Saturs
- I daļa. Austrumāfrikas plaisu sistēma
- Kāda ir Austrumāfrikas plaisu sistēma?
- Kā šīs plaisas izveidojās?
- II daļa. Austrumāfrikas plaisa
- Citas interesantas vietas:
- Secinājumi:
- Par autoriem:
Bogorijas ezers un geizers - attēla autortiesības Alekss Guts.
1. attēls: Krāsains digitālais pacēluma modelis, kas parāda tektonisko plākšņu robežas, pacēluma augstuma kontūras, kas parāda termiskās izliekumus un Austrumāfrikas lielos ezerus. Noklikšķiniet, lai palielinātu. Pamatkarte ir NASA kosmosa pārvadājumu radara topogrāfijas attēls.
I daļa. Austrumāfrikas plaisu sistēma
Austrumāfrikas plaisu sistēma (EARS) ir viena no pasaules ģeoloģiskajiem brīnumiem, vieta, kur Zemes tektoniskie spēki šobrīd mēģina radīt jaunas plāksnes, sadalot vecās. Vienkārši izsakoties, plaisu var uzskatīt par zemes virsmas lūzumu, kas laika gaitā paplašinās, vai, tehniskā ziņā - par iegarenu baseinu, ko ierobežo pretstatā krasi iegremdēti normāli bojājumi.
Ģeologi joprojām diskutē par to, kā notiek rifting, taču process ir tik labi parādīts Austrumāfrikā (Etiopija-Kenija-Uganda-Tanzānija), ka ģeologi jaunajam plānotajam plāksnītim ir pievienojuši vārdu; Nūbijas plāksne veido lielāko daļu Āfrikas, savukārt mazākā plāksne, kas attālinās, ir nosaukta par Somālijas plāksni (1. attēls). Šīs divas plāksnes virzās prom viena no otras un arī prom no Arābijas plāksnes ziemeļu virzienā.
Punkts, kur šīs trīs plāksnes satiekas Etiopijas tālākajā reģionā, veido tā saukto trīskāršo krustojumu. Tomēr viss rifting Austrumāfrikā neaprobežojas tikai ar Āfrikas ragu; arī uz dienvidiem notiek daudz ritošo darbību, kas iet Kenijā un Tanzānijā un Āfrikas Lielo ezeru reģionā. Šī darba mērķis ir apspriest šo plaisu vispārējo ģeoloģiju un izcelt to veidošanā iesaistītos ģeoloģiskos procesus.
2. attēls: Austrumāfrikas Rift sistēmas plavu segmentu nosaukumi. Mazākiem segmentiem dažreiz tiek doti savi nosaukumi, un galvenajiem plaisas segmentiem nosaukumi mainās atkarībā no avota. Noklikšķiniet, lai palielinātu. Pamatkarte ir NASA kosmosa pārvadājumu radara topogrāfijas attēls.
Kāda ir Austrumāfrikas plaisu sistēma?
Vecākais un vislabāk definētais plaisa notiek Etiopijas attālajā reģionā, un šo plaisu parasti sauc par Etiopijas plaisu. Tālāk uz dienvidiem notiek plaisu virkne, kas ietver rietumu atzarojumu, "Alberta ezera riftu" vai "Albertīna riftu", kas satur Austrumāfrikas lielos ezerus, un austrumu atzaru, kas aptuveni šķērso Keniju no ziemeļiem uz dienvidiem uz līnijas nedaudz uz rietumiem no Nairobi (2. attēls).
Šīs abas filiāles kopā tiek sauktas par Austrumāfrikas plaisu (EAR), savukārt Austrumu filiāles daļas dažādi tiek sauktas par Kenijas plaisu vai Gregorija plavu (pēc ģeologa, kura to pirmo reizi kartēja 1900. gadu sākumā). Abas EAR filiāles bieži tiek grupētas ar Etiopijas plaisu, veidojot Austrumāfrikas plaisu sistēmu (EARS).
