Kontinent se doslova rozpadá
Východní Afrika se doslova trhá ve švech a celý tento proces je dnes viditelný pouhým okem na povrchu. Vědci nyní identifikovali jeho hluboko ukryté příčiny.
Na tisících kilometrech vzniká rozsáhlý systém údolí, sopek a prasklin, který jednoho dne může rozdělit kontinent na dvě samostatné části. Nejnovější výzkumy ukazují, že za tímto velkolepým, avšak nebezpečným jevem stojí mohutný žhavý proud hmoty v zemském plášti.
Kontinent uprostřed geologického zlomu
Ve východní Africe probíhá jedna z nejpozoruhodnějších geologických proměn na naší planetě. Afrika se pomalu dělí na dvě oddělené pevninské masy a hranicí mezi nimi se stává obrovská trhlina – takzvaný Velký příkopový systém, neboli rozsáhlý riftový systém.
Tento tektonický „šev" se táhne přibližně 3 500 kilometrů. Prochází Etiopií, Keňou, Ugandou a Malawi a vytváří rozsáhlé prohlubně terénu, zlomy a propadliny. Provází ho intenzivní sopečná činnost – pravidelné erupce na mnoha místech jasně ukazují, že zemské nitro pod tímto regionem je mimořádně aktivní.
Východoafrický rift patří k hrstce míst na Zemi, kde lze proces trhání kontinentu sledovat prakticky v přímém přenosu.
Vznik riftu představuje dobře zdokumentovaný geologický cyklus: nejprve se kontinent začne natahovat, poté se objeví riftová údolí a časem může vzniknout zcela nový oceán, jakmile pevninská kůra úplně praskne a do trhliny vnikne mořská voda.
Proč se Afrika trhá právě zde?
Přestože z geologické historie Země známe řadu příkladů rozpadu kontinentů, mechanismus Velkého příkopového systému dlouho zůstával záhadou. Tento region se stal doslova učebnicovým územím pro výzkum toho, jak se kontinenty rozpadají na menší části.
Geologové se přeli především o to, co pohání proces roztahování kůry a zvýšenou sopečnou aktivitu. Zvažovaly se dva hlavní scénáře:
- Zda se vše odehrává převážně „mělce", v horní části pláště a kůry, působením tektonických sil na litosférické desky.
- Nebo zda klíčovou roli hraje hlubinný žhavý proud hmoty v plášti, který tlačí na kontinent zdola, oslabuje kůru a spouští praskliny.
Druhá hypotéza předpokládá existenci takzvaného superplumu pláště – gigantického „komína" z žhavé horniny sahajícího od hranice jádra a pláště až pod východní Afriku. Doposud však chyběla tvrdá data, která by přímo spojovala místní sopečnou aktivitu s tak hlubokým zdrojem.
Klíč se skrývá v plynech z nitra Země
Skupina výzkumníků se rozhodla přistoupit k problému z neobvyklého úhlu. Místo toho, aby se soustředila pouze na tvar terénu nebo seismické vlny, analyzovala chemické složení plynů unikajících z geotermálního pole v keňské části riftového údolí.
Jde o žhavé plyny a páry, které se dostávají na povrch skrz trhliny, fumaroly a geotermální prameny. Vědci s mimořádnou přesností změřili mimo jiné izotopy neonu – inertního prvku, který je ideální pro sledování původu materiálu z hlubin Země.
Izotopové složení plynů z Keni poukazuje na překvapivě hluboký a společný zdroj – a to nejen pro toto jedno místo, ale pro celý rozsáhlý riftový pás.
Ukázalo se, že zkoumané plyny nesou zřetelnou stopu původu z hlubších partií zemského pláště. Co víc, jejich složení se nápadně podobá plynům analyzovaným dříve ve vulkanických horninách z oblasti Rudého moře na severu i z vulkanických území v Malawi na jihu.
Jeden obrovský „motor" pod východní Afrikou
Taková shoda na tak veliké vzdálenosti naznačuje něco velmi konkrétního: celá tato vulkanická zóna, od Rudého moře až po jižní část riftového systému, může být zásobována jedinou společnou hlubinnou „magistrálou" žhavé hmoty.
Geologové ji popisují jako superplum pláště zakotvený těsně u hranice jádra a pláště. Jde o strukturu větší a mocnější, než jsou typické plumy vysvětlující existenci klasických „horkých skvrn", jako jsou Havaj nebo Island.
Superplum pod východní Afrikou mohl celý proces trhání kontinentu spustit a nyní ho udržuje tím, že přivádí teplo a materiál z hlubin Země na obrovském území.
