Východní Afrika se doslova trhá ve švech a tento proces je už viditelný pouhým okem na povrchu. Vědci právě identifikovali jeho hluboký zdroj.
Na délce tisíců kilometrů vzniká systém údolí, sopek a trhlin, který může v budoucnosti rozdělit kontinent na dvě části. Nejnovější výzkumy naznačují, že za tímto velkolepým, ale nebezpečným jevem stojí mohutný horký proud hmoty v zemském plášti.
Ve východní Africe probíhá jedna z nejspektakulárnějších geologických proměn na naší planetě. Afrika se pomalu dělí na dvě oddělené pevninské masy a hranicí mezi nimi se stává obrovská trhlina – takzvaný Velký východoafrický rift, tedy rozsáhlý riftový systém.
Tento tektonický „šev“ táhne se na vzdálenost asi 3 500 kilometrů. Prochází Etiopií, Keňou, Ugandou a Malawi a vytváří rozsáhlé sníženiny terénu, zlomy a propadliny. Doprovází jej intenzivní vulkanismus – pravidelné erupce na mnoha místech ukazují, že zemské nitro pod tímto regionem je výjimečně aktivní.
Vznik riftu je etapa dobře známého geologického cyklu: nejprve se kontinent začíná roztahovat, pak se objevují riftová údolí a časem může dojít ke vzniku zcela nového oceánu, když pevninská kůra úplně praskne a do trhliny vnikne mořská voda.
Proč se Afrika trhá právě tam
Ačkoli známe z geologické historie Země spoustu příkladů rozrývání kontinentů, mechanismus fungování Velkého východoafrického riftu dlouho zůstával záhadou. Tento region se stal přímo učebnicovým terénem pro výzkum toho, jak se kontinenty rozpadají na menší části.
Geologové se především přeli o to, co pohání proces roztahování kůry a zesílený vulkanismus. Uvažovaly se dva hlavní scénáře: zda se vše děje především „mělce“, v horní části pláště a kůry, následkem tektonických sil působících na litosférické desky, nebo zda klíčovou roli hraje hluboký horký proud hmoty v plášti, který tlačí kontinent zespodu, oslabuje kůru a iniciuje praskliny.
Druhá hypotéza předpokládá existenci takzvaného superplášťového chocholu – gigantického „komína“ horké horniny sahajícího z okolí hranice jádra a pláště až pod východní Afriku. Až dosud však chyběla tvrdá data, která by přímo spojovala místní vulkanismus s tak hlubokým zdrojem.
Klíč v plynech z nitra Země
Skupina výzkumníků se rozhodla k problému přistoupit z neobvyklé strany. Místo soustředění pouze na tvar terénu nebo seismické vlny analyzovali chemické složení plynů unikajících v geotermálním poli v keňské části riftového údolí.
Jde o horké plyny a páry, které se dostávají na povrch přes trhliny, fumaroly a geotermální prameny. Vědci změřili s mimořádnou přesností mimo jiné izotopy neonu – inertního prvku, který se skvěle hodí ke sledování původu materiálu z hlubin Země.
Izotopové složení plynů z Keni ukazuje na překvapivě hluboký společný zdroj – nejen pro toto místo, ale pro celý rozsáhlý pás riftu. Ukázalo se, že zkoumaný plyn nese výraznou stopu původu z dolních partií zemského pláště.
Co víc, jejich složení je podobné plynům analyzovaným dříve ve vulkanických horninách pocházejících z oblasti Rudého moře na severu i z vulkanických oblastí v Malawi na jihu. Taková shoda na tak velké vzdálenosti naznačuje něco velmi konkrétního: celá tato vulkanická zóna, od Rudého moře až po jižní okraj riftového systému, může využívat jednu společnou hlubokou „magistrálu“ horké hmoty.
Jeden gigantický motor pod východní Afrikou
Geologové ji popisují právě jako superplášťový chochol, zakotvený u hranice jádra a pláště. Je to struktura větší a mohutnejší než typické chocholy, které vysvětlují existenci klasických „horkých skvrn“, jako jsou Havaj nebo Island.