Tāpēc pilnā atstarpes sistēma sniedzas tikai 1000 kilometru attālumā tikai Āfrikā un vēl 1000 papildu, ja kā pagarinājumus iekļaujam Sarkano jūru un Adenas līci. Turklāt ir vairākas precīzi noteiktas, bet noteikti mazākas struktūras, ko sauc par grabeniem, kurām ir plaisām līdzīgs raksturs un kuras ģeoloģiski ir skaidri saistītas ar galvenajām plaisām. Dažiem no tiem ir doti nosaukumi, kas to atspoguļo, piemēram, Nyanza Rift Kenijas rietumos pie Viktorijas ezera. Tādējādi tas, ko cilvēki varētu uzskatīt par vienu plaisu kaut kur Austrumāfrikā, patiešām ir atšķirīgu plaisu baseinu virkne, kas visi ir saistīti un rada Austrumāfrikas atšķirīgo ģeoloģiju un topogrāfiju.
3. attēls: "Mācību grāmatas" horst un graben veidošanās (pa kreisi), salīdzinot ar reālo reljefa reljefu (augšējā labajā pusē) un topogrāfiju (apakšējā labajā pusē). Ievērojiet, kā kreisajā panelī no augšas uz leju palielinās platums, kuru aizņem trapecveida laukumi, kuros notiek normāla kļūme, kā arī krokas un grabena veidošanās. Plaisas tiek uzskatītas par papildu pazīmēm (kontinentālās plāksnes atdalās), un tāpēc tām bieži ir šāda veida struktūra.
Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Kā šīs plaisas izveidojās?
Precīzs plaisas veidošanās mehānisms ir pastāvīgas debates starp ģeologiem un ģeofiziķiem. Viens populārs EARS modelis pieņem, ka paaugstināta siltuma plūsma no mantijas (stingri asthenosfēra) rada pāris termisko "izspiešanos" Kenijas centrā un Etiopijas ziemeļcentrāles Afāru reģionā. Šīs izliekumus var viegli uzskatīt par paaugstinātām augstienēm jebkurā apgabala topogrāfiskajā kartē (1. attēls).
Kad šie izciļņi veidojas, tie izstiepj un sašķeļ ārējo trauslo garoza normālu kļūdu virknē, veidojot klasisko ieplaku ieleju uzkares un grabena struktūru (3. attēls). Pašreizējā ģeoloģiskā domāšana liecina, ka izspiešanos ierosina mantijas plūmes zem kontinenta, apsildot virsējo garoza un izraisot tās paplašināšanos un lūzumu.
Ideālā gadījumā dominējošie lūzumi rodas modelī, kas sastāv no trim lūzumiem vai lūzumu zonām, kas izstaro no punkta ar leņķa atstatumu 120 grādi. Punktu, no kura izstaro trīs filiāles, sauc par "trīskāršu krustojumu", un tas ir labi ilustrēts Etiopijas tālākajā reģionā (4. attēls), kur divas filiāles aizņem Sarkanā jūra un Adenas līcis, bet trešā atzara filiāle iet uz priekšu uz dienvidiem caur Etiopiju.
Izstiepšanās procesam, kas saistīts ar plaisas veidošanos, bieži vien notiek milzīgi vulkānu izvirdumi, kas plūst lielos apgabalos un parasti tiek saglabāti / pakļauti plaisas sānu malām. Šos izvirdumus daži ģeologi uzskata par "plūdu bastaltiem" - lava tiek izcelta lūzumu laikā (nevis pie atsevišķiem vulkāniem) un plūdu laikā tā plūst pa zemi loksnēs kā ūdens.
Šādi izvirdumi var aptvert masīvas zemes platības un radīt milzīgu biezumu (piemēri ir Indijas Dekāna slazdi un Sibīrijas slazdi). Ja garoza izstiepjas, tā veido plānas garozas "izstieptu zonu", kas sastāv no bazaltisko un kontinentālo iežu sajaukuma, kas galu galā nokrītas zem jūras līmeņa, kā tas ir noticis Sarkanajā jūrā un Adenas līcī. Turpmāka stiepšanās noved pie okeāna garozas veidošanās un jauna okeāna baseina dzimšanas.
