Innhold
- Del I. Det østafrikanske riftsystemet
- Hva er Øst-Afrika Rift System?
- Hvordan skjedde disse riftene?
- Del II. Den østafrikanske riften
- Andre interessante steder:
- konklusjoner:
- Om forfatterne:
Bogoriasjøen og geysir - Copyright copyright Guth.
Figur 1: Farget digital høydemodell som viser tektoniske tallerkengrenser, konturer av høydehøydene som demonstrerer de termiske utbuktningene og de store innsjøene i Øst-Afrika. Klikk for å forstørre. Basekartet er et romtopografi-topografibilde av NASA.
Del I. Det østafrikanske riftsystemet
Det østafrikanske riftsystemet (EARS) er et av de geologiske underverkene i verden, et sted der jordens tektoniske krefter for tiden prøver å lage nye plater ved å dele fra hverandre gamle. Enkelt sagt kan en rift tenkes som et brudd i jordoverflaten som utvides over tid, eller mer teknisk, som et langstrakt basseng avgrenset av motsatt bratt dyppende normale feil.
Geologer diskuterer fortsatt nøyaktig hvordan rifting skjer, men prosessen vises så godt i Øst-Afrika (Etiopia-Kenya-Uganda-Tanzania) at geologer har knyttet et navn til den nye platen som skal være; den nubiske platen utgjør det meste av Afrika, mens den mindre platen som trekker seg, har fått navnet den somaliske platen (figur 1). Disse to platene beveger seg vekk fra hverandre og også vekk fra den arabiske platen mot nord.
Punktet der disse tre platene møtes i Afar-regionen i Etiopia, danner det som kalles et trippelkryss. Imidlertid er all rifting i Øst-Afrika ikke begrenset til Afrikas Horn; det er mye riftende aktivitet lenger sør også, og strekker seg inn i Kenya og Tanzania og Great Lakes-regionen i Afrika. Hensikten med denne artikkelen er å diskutere den generelle geologien til disse riftene og å fremheve de geologiske prosessene som er involvert i dannelsen av dem.
Figur 2: Rift-segmentnavn for det østafrikanske riftsystemet. Mindre segmenter får noen ganger egne navn, og navnene som er gitt til de viktigste rift-segmentene endres avhengig av kilden. Klikk for å forstørre. Basekartet er et romtopografi-topografibilde av NASA.
Hva er Øst-Afrika Rift System?
Den eldste og best definerte rift forekommer i Afar-regionen i Etiopia, og denne riftet blir vanligvis referert til som den etiopiske rift. Videre mot sør forekommer en rekke rift som inkluderer en vestlig gren, "Lake Albert Rift" eller "Albertine Rift" som inneholder de østafrikanske store innsjøene, og en østlig gren som omtrent halverer Kenya nord-til-sør på en linje litt vest for Nairobi (figur 2).
Disse to grenene har sammen blitt betegnet som den østafrikanske rift (EAR), mens deler av den østlige grenen har blitt kalt Kenya Rift eller Gregory Rift (etter geologen som først kartla den på begynnelsen av 1900-tallet). De to EAR-grenene er ofte gruppert med Ethiopian Rift for å danne Øst-Afrika Rift System (EARS).
Det komplette riftesystemet strekker seg derfor 1000 kilometer med bare Afrika og flere 1000 flere hvis vi inkluderer Rødehavet og Adenbukten som utvidelser. I tillegg er det flere veldefinerte, men definitivt mindre strukturer, kalt grabber, som har spaltlignende karakter og er tydelig geologisk assosiert med de store riftene. Noen av disse har fått navn som gjenspeiler dette, for eksempel Nyanza Rift i Vest-Kenya nær Victoriasjøen. Dermed er det folk kan anta for å være en enkelt rift et sted i Øst-Afrika virkelig en serie av distinkte riftbassenger som alle er relatert og produserer den særegne geologien og topografien i Øst-Afrika.
Figur 3: "Tekstbok" horst og graben formasjon (til venstre) sammenlignet med faktisk riftterreng (øverst til høyre) og topografi (nederst til høyre). Legg merke til hvordan bredden tatt opp av de trapesformede områdene som gjennomgår normal feil og horst- og grabenformasjon øker fra topp til bunn i venstre panel. Rift anses som ekstensjonelle trekk (kontinentale plater trekkes fra hverandre) og viser ofte denne typen struktur.
Klikk for å forstørre.
Hvordan skjedde disse riftene?