Superchochol pod východní Afrikou mohl spustit a nyní udržuje proces rozrývání kontinentu tím, že dodává teplo a materiál z hlubin Země na obrovské ploše. Seismické přístroje už dříve naznačovaly, že pod Afrikou se nacházejí velké abnormálně horké zóny v plášti.
Analýza plynů přidává do této skládačky chybějící prvek – chemický „podpis“, který spojuje vulkanickou aktivitu od severu k jihu v jeden celek. Podle autorů výzkumů výsledky ukazují, že právě superchochol 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 tempo pohybů sousedních tektonických desek
- vytváří podmínky pro vznik geotermálních polí
- formuje charakteristický reliéf riftového údolí
- napomáhá přesunu hmoty z hlubokého pláště k povrchu
- určuje rozmístění seismické aktivity v regionu
Výsledky výzkumů byly publikovány v odborném časopise Geophysical Research Letters, kde se dostaly k široké 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 nic dramatického se za našeho života nestane. Z pohledu geologa je však východní Afrika na začátku cesty, která může skončit vznikem nového oceánu.
Pokud proces bude pokračovat, za desítky milionů let se ve východní Africe může vytvořit 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.
Ačkoli jsou tektonické změny velmi pomalé, jejich důsledky pociťujeme už dnes. Region riftu patří k seismicky a vulkanicky aktivnějším místům na Zemi. Zemětřesení, i malá, představují hrozbu pro infrastrukturu a obyvatelstvo. Výbuchy sopek mohou ničit úrodu, paralyzovat leteckou dopravu a nutit obyvatele k evakuaci.
Na druhou stranu táž energie v sobě skrývá obrovský potenciál. Aktivní geotermální pole, jako v Keni, představují zdroj obnovitelné elektrické energie a tepla. V některých zemích regionu se geotermální elektrárny stávají důležitým prvkem energetického mixu a pomáhají osamostatňovat se od fosilních paliv.
Jak vědci čtou nitro Země
Výzkumy, o kterých je řeč, jsou dobrým příkladem, jak různé vědecké obory spojují síly, aby pochopily procesy probíhající několik set či dokonce několik tisíc kilometrů pod našima nohama. Geochemici analyzují složení plynů a hornin, seismologové sledují dráhu seismických vln a geofyzici budují trojrozměrné modely pláště a kůry.
Izotopy neonu nebo helia fungují jako svého druhu „barevné značkovače“, které prozrazují, z jaké hloubky a z jakého rezervoáru pochází materiál vstupující do magmatu. Pokud se tento signál opakuje na mnoha místech vzdálených od sebe tisíce kilometrů, ukazuje to na společný rozsáhlý zdroj v hlubinách pláště.
Pochopení takového superchocholu má význam nejen pro samotnou Afriku. Tento typ struktur ovlivňuje pohyb desek v měřítku celé planety a formuje rozmístění kontinentů, oceánů a horských řetězců po miliardy let. Pro lidi žijící dnes jsou však důležitější přízemější důsledky: kam stojí za to investovat do geotermální energie a kde je třeba zvlášť dávat pozor na riziko zemětřesení a erupcí.
Znalost hlubokého zdroje přináší praktické výhody
Vědomosti o hlubokém „motoru“ pod východní Afrikou pomáhají lépe hodnotit tato ohrožení a příležitosti. Ukazují také, že i zdánlivě stabilní kontinent se v dlouhodobém měřítku chová jako pomalu tekoucí hmota, která se stále přetváří a přeskupuje.
Vědci dnes díky kombinaci geochemických analýz, seismického mapování a počítačového modelování dokážou přesněji předpovídat, kde hrozí největší nebezpečí a kde naopak lze využít geotermální potenciál. Je to přesně ten typ poznání, který může v budoucnu zachránit lidské životy a zároveň pomoci regionu v udržitelném energetickém rozvoji.
