Turinys
- I dalis. Rytų Afrikos periferinė sistema
- Kas yra Rytų Afrikos Rift sistema?
- Kaip susiformavo šios Rifai?
- II dalis. Rytų Afrikos perversmas
- Kiti lankytini objektai:
- Išvados:
- Apie autorius:
Bogorijos ežeras ir geizeris - atvaizdo autorinės teisės Alexas Gutas.
Figūra 1: Spalvotas skaitmeninis aukščio modelis, rodantis tektoninių plokščių ribas, aukščio viršūnių kontūras, parodantis šilumines bangas ir didelius Rytų Afrikos ežerus. Spustelėkite norėdami padidinti. Pagrindiniame plane yra NASA sukurtas kosminio skrydžio radaro topografinis vaizdas.
I dalis. Rytų Afrikos periferinė sistema
Rytų Afrikos rifų sistema (EARS) yra vienas iš geologinių pasaulio stebuklų, vieta, kur žemės tektoninės jėgos šiuo metu bando sukurti naujas plokšteles, padalijusios senas. Paprastai tariant, įtrūkimas gali būti laikomas žemės paviršiaus įtrūkimu, kuris laikui bėgant plečiasi, arba, labiau techniškai, kaip pailgas baseinas, kurį riboja priešingi staigiai panardinantys normalūs gedimai.
Geologai vis dar diskutuoja, kaip vyksta riflinimas, tačiau procesas taip gerai demonstruojamas Rytų Afrikoje (Etiopija-Kenija-Uganda-Tanzanija), kad geologai naują pavadintą plokštelę pavadino vardu; Nubijos plokštė sudaro didžiąją Afrikos dalį, o mažesnė plokštė, kuri traukiasi, pavadinta Somalio plokštele (1 paveikslas). Šios dvi plokštės tolsta viena nuo kitos, taip pat nutolusios nuo Arabijos plokštės į šiaurę.
Taškas, kuriame šios trys plokštės susitinka Etiopijos tolimajame regione, sudaro tai, kas vadinama triguba sankryža. Tačiau visas rytų Afrikoje rifingas neapsiriboja vien Afrikos kyšuliu; Toliau į pietus taip pat vyksta daugybė riftingo veiklos rūšių: Kenija ir Tanzanija bei Afrikos Didžiųjų ežerų regionas. Šio darbo tikslas yra aptarti bendrą šių plyšių geologiją ir išryškinti geologinius procesus, susijusius su jų formavimu.
2 paveikslas: Rytų Afrikos liftų sistemos „Rift“ segmentų pavadinimai. Mažesniems segmentams kartais suteikiami savi vardai, o pagrindiniams plyšių segmentams vardai keičiasi priklausomai nuo šaltinio. Spustelėkite norėdami padidinti. Pagrindiniame plane yra NASA sukurtas kosminio skrydžio radaro topografinis vaizdas.
Kas yra Rytų Afrikos Rift sistema?
Seniausias ir geriausiai apibrėžtas plyšys įvyksta Etiopijos tolimajame regione, o šis plyšys paprastai vadinamas Etiopijos plyšiu. Toliau į pietus iškyla daugybė plyšių, apimančių vakarinę atšaką, „Alberto ežero pakrantę“ arba „Albertino pakėlimą“, kurioje yra Rytų Afrikos didieji ežerai, ir rytinę atšaką, apytiksliai kertančią Keniją šiaurės – pietų linijoje. šiek tiek į vakarus nuo Nairobio (2 paveikslas).
Šios dvi atšakos kartu buvo vadinamos Rytų Afrikos plyšiu (EAR), o Rytų atšakos dalys buvo įvairiai vadinamos Kenijos plyšiu arba Grigorijaus plyšiu (po geologo, kuris pirmą kartą jį žemėlapiavo 1900-ųjų pradžioje). Dvi EAR atšakos dažnai grupuojamos su Etiopijos plyšiu, kad būtų sudaryta Rytų Afrikos plyšių sistema (EARS).
