Kontinent, který se doslova rozpadá
Východní Afrika se doslova trhá ve švech a tento proces je dnes viditelný pouhým okem na povrchu. Vědci právě identifikovali jeho hluboký původ a výsledky jsou fascinující.
Na délce tisíců kilometrů vzniká soustava údolí, sopek a trhlin, která by v budoucnu mohla rozdělit kontinent na dvě samostatné části. Nejnovější výzkum naznačuje, že za tímto působivým, ale nebezpečným jevem stojí mohutný horký proud hmoty hluboko v zemském plášti.
Kontinent uprostřed geologického zlomu
Ve východní Africe probíhá jedna z nejvelkolepějších geologických přeměn na naší planetě. Afrika se pomalu dělí na dvě oddělené pevninské masy a hranicí mezi nimi se stává obrovská puklina — takzvaný Velký východoafrický příkop, tedy rozsáhlý riftový systém.
Tento tektonický „šev" se táhne přibližně 3 500 kilometrů. Prochází Etiopií, Keňou, Ugandou a Malawi a vytváří rozsáhlé sníženiny terénu, zlomy a propadliny. Provází ho intenzivní vulkanismus — pravidelné erupce na mnoha místech dokládají, že zemské nitro pod tímto regionem je mimořádně aktivní.
Východoafrický rift je jedním z mála míst na Zemi, kde lze proces trhání kontinentu sledovat prakticky v přímém přenosu.
Vznik riftu je dobře známou fází geologického cyklu. Nejprve se kontinent začne roztahovat, poté se objeví riftová údolí a časem může dojít ke vzniku zcela nového oceánu, když zemská kůra úplně praskne a do trhliny se vlije mořská voda.
Proč se Afrika trhá právě tam?
Přestože geologická historie Země zná řadu příkladů rozpadu kontinentů, mechanismus fungování Velkého východoafrického příkopu zůstával dlouho záhadou. Tento region se stal doslova učebnicovým terénem pro výzkum toho, jak se kontinenty rozpadají na menší části.
Geologové se přeli zejména o to, co pohání proces roztahování zemské kůry a zvýšený vulkanismus. Uvažovalo se o dvou hlavních scénářích:
- zda se vše odehrává převážně „mělce" — v horní části pláště a kůry vlivem tektonických sil působících na litosférické desky,
- nebo zda klíčovou roli hraje hluboký horký proud hmoty v plášti, který tlačí kontinent zdola, oslabuje kůru a zahajuje praskání.
Druhá hypotéza předpokládá existenci takzvaného superchocholu pláště — gigantického „komínu" horké horniny sahajícího z oblasti hranice jádra a pláště až pod východní Afriku. Dosud chyběla tvrdá data, která by lokální vulkanismus přímo spojovala s tak hlubokým zdrojem.
Klíč se skrýval v plynech ze zemského nitra
Skupina vědců se rozhodla přistoupit k problému netradičně. Místo aby se soustředila pouze na tvar terénu nebo seizmické vlny, analyzovala chemické složení plynů unikajících z geotermálního pole v keňské části riftového údolí.
Jde o horké plyny a páry, které pronikají na povrch skrze pukliny, fumaroly a geotermální prameny. Vědci s mimořádnou přesností změřili izotopy neonu — inertního prvku, který se výborně hodí ke sledování původu materiálu z hlubin Země.
Izotopové složení plynů z Keni ukazuje na překvapivě hluboký, společný zdroj — a to nejen pro toto místo, ale pro celý rozsáhlý riftový pás.
Ukázalo se, že sledované plyny nesou zřetelnou stopu původu z dolních partií zemského pláště. Jejich složení je navíc podobné plynům analyzovaným dříve ve vulkanických horninách z oblasti Rudého moře na severu i z vulkanických oblastí Malawi na jihu.
Jeden gigantický „motor" pod východní Afrikou
Taková shoda na tak velké vzdálenosti naznačuje něco velmi konkrétního: celá tato vulkanická zóna, od Rudého moře až po jih riftového systému, může čerpat z jednoho společného hlubokého „potrubí" horké hmoty.
Geologové jej popisují právě jako superchochol pláště ukotvený těsně u hranice jádra a pláště. Jde o strukturu větší a mocnější než typické chocholy, které vysvětlují existenci klasických „horkých skvrn", jako jsou Havajské ostrovy nebo Island.
Superchochol pod východní Afrikou mohl nastartovat a nyní udržuje proces trhání kontinentu tím, že na obrovské ploše dodává teplo a materiál z hlubin Země.
