Afrika splittras bokstavligen i två delar – och det syns redan med blotta ögat
Östra Afrika håller på att slitas isär, och processen är redan synlig utan några specialinstrument. Forskare har nu identifierat den djupa källan bakom detta dramatiska fenomen.
Över tusentals kilometers längd växer ett system av dalar, vulkaner och sprickor fram – ett system som i framtiden kan dela kontinenten i två separata landmassor. Den senaste forskningen pekar på en mäktig, het ström av material i jordens mantel som den verkliga drivkraften bakom detta både storslagna och farliga skeende.
Vad är den Östafrikanska riftzonen?
Just nu pågår en av de mest spektakulära geologiska omvandlingarna på vår planet i östra Afrika. Kontinenten delar sig långsamt i två separata landmassor, och gränsen dem emellan utgörs av en kolossal spricka – den så kallade Östafrikanska riftzonen.
Detta tektoniska ”sömsystem” sträcker sig ungefär 3 500 kilometer. Det löper genom Etiopien, Kenya, Uganda och Malawi och skapar vida sänkor, förkastningar och markkollapser. Intensiv vulkanism följer med på köpet – regelbundna utbrott på många platser visar att jordens inre under denna region är exceptionellt aktivt.
Den Östafrikanska riftzonen är ett av få ställen på jorden där man kan följa processen när en kontinent slits isär nästan i realtid.
Varför splittras Afrika just här?
Trots att geologisk historia erbjuder många exempel på kontinenter som delat sig, har mekanismen bakom den Östafrikanska riftzonen länge förblivit ett mysterium. Regionen har blivit ett läroboksexempel för forskning om hur kontinenter bryts upp i mindre delar.
Den centrala frågan bland geologerna var vad som driver sträckningen av jordskorpan och den förstärkta vulkanismen. Två huvudscenarier vägdes mot varandra: antingen sker allt huvudsakligen ”grunt”, i den övre delen av manteln och skorpan till följd av tektoniska krafter som verkar på litosfärplattorna – eller spelar ett djupt, hett materialflöde i manteln en avgörande roll, ett flöde som trycker upp kontinenten underifrån, försvagar skorpan och utlöser sprickbildning.
Det andra scenariot förutsätter existensen av en så kallad superpluton i manteln – en gigantisk ”skorsten” av het bergart som sträcker sig från gränszonen mellan kärna och mantel ända upp under östra Afrika. Hårda data som direkt kopplade lokal vulkanism till en så djup källa saknades dock – tills nu.
Nyckeln gömd i gaser från jordens inre
En grupp forskare valde ett ovanligt angreppssätt. Istället för att enbart fokusera på terrängens form eller seismiska vågor analyserade de den kemiska sammansättningen hos gaser som sipprar upp i ett geotermiskt fält i den kenyanska delen av riftzonen.
Det rör sig om heta gaser och ångor som når ytan via sprickor, fumaroler och geotermiska källor. Forskarna mätte med exceptionell precision bland annat isotoper av neon – ett inert grundämne som är utmärkt lämpat för att spåra ursprunget hos material från jordens djup.
Gasernas isotopsammansättning från Kenya pekar på en förvånansvärt djup, gemensam källa – inte bara för denna plats, utan för hela det vidsträckta riftbältet. Det visade sig att de undersökta gaserna bär tydliga spår av ursprung från de lägre delarna av jordens mantel. Dessutom liknar deras sammansättning den hos gaser som tidigare analyserats i vulkaniska bergarter från Röda havets område i norr och från vulkaniska regioner i Malawi i söder.
En enda gigantisk motor under östra Afrika
En sådan överensstämmelse över sådana stora avstånd antyder något mycket konkret: hela denna vulkaniska zon, från Röda havet ner till riftzonens södra delar, kan ha en gemensam, djup ”huvudledning” av hett material.
