Slideshow Image 1 Slideshow Image 2 Slideshow Image 3


Великая рифтовая долина Восточной Африки

 
Часть I. Восточно-Африканская рифтовая система

Восточно-Африканская рифтовая система - это одно из геологических чудес света, место, где тектонические силы Земли в настоящее время пытаются создать новые плиты, раскалывая старые. Проще говоря, рифт можно представить как трещину в земной поверхности, которая со временем расширяется, или, более технически, как вытянутый бассейн, ограниченный противоположными круто наклоненными нормальными разломами.

Геологи все еще спорят о том, как именно происходит рифтинг, но этот процесс настолько хорошо виден в Восточной Африке (Эфиопия - Кения - Уганда - Танзания), что геологи дали название новой будущей плите; Нубийская плита составляет большую часть Африки, а меньшая плита, которая отходит, была названа Сомалийской плитой (рис. 1). Эти две плиты удаляются друг от друга, а также от Аравийской плиты на севере.

Точка, где эти три плиты встречаются в районе Афар в Эфиопии, образует так называемый тройной стык. Однако все разломы в Восточной Африке не ограничиваются Африканским Рогом, они происходят и южнее, в Кении и Танзании, а также в районе Великих озер Африки. Цель данной статьи - обсудить общую геологию этих рифтов и выделить геологические процессы, вовлеченные в их формирование.

Рисунок 1: Цветная цифровая модель рельефа, показывающая границы тектонических плит, контуры высот, демонстрирующие термальные выпуклости и крупные озера Восточной Африки.

Что такое Восточно-Африканская рифтовая система?

Самый старый и наиболее четко выраженный разлом находится в регионе Афар в Эфиопии, и этот разлом обычно называют Эфиопским разломом. Далее к югу проходит серия разломов, включающая западную ветвь, "разлом озера Альберт" или "разлом Альбертина", который содержит Восточно-Африканские Великие озера, и восточную ветвь, которая пересекает Кению с севера на юг по линии немного западнее Найроби (рис. 2).

Эти две ветви вместе были названы Восточно-Африканским разломом (ВАР), а части Восточной ветви были названы Кенийским разломом или разломом Грегори (по имени геолога, который впервые нанес его на карту в начале 1900-х годов). Две ветви EAR часто объединяют с Эфиопским рифтом, чтобы сформировать Восточно-Африканскую рифтовую систему (EARS).

Таким образом, полная рифтовая система простирается на 1000 километров только в Африке и еще на несколько тысяч, если включить в нее Красное море и Аденский залив. Кроме того, существует несколько четко определенных, но определенно меньших структур, называемых грабенами, которые имеют рифтоподобный характер и четко связаны геологически с основными рифтами. Некоторым из них были даны названия, отражающие это, например, разлом Ньянза в Западной Кении вблизи озера Виктория. Таким образом, то, что люди могут принять за единый рифт где-то в Восточной Африке, на самом деле является серией отдельных рифтовых бассейнов, которые связаны между собой и создают характерную геологию и топографию Восточной Африки.

Рисунок 2: Названия рифтовых сегментов Восточно-Африканской рифтовой системы. Более мелким сегментам иногда даются собственные названия, а названия, данные основным рифтовым сегментам, меняются в зависимости от источника.

Как образовались эти рифты?

Точный механизм образования рифтов является предметом постоянных дебатов среди геологов и геофизиков. Одна из популярных моделей EARS предполагает, что повышенный тепловой поток из мантии (строго говоря, астеносферы) вызывает пару тепловых "выпуклостей" в центральной Кении и регионе Афар в северо-центральной части Эфиопии. Эти выпуклости можно легко увидеть как возвышенности на любой топографической карте региона (Рисунок 1).

По мере формирования этих выпуклостей, они растягивают и разрывают внешнюю хрупкую кору на ряд нормальных разломов, формируя классическую структуру горстов и грабенов рифтовых долин (Рисунок 3). Согласно большинству современных геологических представлений, образование выпуклостей инициируется мантийными плюмами под континентом, которые нагревают вышележащую кору и вызывают ее расширение и разломы.

В идеале доминирующие разломы возникают по схеме, состоящей из трех разломов или зон разломов, исходящих из одной точки с угловым разделением в 120 градусов. Точка, из которой исходят три ветви, называется "тройным узлом" и хорошо иллюстрируется в регионе Афар в Эфиопии (рис. 4), где две ветви заняты Красным морем и Аденским заливом, а третья ветвь рифта проходит на юг через Эфиопию.

Процессу растяжения, связанному с образованием рифта, часто предшествуют огромные вулканические извержения, которые происходят на больших территориях и обычно сохраняются/обнажаются на флангах рифта. Эти извержения рассматриваются некоторыми геологами как "базальты потопа" - лава извергается вдоль разломов (а не на отдельных вулканах) и стекает по земле листами, как вода во время наводнения.

Такие извержения могут покрывать огромные участки суши и развивать огромную толщину (примеры - Деканские траппы в Индии и Сибирские траппы). Если растяжение коры продолжается, то образуется "растянутая зона" истонченной коры, состоящей из смеси базальтовых и континентальных пород, которая в конечном итоге опускается ниже уровня моря, как это произошло в Красном море и Аденском заливе. Дальнейшее растяжение приводит к образованию океанической коры и рождению нового океанического бассейна.

Рисунок 3: "Учебник" образования горстов и грабенов (слева) в сравнении с реальным рельефом рифта (вверху справа) и топографией (внизу справа). Обратите внимание, как ширина, занимаемая трапециевидными областями, подвергшимися нормальному разлому и образованию горстов и грабенов, увеличивается сверху вниз на левой панели. Рифты считаются экстенсивными образованиями (континентальные плиты раздвигаются) и поэтому часто демонстрируют такой тип структуры.