4. attēls: Trīskāršais krustojums Etiopijas tālākajā reģionā. Attēlā parādīti izstieptas un okeāna garozas apgabali, kā arī pakļauto plūdu bazālo daļu apgabali, kas notika pirms riftēšanas. Apgabali, kas nav apēnoti vai pārklāti ar plūdu bazāliem, ir normāla kontinenta garoza. Kad garoza tiek atdalīta, jūs galu galā iegūstat garoza ar sarežģītu kontinentālo un vulkānisko iežu maisījumu. Galu galā garoza saplūst līdz vietai, kur tiek izlaisti okeāna tipa baseini, kas ir signāls, ka veidojas jauna okeāna garoza. To var redzēt Adenas līcī, kā arī nelielu šķembu Sarkanā jūrā. Sākotnējais plūdu bastaltu apjoms būtu bijis lielāks, bet plašas ielejas lielās platības ir aprakušas citi vulkānu izvirdumi un nogulumi. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
II daļa. Austrumāfrikas plaisa
Ja aprakstītais vilkšanas process notiek kontinentālā vidē, tad mums ir līdzīga situācija kā tagad Kenijā, kur veidojas Austrumāfrikas / Gregorija rifts. Šajā gadījumā to sauc par “kontinentālo riftingu” (acīmredzamu iemeslu dēļ) un sniedz ieskatu par to, kas varētu būt Etiopijas Rifta agrīnā attīstība.
Kā minēts I daļā, Austrumāfrikas riftingu sarežģī fakts, ka ir izveidojušies divi atzari, viens uz rietumiem, kas atrodas Āfrikas Lielajos ezeros (kur grunts piepildīts ar ūdeni), un otrs gandrīz paralēls spraugs apmēram 600 kilometru attālumā no uz austrumiem, kas gandrīz sadala Keniju no ziemeļiem uz dienvidiem, pirms nonāk Tanzānijā, kur šķiet, ka tā izmirst (2. attēls).
Viktorijas ezers atrodas starp šiem diviem zariem. Tiek uzskatīts, ka šie šķelšanās parasti notiek pēc vecām šuvēm starp senām kontinentālajām masām, kas pirms miljardiem gadu sadūrās, lai veidotu Āfrikas kratonu, un ka sadalīšanās ap Viktorijas ezera reģionu notika tāpēc, ka tajā atradās neliela senās metamorfās klints serde - Tanzānijas kratons, tas bija pārāk grūti, lai plaisa varētu izlauzties cauri. Tā kā plaisa nevarēja iziet tieši pa šo apgabalu, tā vietā ap to novirzījās, novedot pie abiem zariem, kas mūsdienās ir redzami.
Kā tas ir Etiopijā, karstais punkts, šķiet, atrodas zem Kenijas centrālās daļas, par ko liecina tur esošais paaugstinātais topogrāfiskais kupols (1. attēls). Tas ir gandrīz precīzi analogs plaisa Etiopijai, un patiesībā daži ģeologi ir ierosinājuši, ka Kenijas kupols ir tas pats karstais punkts vai plūme, kas izraisīja sākotnējo Etiopijas riftingu. Neatkarīgi no cēloņa, ir skaidrs, ka mums ir divas plaisas, kas ir pietiekami atdalītas, lai attaisnotu dažādu nosaukumu piešķiršanu, bet pietiekami tuvu, lai liekas, ka tās ir ģenētiski saistītas.
Baringo šalles: Šajā attēlā redzami vairāki bojājumu plankumi, kas atrodas arvien tālāk. Būtībā mēs skatāmies uz vairākiem horst blokiem no grabena, kas satur Baringo ezeru. Attēlu autortiesības Alex Guth. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Citas interesantas vietas:
Ko vēl mēs varam teikt par Etiopijas un Kenijas plaisām? Patiesībā diezgan daudz; kaut arī austrumu un rietumu filiāles attīstīja vienādi procesi, tām ir ļoti atšķirīgas rakstzīmes. Austrumu filiālei raksturīga lielāka vulkāniskā aktivitāte, savukārt rietumu filiālei raksturīgi daudz dziļāki baseini, kas satur lielus ezerus un daudz nogulumu (ieskaitot Tanganikikas ezerus, kas ir otrs dziļākais ezers pasaulē, un Malāviju).