Seismické přístroje již dříve naznačovaly, že pod Afrikou existují rozsáhlé, mimořádně horké zóny v plášti. Analýza plynů nyní doplňuje do této skládačky chybějící dílek – chemický „podpis", který spojuje vulkanickou aktivitu od severu až po jih v jeden celistvý obraz.
Od plynů k tektonice desek
Proč nás vlastně původ těchto plynů tolik zajímá? Bez porozumění hlubinnému zdroji energie nelze pořádně popsat, jak celý riftový systém funguje. Pokud jsou v hře síly působící až z oblasti hranice jádra a pláště, mění to náš pohled na pohyb litosférických desek v celém regionu.
Podle autorů výzkumu výsledky naznačují, že právě superplum funguje jako motor, který:
- zahřívá a oslabuje spodní část kontinentální kůry,
- usnadňuje její roztahování a praskání,
- dodává magma zodpovědné za četné vulkanické erupce podél riftu,
- ovlivňuje směr a rychlost pohybu sousedních tektonických desek.
Výsledky výzkumu byly zveřejněny ve specializovaném vědeckém časopisu Geophysical Research Letters, kde se dostaly k širší komunitě geologů a geofyziků zabývajících se zemským nitrem.
Co se může stát s Afrikou za miliony let?
Tektonické procesy se měří v milionech let, takže za našich životů se nestane nic dramatického. Z pohledu geologa se však východní Afrika nachází teprve na začátku cesty, která může vyústit ve vznik nového oceánu.
| Fáze | Co se děje | Příkladový region |
|---|---|---|
| Roztahování kontinentu | Vznikají praskliny, propadliny, roste sopečná aktivita | Východní Afrika v současnosti |
| Vyspělý rift | Tvoří se rozsáhlé údolí, možné lokální vodní nádrže | Části riftu v Africe a na Arabském poloostrově |
| Nový oceán | Kontinentální kůra zcela praská, vzniká oceánské dno | Rudé moře jako příklad mladé oceánské pánve |
Pokud bude proces pokračovat, za desítky milionů let se ve východní Africe může vyvinout nová oceánská pánev, podobná dnešnímu Rudému moři, a v ještě vzdálenější budoucnosti plnohodnotný oceán. Východní část kontinentu by se pak mohla stát samostatnou pevninskou deskou.
Rizika pro lidi i potenciál energie
Přestože tektonické změny probíhají velmi pomalu, jejich důsledky pociťujeme už dnes. Oblast riftu patří k seismicky a vulkanicky nejaktivnějším místům na Zemi. Zemětřesení, i ta menší, ohrožují infrastrukturu i obyvatelstvo. Sopečné výbuchy mohou ničit úrodu, ochromovat leteckou dopravu a nutit místní k evakuaci.
Na druhou stranu tato stejná energie skrývá obrovský potenciál. Aktivní geotermální pole, jako to v Keni, představují zdroj obnovitelné elektrické energie a tepla. V některých zemích regionu se geotermální elektrárny stávají důležitou součástí energetického mixu a pomáhají snižovat závislost na fosilních palivech.
Jak vědci „čtou" zemské nitro
Popsaný výzkum je dobrým příkladem toho, jak různé vědní obory spojují síly, aby pochopily procesy odehrávající se stovky, ba tisíce kilometrů pod našima nohama. Geochemici analyzují složení plynů a hornin, seismologové sledují dráhy seismických vln a geofyzici sestavují trojrozměrné modely pláště a kůry.
Izotopy neonu nebo helia fungují jako barevné značky, které prozrazují, z jaké hloubky a z jakého rezervoáru pochází materiál dostávající se do magmatu. Pokud se tento signál opakuje na mnoha místech vzdálených od sebe tisíce kilometrů, poukazuje to na společný, rozsáhlý zdroj hluboko v plášti.
Pochopení takového superplumu má význam daleko přesahující samotnou Afriku. Tyto struktury ovlivňují pohyb desek v celoplanetárním měřítku a po miliardy let formují rozmístění kontinentů, oceánů i horských pásem. Pro lidi žijící dnes jsou ale nejdůležitější praktičtější důsledky: kde se vyplatí investovat do geotermální energie a kde je naopak třeba zvláště dbát na riziko zemětřesení a erupcí.
Znalost hlubinného „motoru" pod východní Afrikou pomáhá tato rizika i příležitosti lépe vyhodnocovat. Zároveň připomíná, že i zdánlivě nehybný kontinent se v dlouhých časových měřítkách chová jako pomalu tekoucí masa, která se neustále přetvářívá a přeskupuje.