Seizmické přístroje již dříve naznačovaly, že pod Afrikou se nacházejí rozsáhlé, anomálně horké zóny v plášti. Analýza plynů přidává do této skládačky chybějící dílek — chemický „podpis", který propojuje vulkanickou aktivitu od severu po jih v jeden celek.
Od plynů k tektonice desek
Proč nás vlastně původ těchto plynů tak zajímá? Bez pochopení hlubokého zdroje energie je totiž obtížné popsat mechanismus fungování celého riftového systému. Pokud do hry vstupují síly působící až z oblasti hranice jádra a pláště, mění to obraz pohybu litosférických desek v tomto regionu.
Podle autorů studie výsledky ukazují, že právě superchochol funguje jako motor, který:
- ohřívá a oslabuje spodní část kontinentální kůry,
- usnadňuje její roztahování a praskání,
- dodává magma zodpovědné za četné sopečné erupce podél riftu,
- ovlivňuje směr a rychlost pohybu sousedních tektonických desek.
Výsledky výzkumu byly zveřejněny v odborném vědeckém časopisu Geophysical Research Letters, kde se dostaly k široké komunitě geologů a geofyziků zabývajících se zemským nitrem.
Co se může s Afrikou stát za miliony let?
Tektonické procesy se měří v milionech let, takže nic dramatického se za našeho života nestane. Z pohledu geologa je však východní Afrika teprve na začátku cesty, která může vyústit ve vznik nového oceánu.
| Fáze | Co se děje | Příkladová oblast |
|---|---|---|
| Roztahování kontinentu | Vznikají trhliny, propadliny, roste vulkanická aktivita | Východní Afrika dnes |
| Zralý rift | Tvoří se rozsáhlé údolí, možné lokální vodní plochy | Části riftu v Africe a na Arabském poloostrově |
| Nový oceán | Kontinentální kůra úplně praskne, vzniká oceánské dno | Rudé moře jako příklad mladé oceánské pánve |
Pokud bude proces pokračovat, může za desítky milionů let ve východní Africe vzniknout nová oceánská pánev podobná dnešnímu Rudému moři — a v ještě vzdálenější budoucnosti možná plnohodnotný oceán. Východní část kontinentu by se pak mohla stát samostatnou pevninskou deskou.
Rizika pro lidi i potenciál čisté energie
Přestože jsou tektonické změny velmi pomalé, jejich důsledky pociťujeme už dnes. Oblast riftu patří k seizmicky a vulkanicky aktivnějším místům na Zemi. Zemětřesení, i ta menší, představují hrozbu pro infrastrukturu a obyvatelstvo. Sopečné výbuchy mohou ničit úrodu, ochromovat leteckou dopravu a nutit obyvatele k evakuaci.
Na druhé straně táž energie ukrývá obrovský potenciál. Aktivní geotermální pole, jako jsou ta v Keni, slouží jako zdroj obnovitelné elektřiny 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
Tento výzkum je skvělým příkladem toho, jak různé vědecké obory spojují síly, aby pochopily procesy odehrávající se stovky či dokonce tisíce kilometrů pod našima nohama. Geochemici analyzují složení plynů a hornin, seizmologové sledují dráhu seizmických vln a geofyzici sestavují trojrozměrné modely pláště a kůry.
Izotopy neonu nebo helia fungují jako barevné značkovače — prozrazují, z jaké hloubky a z jakého rezervoáru pochází materiál, který se dostává do magmatu. Pokud se tento signál opakuje na mnoha místech vzdálených od sebe tisíce kilometrů, ukazuje to na společný, rozsáhlý zdroj hluboko v plášti.
Porozumění takovému superchocholu má význam daleko přesahující samotnou Afriku. Podobné struktury ovlivňují pohyb desek v měřítku celé planety a po miliardy let formují rozmístění kontinentů, oceánů a horských řetězců. Pro dnešní lidi jsou však nejdůležitější praktičtější důsledky: kde se vyplatí investovat do geotermální energie a kde je naopak třeba být zvláště obezřetný kvůli riziku zemětřesení a erupcí.
Znalost hlubokého „motoru" pod východní Afrikou pomáhá tato rizika i příležitosti lépe vyhodnocovat. Zároveň připomíná, že i zdánlivě pevný kontinent se v dlouhých časových měřítkách chová jako pomalu tekoucí hmota, která se neustále přetváří a reorganizuje.