Taigi visa suirimo sistema nubėga 1000 kilometrų vien Afrikoje ir dar keli tūkstančiai kilometrų, jei kaip pratęsimą įtrauksime Raudonąją jūrą ir Adeno įlanką. Be to, yra keletas aiškiai apibrėžtų, bet neabejotinai mažesnių struktūrų, vadinamų grabenais, kurios pasižymi plyšiu ir yra aiškiai susijusios geologiškai su pagrindiniais plyšiais. Kai kuriems iš jų buvo duoti tai atspindintys vardai, tokie kaip Nyanza Rift Vakarų Kenijoje prie Viktorijos ežero. Taigi tai, ką žmonės gali manyti kaip vienintelį plyšį kažkur Rytų Afrikoje, yra iš tikrųjų atskirų plyšių baseinų, kurie visi yra susiję ir sukuria savitą Rytų Afrikos geologiją ir topografiją, serija.
3 paveikslas: „Vadovėlis“ horstas ir grabeno formavimasis (kairėje), palyginti su faktiniu reljefo reljefu (viršutinė dešinė) ir topografija (apatinė dešinė). Atkreipkite dėmesį, kaip padidėja trapecijos sričių, kuriose paprastai sutrinka traumos, ir kurių kaupimasis bei grabeno susidarymas užima plotį iš viršaus į apačią kairiajame skydelyje. Plokštės laikomos išplėstinėmis savybėmis (žemyninės plokštės išsiskiria) ir todėl dažnai parodo tokio tipo struktūrą.
Spustelėkite norėdami padidinti.
Kaip susiformavo šios Rifai?
Tikslus plyšių susidarymo mechanizmas yra nuolatinė diskusija tarp geologų ir geofizikų. Pagal vieną populiarų EARS modelį daroma prielaida, kad padidėjęs šilumos srautas iš mantijos (griežtai astenosferos) sukelia porą šiluminių „išsipūtimų“ Kenijos centre ir Etiopijos šiaurės ir centrinės dalies Afaro regione. Šias bulves galima lengvai pamatyti kaip paaukštintas aukštumas bet kuriame topografiniame vietovės žemėlapyje (1 pav.).
Susidarius šioms bulvėms, jie ištempia ir suskaido išorinę trapią plutą į normalių gedimų eilę, formuodami klasikinę plyšių slėnių sandarą ir grabeno struktūrą (3 paveikslas). Dabartinis geologinis mąstymas rodo, kad išsipūtimus sukelia mantijos plunksnos po žemynu, kaitinančios viršutinę plutą ir sukeliančią jos plėtrą bei lūžimą.
Geriausia, kai dominuojantys lūžiai įvyksta pagal modelį, susidedantį iš trijų lūžių arba lūžių zonų, spinduliuojančių iš taško, kurio kampo skirtumas yra 120 laipsnių. Taškas, iš kurio spinduliuoja trys atšakos, vadinamas „triguba sankryža“ ir yra gerai iliustruotas Etiopijos tolimajame regione (4 paveikslas), kur dvi atšakas užima Raudonoji jūra ir Adeno įlanka, o trečioji rifo šaka eina. į pietus per Etiopiją.
Tempimo procesas, susijęs su plyšių susidarymu, dažnai vyksta prieš didžiulius ugnikalnių išsiveržimus, kurie teka dideliais plotais ir paprastai yra išsaugomi / veikiami plyšio šonuose. Šiuos išsiveržimus kai kurie geologai laiko „potvynio bazaltais“ - lava išsiveržia išilgai lūžių (o ne prie atskirų ugnikalnių) ir potvynio metu teka per sausumą lapais kaip vanduo.
Tokie išsiveržimai gali apimti didžiulius žemės plotus ir išgauti didžiulį storį (pavyzdžiai yra Indijos Dekano spąstai ir Sibiro spąstai). Jei pluta tęsiasi, ji sudaro „ištemptos plutos“ „ištemptą zoną“, susidedančią iš bazaltinių ir žemyninių uolienų mišinio, kuris galiausiai nukrenta žemiau jūros lygio, kaip nutiko Raudonojoje jūroje ir Adeno įlankoje. Tolesnis tempimas lemia vandenyno plutos susidarymą ir naujo vandenyno baseino gimimą.