Den nøyaktige mekanismen for rasdannelse er en pågående debatt blant geologer og geofysikere. En populær modell for EARS antar at forhøyet varmestrøm fra mantelen (strengt asthenosfæren) forårsaker et par termiske "buler" i Kenya og Afar-regionen i det nord-sentrale Etiopia. Disse utbuktningene kan lett sees som forhøyede høylandet på et hvilket som helst topografisk kart over området (figur 1).
Når disse buler dannes, strekker de og sprekker den ytre sprø skorpen til en serie med normale feil som danner den klassiske horst- og graben-strukturen til bratte daler (figur 3). De fleste aktuelle geologiske tanker mener at utbulinger initieres av mantelrøyser under kontinentet som oppvarmer den overliggende skorpen og får den til å utvide seg og sprekke.
Helst oppstår de dominerende bruddene som opprettes i et mønster bestående av tre brudd eller bruddsoner som stråler fra et punkt med en vinkelseparasjon på 120 grader. Punktet som de tre grenene stråler fra kalles et "trippelkryss" og er godt illustrert i Afar-regionen i Etiopia (figur 4), der to grener er okkupert av Rødehavet og Adenbukten, og den tredje riftgrenen løper mot sør gjennom Etiopia.
Strekkprosessen assosiert med riftdannelse er ofte innledet av enorme vulkanutbrudd som renner over store områder og vanligvis blir bevart / eksponert på rasens flanker. Disse utbruddene er av noen geologer ansett for å være "flombasalter" - lavaen brytes ut langs brudd (snarere enn ved individuelle vulkaner) og renner over landet i ark som vann under en flom.
Slike utbrudd kan dekke enorme landområder og utvikle enorme tykkelser (Deccan Traps of India og Siberian Traps er eksempler). Hvis strekningen av jordskorpen fortsetter, danner den en "strukket sone" av tynn skorpe som består av en blanding av basaltiske og kontinentale bergarter som til slutt faller under havoverflaten, slik som har skjedd i Rødehavet og Adenbukten. Ytterligere strekking fører til dannelse av oseanisk skorpe og fødselen av et nytt havbasseng.
Figur 4: Triple Junction i Afar-regionen i Etiopia. Bildet viser områder med strukket og oseanisk jordskorpe samt områder med utsatte flombasalter som gikk foran rifting. Områder som ikke er skygget eller dekket av flombasalter representerer normal kontinental skorpe. Når jordskorpen trekkes fra hverandre ender du opp med tynnet skorpe med en sammensatt blanding av kontinental og vulkansk bergart. Etter hvert tynner jordskorpen til det punktet hvor basalter av oseanisk type brytes ut, noe som er signalet om at det dannes ny havskorpe. Dette kan sees i Adenbukta, så vel som en liten spalte i Rødehavet. Den opprinnelige omfanget av flombasaltene ville ha vært større, men store områder har blitt begravet i riftdalen av andre vulkanutbrudd og sedimenter. Klikk for å forstørre.
Del II. Den østafrikanske riften
Hvis den beskrevne riftingsprosessen skjer i en kontinentell setting, har vi en situasjon som ligner på det som nå forekommer i Kenya der den østafrikanske / Gregory Rift dannes. I dette tilfellet blir det referert til som "kontinental rifting" (av åpenbare grunner) og gir et glimt av hva som kan ha vært den tidlige utviklingen av den etiopiske rasen.
Som nevnt i del I, er rasering av Øst-Afrika komplisert av det faktum at to grener har utviklet seg, en mot vest som er vert for de afrikanske store innsjøer (hvor riftet ble fylt med vann) og en annen nesten parallell rift omtrent 600 kilometer til øst som nesten halverer Kenya nord-til-sør før de kommer inn i Tanzania hvor det ser ut til å dø ut (figur 2).
Victoria-sjøen sitter mellom disse to grenene. Det antas at disse riftene generelt følger gamle suturer mellom eldgamle kontinentale masser som kolliderte for milliarder av år siden for å danne det afrikanske kraton, og at splittelsen rundt Victoriasjøen skjedde på grunn av tilstedeværelsen av en liten kjerne av gammel metamorf bergart, Tanzania-kraton, det var for vanskelig for riven å rive gjennom. Fordi riven ikke kunne gå rett gjennom dette området, divererte den i stedet rundt den og førte til de to grenene som kan sees i dag.
