Afryka pęka od środka. Naukowcy biją na alarm

Słoń na safari/zdjęcie poglądowe Źródło: Shutterstock / bumihills Naukowcy z całego świata od dekad obserwują jedno z najbardziej spektakularnych zjawisk geologicznych współczesnej Ziemi – powolny, lecz nieuchronny rozpad kontynentu afrykańskiego. Proces znany jest od dawna, jednak najnowsze badania ujawniają zupełnie nowy mechanizm odpowiedzialny za jego napędzanie.

Wschodnioafrykański System Ryftowy (EARS) to jedna z najbardziej fascynujących i aktywnych geologicznie struktur na naszej planecie. Ma długość około 3500 kilometrów i rozciąga się od Morza Czerwonego w północno-wschodniej Afryce aż po Mozambik w jej południowej części. Przecina kilka państw, w tym Etiopię, Kenię, Tanzanię i Malawi.

Afryka się rozpada? Tajemnicze procesy mogą stworzyć nowy ocean

Obszar ten nie tylko trzęsie się i zapada, ale jest również miejscem licznych erupcji wulkanicznych, wypiętrzeń i powstawania głębokich dolin. Geolodzy od lat próbują zrozumieć, co stoi za tak intensywną i długotrwałą aktywnością geologiczną.

Dotąd przypuszczano, że przyczyną rozpadu kontynentu jest lokalna aktywność tektoniczna i ciepło wydobywające się z wnętrza Ziemi. Jednak najnowsze badania sugerują, że kluczowy czynnik może być znacznie głębszy i potężniejszy. Jak wykazał zespół naukowców kierowany przez Biyinga Chena z Uniwersytetu w Edynburgu, pod Afryką znajduje się gigantyczny rezerwuar gorących skał – prawdopodobnie superpłaszcz, który od milionów lat naciska na kontynent od spodu.

Superwulkan bez erupcji?

Nowe badanie opublikowane 12 maja w czasopiśmie Geophysical Research Letters rzuca zupełnie nowe światło na procesy zachodzące pod EARS. „Sygnatury głębokiego płaszcza obserwowane w różnych segmentach EARS są niezwykle podobne, co sugeruje, że wszystkie pochodzą ze wspólnego głębokiego źródła” – wyjaśnił Chen. Oznacza to, że cały system ryftów może być zasilany przez jedno rozległe źródło ciepła i magmy pochodzącej z granicy jądra i płaszcza Ziemi.

Wcześniejsze badania wskazywały na obecność tzw. pióropusza płaszcza, czyli pionowego strumienia gorącego materiału unoszącego się z głębin. Jednak nowe odkrycia sugerują, że mamy do czynienia z czymś jeszcze bardziej złożonym i rozległym.

Zamiast wąskiego strumienia – jak ten obserwowany pod Hawajami – pod EARS może znajdować się rozległa masa gorącej materii, która wypiera pierwotny płaszcz, rozszerza się i rozrywa cienką litosferę Afryki.

„Bardziej prawdopodobne jest, że duża masa gorącego materiału wypływającego z głębi Ziemi zastąpiła płaszcz, który pierwotnie znajdował się pod EARS” – mówi Chen. „W miarę wznoszenia się i napotykania stałej, zimniejszej litosfery, rozprzestrzenia się, generując siłę wystarczającą do pęknięcia cienkiej litosfery, co prowadzi do intensywnej aktywności wulkanicznej w regionie”.

Tropem gazów z głębi planety

Przełomowe ustalenia możliwe były dzięki analizie składu chemicznego gazów wydobywających się z pola geotermalnego Meengai w środkowej Kenii. Zespół badaczy użył niezwykle precyzyjnych narzędzi do wykrywania izotopów neonu – pierwiastka szlachetnego, który niemal nie reaguje chemicznie z innymi substancjami i może służyć jako swoisty znacznik geologiczny.

Odkryta sygnatura izotopowa była zdumiewająco podobna do tej znanej z Hawajów – regionu, który również uchodzi za miejsce, gdzie gorące skały wznoszą się bezpośrednio z granicy jądra i płaszcza.

„Byliśmy bardzo podekscytowani, widząc wstępne dane izotopowe Ne pokazujące pierwotną sygnaturę głębokiego płaszcza” – przyznał Chen. „Ale sygnatura głębokiego płaszcza jest niewielka i musieliśmy ciężko pracować, aby ją rozdzielić – prawdę mówiąc, nie było momentu Eureka, często kwestionowaliśmy wynik i spędziliśmy wiele godzin na sprawdzaniu i ponownym sprawdzaniu danych”.

Dalsza analiza wykazała, że podobna sygnatura izotopowa występuje również w innych częściach EARS – od skał wulkanicznych w rejonie Morza Czerwonego na północy po południowe Malawi. To sugeruje, że cały system opiera się na jednej, wspólnej strukturze głębokiego płaszcza, która sięga nawet 2900 kilometrów w głąb Ziemi – do samej granicy jądra.

Miliony lat erupcji i rozpad kontynentu

Zjawisko rozpadu kontynentów to proces znany geologii od dawna. Jednak przypadek Afryki jest o tyle niezwykły, że zachodzi w sposób wyjątkowo spektakularny – z dużą aktywnością sejsmiczną, erupcjami i deformacjami terenu. Litosfera, czyli zewnętrzna skalna powłoka Ziemi, składająca się ze skorupy i górnego płaszcza, pęka i rozchodzi się tu już od około 35 milionów lat. W wyniku tego powstała sieć dolin ryftowych, które z czasem mogą przekształcić się w nowy ocean, dzieląc Afrykę na dwie oddzielne płyty tektoniczne.

Nowe badania dostarczają najpełniejszego jak dotąd obrazu tego, co może stać za tym rozłamem – i po raz pierwszy wskazują bezpośrednie, geochemiczne dowody na istnienie superpłaszczowego „superwulkanu”, którego aktywność nie przejawia się pojedynczą eksplozją, lecz długotrwałym i rozległym procesem deformacji całego kontynentu.

Globalne znaczenie lokalnego pęknięcia

Odkrycie ma nie tylko znaczenie regionalne, ale również globalne. Pochodzenie pióropuszy płaszcza, ich wpływ na geodynamikę płyt tektonicznych oraz procesy wulkaniczne są kluczowe dla zrozumienia długoterminowej ewolucji Ziemi.

Jeśli superpłaszcz pod Afryką rzeczywiście pochodzi z granicy jądro–płaszcz, jak sugerują dane, może to oznaczać, że głębokie procesy we wnętrzu naszej planety odgrywają znacznie większą rolę w kształtowaniu powierzchni niż dotąd przypuszczano.

To również otwiera nowe możliwości badawcze – zarówno dla geologów, jak i klimatologów, sejsmologów czy specjalistów od surowców naturalnych. Systemy ryftowe są często miejscem intensywnego wydobycia minerałów i energii geotermalnej. Zrozumienie ich genezy i mechanizmów może zatem wpłynąć także na rozwój nowych technologii i strategii energetycznych.