4 paveikslas: Triguba sankryža Etiopijos tolimajame regione. Paveikslėlyje pavaizduotos ištemptos ir vandenyninės plutos sritys, taip pat atvirų potvynių bazaltų sritys, esančios prieš riftavimą. Vietos, kuriose nėra uždengtų teritorijų arba kurias dengia potvynių užpildai, yra normali žemyninė pluta. Kai pluta yra atsiskyrusi, jūs galų gale suskaidysite plutą su sudėtiniu žemyninės ir vulkaninės uolienos mišiniu. Galų gale pluta plonėja iki taško, kuriame išsiveržė vandenyno tipo bazaltai, tai yra signalas, kad formuojasi nauja vandenyno pluta. Tai galima pamatyti Adeno įlankoje, taip pat nedidelę šliuožėlę Raudonojoje jūroje. Pradinis potvynio bazaltų mastas būtų buvęs didesnis, tačiau didelius plotus rifto slėnyje užkasė kiti ugnikalnių išsiveržimai ir nuosėdos. Spustelėkite norėdami padidinti.
II dalis. Rytų Afrikos perversmas
Jei aprašytas rifavimo procesas vyksta žemyno aplinkoje, tada turime panašią situaciją kaip dabar Kenijoje, kur formuojasi Rytų Afrikos / Gregory riftas. Šiuo atveju tai vadinama „žemyniniu riftingu“ (dėl akivaizdžių priežasčių) ir pateikia žvilgsnį į tai, kas galėjo būti ankstyvasis Etiopijos Rifto vystymasis.
Kaip minėta I dalyje, Rytų Afrikos riftingą apsunkina tai, kad išsivystė dvi atšakos, viena į vakarus, kurioje yra Afrikos didieji ežerai (kur plyša užpildyta vandeniu), o kita beveik lygiagreti skiltis maždaug 600 kilometrų iki į rytus, kurie Kenijos šiaurę-pietus beveik suskaldo, prieš įplaukiant į Tanzaniją, kur, atrodo, ji išnyksta (2 paveikslas).
Viktorijos ežeras yra tarp šių dviejų atšakų. Manoma, kad šie nesutarimai paprastai seka senais siūlais tarp senovės žemyno masių, kurios prieš milijardus metų susidūrė ir sudarė Afrikos kratoną, ir kad skilimas aplink Viktorijos ežero regioną įvyko dėl nedidelės senovės metamorfinės uolienos šerdies - Tanzanijos kratonas, kuris buvo per sunkus, kad plyšys galėtų išsiveržti. Kadangi plyšys negalėjo patekti tiesiai per šią sritį, jis vietoj to išsiskyrė ir vedė į dvi šakeles, kurias galima pamatyti šiandien.
Kaip ir Etiopijoje, atrodo, kad karštoji vieta yra centrinėje Kenijos dalyje, tai patvirtina ten iškilęs topografinis kupolas (1 paveikslas). Tai beveik visiškai analogiška plyšio Etiopijai, ir iš tikrųjų kai kurie geologai pasiūlė, kad Kenijos kupolas yra tas pats karsto taškas arba pliumpalas, kuris sukėlė pradinį Etiopijos riftingą. Nepriklausomai nuo priežasties, akivaizdu, kad mes turime du atskyrimus, kurie yra pakankamai atskirti, kad pateisintų jiems skirtingų pavadinimų suteikimą, tačiau yra pakankamai artimi, kad būtų galima manyti, kad jie yra genetiškai susiję.
Baringo šalikai: Šiame paveikslėlyje pavaizduoti keli tolimesni gedimo laipsniai. Iš esmės mes žiūrime į kelių horstų blokų kraštus iš grabeno, kuriame yra Baringo ežeras. Vaizdo autorinės teisės Alexas Gutas. Spustelėkite norėdami padidinti.
Kiti lankytini objektai:
Ką dar galime pasakyti apie Etiopijos ir Kenijos atotrūkius? Iš tikrųjų gana daug; Nors Rytų ir Vakarų šakos buvo kuriamos tais pačiais procesais, jos turi labai skirtingus požymius. Rytų atšaka pasižymi didesniu vulkaniniu aktyvumu, tuo tarpu Vakarų atšakai būdingi daug gilesni baseinai, kuriuose yra dideli ežerai ir daug nuosėdų (įskaitant Tanganikio ežerus, antrą giliausią ežerą pasaulyje, ir Malavis).