Geologerna beskriver den som en superpluton i manteln, förankrad precis vid gränsen mellan kärna och mantel. Det är en struktur som är större och kraftfullare än typiska plumar, de som förklarar klassiska ”varma fläckar” som Hawaii eller Island. Superplutonmen under östra Afrika kan ha utlöst och upprätthåller nu processen att slita isär kontinenten, och levererar värme och material från jordens djup över ett enormt område.
Seismiska instrument hade tidigare antytt att det under Afrika finns stora, onormalt heta zoner i manteln. Gasanalysen tillför det saknade pusselbitet – en kemisk ”signatur” som kopplar samman vulkanisk aktivitet från norr till söder i en enda sammanhängande helhet.
Från gaser till teorin om plattektonik
Varför bryr vi oss egentligen om var dessa gaser kommer ifrån? Jo, för att det utan förståelse för den djupa energikällan är svårt att beskriva hur hela riftsystemet fungerar. Om krafter ända från gränszonen mellan kärna och mantel är inblandade förändrar det bilden av hur litosfärplattorna rör sig i denna region.
Enligt forskarna visar resultaten att superplutonmen fungerar som en motor som:
- värmer upp och försvagar den undre delen av kontinentalskorpan
- underlättar sträckning och sprickbildning i skorpan
- levererar magma som ansvarar för de talrika vulkanutbrotten längs riftzonen
- påverkar riktningen och takten för rörelserna hos angränsande tektoniska plattor
Forskningsresultaten publicerades i den vetenskapliga tidskriften Geophysical Research Letters, där de nådde en bred gemenskap av geologer och geofysiker som studerar jordens inre.
Vad kan hända med Afrika om miljoner år?
Tektoniska processer mäts i miljoner år, så ingenting dramatiskt kommer att inträffa under vår livstid. Ur en geologs perspektiv befinner sig dock östra Afrika i inledningen av en resa som kan sluta med att ett nytt hav bildas.
Om processen fortsätter kan ett nytt oceanalt bassäng ta form i östra Afrika om tiotals miljoner år – liknande dagens Röda hav – och i en ännu avlägsnare framtid: ett fullständigt hav. Den östra delen av kontinenten skulle då kunna bli en självständig landmassa.
Riftzonen tillhör de seismiskt och vulkaniskt mer aktiva platserna på jorden. Jordbävningar, även mindre sådana, utgör ett hot mot infrastruktur och befolkning. Vulkanutbrott kan förstöra skördar, lamslå lufttrafiken och tvinga invånare till evakuering.
Å andra sidan döljer samma energi en enorm potential. Aktiva geotermiska fält, som i Kenya, utgör en källa till förnybar el och värme. I vissa länder i regionen håller geotermiska kraftverk på att bli en viktig del av energimixen och hjälper till att minska beroendet av fossila bränslen.
Hur forskare läser av jordens inre
Den nämnda forskningen är ett gott exempel på hur olika vetenskapliga discipliner slår sina krafter samman för att förstå processer som pågår hundratals eller till och med tusentals kilometer under våra fötter. Geokemister analyserar sammansättningen hos gaser och bergarter, seismologer följer seismiska vågors väg och geofysiker bygger tredimensionella modeller av manteln och skorpan.
Neon- och heliumisotoper fungerar som ett slags färgmarkeringar som avslöjar från vilket djup och vilken reservoar det material härstammar som tar sig upp i magmat. Om denna signal upprepas på många platser som ligger tusentals kilometer från varandra tyder det på en gemensam, storskalig källa i mantelns djup.
Förståelsen för en sådan superpluton är viktig inte bara för Afrika i sig. Den här typen av strukturer påverkar plattornas rörelse i planetär skala och har format fördelningen av kontinenter, hav och bergskedjor under miljarder år. För dagens invånare är dock de mer jordnära konsekvenserna viktigast: var det lönar sig att investera i geotermisk energi, och var man särskilt noga måste hålla utkik efter risk för jordbävningar och utbrott. Kunskapen om den djupa ”motorn” under östra Afrika hjälper till att bättre bedöma både dessa risker och möjligheterna de för med sig.