Nesen Etiopijas plaisā ir novēroti bazalta izvirdumi un aktīva plaisu veidošanās, kas ļauj mums tieši novērot sākotnējo okeāna baseinu veidošanos uz sauszemes. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc Austrumāfrikas Rift sistēma ir tik interesanta zinātniekiem. Lielākā daļa plaisu citās pasaules daļās ir progresējušas līdz tādam līmenim, ka tagad tās atrodas vai nu zem ūdens, vai arī ir piepildītas ar nogulumiem, un tāpēc tās ir grūti tieši izpētīt. Austrumāfrikas plaisu sistēma tomēr ir lieliska lauka laboratorija, lai pētītu mūsdienīgu, aktīvi attīstītu plaisu sistēmu.
Šis reģions ir svarīgs arī cilvēka evolūcijas sakņu izpratnei. Daudzi hominīdu fosilie atradumi rodas plaisas laikā, un pašlaik tiek uzskatīts, ka plaisu evolūcijai varētu būt bijusi būtiska loma mūsu attīstības veidošanā. Plaisas uzbūve un attīstība, iespējams, padarīja Austrumāfriku jutīgāku pret klimata izmaiņām, kas izraisa daudzas pārmaiņas starp mitro un sauso periodu. Šis vides spiediens varēja būt stimuls, kas vajadzīgs mūsu senčiem, lai tie kļūtu divpusēji un prātīgāki, mēģinot pielāgoties šiem mainīgajiem klimatiskajiem apstākļiem (sk. Geotimes 2008 rakstus: Beth Christensen un Marks Maslins cilvēces šūpuļa šūpošana un Cilvēka tektoniskās hipotēzes). M. evolūcijaRoyhan Gani un Nahid DS Gani).
Lielisks aizsprosts Njorowa aizā: Tas tika uzņemts Njorowa aizā Hells Gate nacionālajā parkā. Aizu cirsts ūdens, un daudzējādā ziņā tas ir diezgan iespaidīgs, taču šeit ir drūms grāvja griezums pa kanjona sienu, kurā piedalījās doktors Vuds un viens no mūsu mēroga ceļvežiem. Attēlu autortiesības Alex Guth. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Secinājumi:
Austrumāfrikas plaisu sistēma ir sarežģīta plaisu segmentu sistēma, kas nodrošina mūsdienīgu analogu, lai palīdzētu mums saprast, kā kontinenti sadalās. Tas ir arī lielisks piemērs tam, cik daudz dabisko sistēmu var būt savstarpēji saistītas - šis unikālais ģeoloģiskais apstāklis, iespējams, ir mainījis vietējo klimatu, kas, iespējams, lika mūsu senčiem attīstīt prasmes, kas vajadzīgas, lai staigātu taisni, attīstītu kultūru un apdomātu, kā šāda plaisa sanāca. Gluži tāpat kā Lielajā kanjonā, Austrumāfrikas plaisu sistēmai vajadzētu būt augstākajai atrašanās vietai visu apmeklējamo ģeoloģisko brīnumu ģeologu sarakstā.
Par autoriem:
Džeimss Vuds ir ieguvis doktora grādu Džona Hopkinsa universitātē un šobrīd ir ģeoloģijas profesors Mičiganas Tehnoloģiskajā universitātē Houghtonā, Mičiganā, kur māca Zemes vēsturi, ģeoķīmiju, tālvadības kartēšanu un katru pavasari vada lauka kursu Austrumāfrikā. Viņa galvenās pētniecības intereses ir enerģijas atradnes, galvenokārt gāze un nafta, kā arī lauka darbu veikšana plaisu ielejās. Plašāku informāciju par Austrumāfrikas lauka kursu var atrast vietnē www.geo-kenya.com.
Alex Guth šobrīd ir Michigan Tech doktorants un pēta klimata ietekmi uz tuksneša lakām uz pakļautajām plūsmām un aluvium Austrumāfrikas Rifta ielejā. Viņa palīdz doktoram Vudā rīkoties ar ģeoloģijas lauka nometni. Nesen viņa izstrādāja Kenijas Rifta dienvidu puses ģeoloģisko karti, kas atrodama vietnē www.geo-kenya.com. Viņas vietni var apskatīt: pages.mtu.edu/~alguth/.