Neseniai Etiopijos skiltyje buvo pastebėti bazalto išsiveržimai ir aktyvus plyšių susidarymas, kuris leidžia mums tiesiogiai stebėti pradinį vandenyno baseinų susidarymą sausumoje. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl Rytų Afrikos rifų sistema yra tokia įdomi mokslininkams. Dauguma plyšių kitose pasaulio vietose yra tokios, kad jos yra arba po vandeniu, arba užpildytos nuosėdomis, todėl yra sunkiai tiriamos tiesiogiai. Tačiau Rytų Afrikos rifų sistema yra puiki lauko laboratorija šiuolaikinei, aktyviai besivystančiai rifų sistemai tirti.
Šis regionas taip pat svarbus norint suprasti žmogaus evoliucijos šaknis. Daug hominidų iškasenų radinių atsiranda plyšio metu, ir šiuo metu manoma, kad plyšių evoliucija galėjo atlikti neatsiejamą vaidmenį formuojant mūsų raidą. Dėl plyšio struktūros ir raidos Rytų Afrika galėjo būti jautresnė klimato pokyčiams, kurie sukelia daugybę pakaitų tarp šlapiojo ir sausringojo laikotarpio. Šis aplinkos slėgis galėjo paskatinti protėvius tapti dvipusiais ir protingesniais bandant prisitaikyti prie šių besikeičiančių klimato sąlygų (žr. Geotimes 2008 straipsnius: Beth Christenseno ir Marko Maslino sukurtas žmonijos lopšys ir „Tektoninės žmogaus hipotezės“). M. evoliucijaRoyhanas Gani ir Nahidis DS Gani).
Magnetinis užtvanka Njorowa tarpeklyje: Tai buvo padaryta Njorowa tarpeklyje Hells Gate nacionaliniame parke. Tarpeklis buvo išraižytas vandens ir daugeliu atžvilgių yra gana įspūdingas, tačiau čia yra drėgnasis užtvanka, pjaunantis kanjono sieną, su gydytoju Woodu ir vienu iš mūsų gairių. Vaizdo autorinės teisės Alexas Gutas. Spustelėkite norėdami padidinti.
Išvados:
Rytų Afrikos rifų sistema yra sudėtinga plyšių segmentų sistema, teikianti modernų analogą, padėsiantį mums suprasti, kaip žemynai skyla. Tai taip pat puikus natūralių sistemų susipynimo pavyzdys - ši unikali geologinė aplinka galėjo pakeisti vietinį klimatą, o tai savo ruožtu galėjo paskatinti mūsų protėvius išsiugdyti įgūdžius, reikalingus vaikščioti vertikaliai, plėtoti kultūrą ir apmąstyti, kaip toks atotrūkis atėjo būti. Kaip ir Didysis kanjonas, Rytų Afrikos plyšių sistema turėtų būti aukščiau visų geologų aplankomų geologinių stebuklų sąraše.
Apie autorius:
Jamesas Woodas turi Johns Hopkins universiteto daktaro laipsnį ir šiuo metu yra geologijos profesorius Mičigano technologijos universitete Houghtone, Mičiganas, kur dėsto Žemės istoriją, geochemiją, nuotolinį žemėlapių sudarymą ir kiekvieną pavasarį veda lauko kursą Rytų Afrikoje. Jo pagrindiniai tyrimų interesai yra energijos telkiniai, daugiausia dujos ir nafta, ir lauko darbų atlikimas plyšių slėniuose. Daugiau informacijos apie Rytų Afrikos lauko kursus galite rasti tinklalapyje www.geo-kenya.com.
Alexas Guthas šiuo metu yra „Michigan Tech“ doktorantas ir nagrinėja klimato poveikį dykumų lakams veikiamiems srautams ir aliuviumui Rytų Afrikos Rifto slėnyje. Ji padeda dr. Wood'ui geologijos lauko stovykloje. Neseniai ji sukūrė Kenijos rifto pietinės pusės geologinį žemėlapį, kurį galima rasti tinklalapyje www.geo-kenya.com. Jos internetinę svetainę galima peržiūrėti adresu: pages.mtu.edu/~alguth/.