Som tilfellet er i Etiopia, ser det ut til at et hot spot befinner seg under Kenya sentrum, noe som fremgår av den forhøyede topografiske kuppelen der (figur 1). Dette er nesten nøyaktig analogt med Etiopia, og faktisk har noen geologer antydet at Kenya-kuppelen er den samme hotspot eller plume som ga opphav til den første etiopiske riftingen. Uansett årsak er det tydelig at vi har to rift som er adskilt nok til å rettferdiggjøre å gi dem forskjellige navn, men nær nok til å antyde at de er genetisk relatert.
Baringo-arr: Dette bildet viser flere feilsnitt som er gradvis lenger borte. I hovedsak ser vi på kantene av flere horst blokker fra en graben som inneholder Lake Baringo. Bilde copyright Alex Guth. Klikk for å forstørre.
Andre interessante steder:
Hva annet kan vi si om de etiopiske og Kenya riftene? Ganske mye faktisk; Selv om de østlige og vestlige grenene ble utviklet av de samme prosessene, har de veldig forskjellige karakterer. Den østlige grenen er preget av større vulkansk aktivitet mens den vestlige grenen er preget av mye dypere kummer som inneholder store innsjøer og mye sediment (inkludert Lakes Tanganyika, den andre dypeste innsjøen i verden, og Malawi).
Nylig er det observert basaltutbrudd og aktiv sprekkdannelse i den etiopiske rift som gjør at vi direkte kan observere den opprinnelige dannelsen av havbassenger på land. Dette er en av grunnene til at det østafrikanske riftsystemet er så interessant for forskere. De fleste rift i andre deler av verden har kommet til et punkt at de nå er enten under vann eller har blitt fylt ut med sedimenter og dermed er vanskelig å studere direkte. Det østafrikanske riftsystemet er imidlertid et utmerket feltlaboratorium for å studere et moderne, aktivt utviklende riftsystem.
Denne regionen er også viktig for å forstå røttene til menneskelig evolusjon. Mange hominide fossile funn forekommer i riftet, og det antas for øyeblikket at rift-evolusjonen kan ha spilt en integrert rolle i å forme vår utvikling. Strukturen og utviklingen av riftet kan ha gjort Øst-Afrika mer følsom for klimaendringer som fører til mange vekslinger mellom våte og tørre perioder. Dette miljøpresset kunne ha vært det drivkravet som trengte for våre forfedre å bli bipedal og mer brainy når de forsøkte å tilpasse seg disse skiftende klimaene (se Geotimes 2008-artikler: Rocking the Cradle of Humanity av Beth Christensen og Mark Maslin, og Tectonic Hypotheses of Human Evolusjon av M.Royhan Gani og Nahid DS Gani).
Mangfoldig dike i Njorowa Gorge: Dette ble tatt ved Njorowa Gorge i Hells Gate nasjonalpark. Slugten ble skåret av vann, og er ganske spektakulær i mange henseender, men her har vi en stollende dike som skjærer gjennom veggen i canyon, med Dr. Wood og en av våre guider for skala. Bilde copyright Alex Guth. Klikk for å forstørre.
konklusjoner:
Det østafrikanske riftsystemet er et komplisert system av riftsegmenter som gir en moderne analog som hjelper oss å forstå hvordan kontinenter bryter fra hverandre. Det er også et flott eksempel på hvor mange naturlige systemer som kan flettes sammen - denne unike geologiske omgivelsen kan ha endret det lokale klimaet som igjen kan ha fått forfedrene våre til å utvikle ferdighetene som er nødvendige for å gå oppreist, utvikle kultur og gruble over hvordan en slik rift kom til å være. Akkurat som Grand Canyon, bør det østafrikanske riftsystemet ligge høyt på en liste over geologer med geologiske vidunder å besøke.
Om forfatterne:
James Wood har doktorgrad fra Johns Hopkins University og er for tiden professor i geologi ved Michigan Technological University i Houghton, Michigan, hvor han underviser i Earth History, Geochemistry, Remote Mapping og gjennomfører et feltkurs hver vår i Øst-Afrika. Hans viktigste forskningsinteresser er energiforekomster, hovedsakelig gass og olje, og utfører feltarbeid i bratte daler. Mer informasjon om felt i Øst-Afrika finner du på www.geo-kenya.com.
Alex Guth er for tiden doktorgradskandidat ved Michigan Tech og ser på effektene av klima på ørkenlakk på de utsatte strømningene og alluviet i det østafrikanske Rift Valley. Hun hjelper Dr. Wood med geologifeltleiren. Hun har nylig produsert et geologisk kart over den sørlige halvdelen av Kenya Rift som kan bli funnet på www.geo-kenya.com. Hjemmesiden hennes kan sees på: sides.mtu.edu/~alguth/.