Часть II. Восточно-Африканский разлом

Если описанный процесс рифтинга происходит в континентальной среде, то мы имеем ситуацию, подобную той, что сейчас происходит в Кении, где формируется Восточно-Африканский рифт/Рифт Грегори. В данном случае это называется "континентальным рифтингом" (по очевидным причинам) и дает возможность взглянуть на то, что могло быть ранним развитием Эфиопского рифта.

Как упоминалось в первой части, рифтинг Восточной Африки осложняется тем, что развились две ветви: одна на западе, где расположены африканские Великие озера (где рифт заполнился водой), и другая, почти параллельная, примерно в 600 км к востоку, которая почти рассекает Кению с севера на юг, прежде чем войти в Танзанию, где она, похоже, затухает (рис. 2).

Озеро Виктория расположено между этими двумя ветвями. Считается, что эти разломы в целом следуют по старым швам между древними континентальными массами, которые столкнулись миллиарды лет назад, образовав Африканский кратон, и что раскол вокруг озера Виктория произошел из-за наличия небольшого ядра древней метаморфической породы, кратона Танзании, которое было слишком твердым для разлома. Поскольку рифт не мог пройти прямо через эту область, он вместо этого разошелся вокруг нее, что привело к образованию двух ветвей, которые можно наблюдать сегодня.

Как и в случае с Эфиопией, горячая точка, похоже, находится под центральной Кенией, о чем свидетельствует возвышенный топографический купол (рис. 1). Это почти точный аналог разлома Эфиопии, и на самом деле, некоторые геологи предполагают, что купол Кении - это та же горячая точка или плюм, который привел к первоначальному разлому Эфиопии. Какова бы ни была причина, очевидно, что мы имеем два рифта, которые достаточно удалены друг от друга, чтобы дать им разные названия, но достаточно близки, чтобы предположить их генетическое родство.

Рисунок 4: Тройной переход в регионе Афар в Эфиопии. Изображение показывает участки растянутой и океанической коры, а также участки обнаженных базальтов потопа, которые предшествовали рифтингу. Области, не затененные или покрытые базальтами наводнений, представляют собой нормальную континентальную кору. По мере раздвижения коры образуется истонченная кора со сложной смесью континентальных и вулканических пород. В конце концов кора истончается до такой степени, что происходит извержение базальтов океанического типа, что является сигналом о формировании новой океанической коры. Это можно наблюдать в Аденском заливе, а также на небольшом участке Красного моря. Первоначальный объем базальтов потопа был бы больше, но большие площади были погребены в пределах рифтовой долины другими вулканическими извержениями и отложениями.

Другие интересные моменты:

Что еще мы можем сказать об Эфиопском и Кенийском разломах? Довольно много; несмотря на то, что Восточная и Западная ветви были сформированы одними и теми же процессами, они имеют совершенно разные характеры. Восточная ветвь характеризуется большей вулканической активностью, в то время как Западная ветвь характеризуется гораздо более глубокими бассейнами, содержащими большие озера и много осадочных пород (включая озера Танганьика, второе по глубине озеро в мире, и Малави).

Недавно в Эфиопском рифте наблюдались извержения базальта и активное образование расщелин, что позволяет нам непосредственно наблюдать начальное формирование океанических бассейнов на суше. Это одна из причин, почему Восточно-Африканская рифтовая система так интересна для ученых. Большинство рифтов в других частях света развились до такой степени, что сейчас они либо находятся под водой, либо заполнены отложениями, и поэтому их трудно изучать напрямую. Однако Восточно-Африканская рифтовая система представляет собой отличную полевую лабораторию для изучения современной, активно развивающейся рифтовой системы.

Этот регион также важен для понимания истоков эволюции человека. Многие ископаемые гоминиды найдены в пределах рифта, и в настоящее время считается, что эволюция рифта могла сыграть важную роль в формировании нашего развития. Структура и эволюция рифта могли сделать Восточную Африку более чувствительной к изменениям климата, что привело к многочисленным чередованиям влажных и засушливых периодов. Это давление окружающей среды могло послужить толчком к тому, что наши предки стали двуногими и более умными, пытаясь приспособиться к меняющемуся климату (см. статьи Geotimes 2008: "Раскачивая колыбель человечества" Бет Кристенсен и Марка Маслина и "Тектонические гипотезы эволюции человека" М. Ройхана Гани и Нахид ДС Гани).

Разломы Баринго: На этом снимке показано несколько разломов, которые постепенно отдаляются друг от друга. По сути, мы смотрим на края нескольких горстовых блоков внутри грабена, в котором находится озеро Баринго. Авторские права на изображение принадлежат Алексу Гуту.

Выводы:

Восточно-Африканская рифтовая система - это сложная система рифтовых сегментов, которая представляет собой современный аналог, помогающий нам понять, как раскалываются континенты. Это также отличный пример того, как многие природные системы могут быть взаимосвязаны - эта уникальная геологическая среда могла изменить местный климат, что, в свою очередь, могло привести к развитию у наших предков навыков, необходимых для вертикальной ходьбы, развитию культуры и размышлениям о том, как появился такой разлом. Как и Большой Каньон, Восточно-Африканская рифтовая система должна быть в списке геологических чудес, которые должен посетить любой геолог.
Категория: Разное | Просмотров: 65 | Система Orphus Если вы нашли ошибку, выделите текст и нажмите CTRL+Enter