedílnou roli při utváření našeho vývoje. Struktura a vývoj trhliny může učinit východní Afriku citlivější na změny klimatu, které vedou k mnoha změnám mezi mokrým a suchým obdobím. Tento tlak na životní prostředí by mohl být hnací silou, aby se naši předkové stali bipedálními a inteligentnějšími, když se pokusili přizpůsobit těmto měnícím se klimatům (viz články Geotimes 2008: Houpání kolébky lidstva Beth Christensen a Mark Maslin a Tektonické hypotézy člověka) Evoluce M.Royhan Gani a Nahid DS Gani).
Igneous hráz v Njorowa Gorge: To bylo provedeno na soutěži Njorowa v národním parku Hells Gate. Soutěska byla vytesána vodou a je v mnoha ohledech docela velkolepá, ale tady máme stěnu kaňonu vyřezávající vyvýšenou hráz, s Dr. Woodem a jedním z našich průvodců pro měřítko. Autorská práva na obrázky Alex Guth. Klikni pro zvětšení.
Závěry:
East African Rift System je komplikovaný systém trhlinových segmentů, které poskytují moderní analog, který nám pomáhá pochopit, jak se světadíly rozpadají. Je to také skvělý příklad toho, kolik přírodních systémů lze vzájemně propojit - toto jedinečné geologické prostředí mohlo změnit místní klima, které mohlo zase vést k tomu, že naši předkové rozvíjeli dovednosti nezbytné k tomu, aby chodili vzpřímeně, rozvíjeli kulturu a přemýšleli, jak takový rozpor přišel být. Stejně jako Grand Canyon, východoafrický systém Rift by měl být vysoko na seznamu geologických zázraků, které byste měli navštívit.
O autorech:
James Wood má titul PhD z Johns Hopkins University a v současné době je profesorem geologie na Michiganské technologické univerzitě v Houghtonu v Michiganu, kde vyučuje dějiny Země, geochemii, vzdálené mapování a každé jaro ve východní Africe vede terénní kurz. Mezi jeho hlavní výzkumné zájmy patří energetická ložiska, zejména plyn a ropa, a práce v terénu v lomových dolinách. Více informací o terénním kurzu ve východní Africe naleznete na www.geo-kenya.com.
Alex Guth je v současné době PhD kandidátem na Michigan Tech a zkoumá vlivy klimatu na pouštní lak na exponované toky a aluvium ve východoafrickém Rift Valley. Pomáhá Dr. Woodovi s polním geologickým táborem. Nedávno vytvořila geologickou mapu jižní poloviny Keni Rift, kterou najdete na www.geo-kenya.com. Její webové stránky si můžete prohlédnout na: sites.mtu.edu/~alguth/.