Východní Afrika se doslova trhá na kusy a tento proces je již patrný pouhým okem. Vědci právě odhalili jeho hluboký zdroj.
Na délce tisíců kilometrů vzniká systém údolí, sopek a trhlin, který v budoucnosti může rozdělit kontinent na dvě části. Nejnovější výzkumy naznačují, že za tímto působivým, ale nebezpečným jevem stojí mohutný, horký proud hmoty v zemském plášti.
V současné době probíhá ve východní Africe jedna z nejspektakulárnějších geologických proměn na naší planetě. Afrika se pomalu dělí na dvě samostatné pevninské masy a hranicí mezi nimi se stává obrovská trhlina – takzvaný Velký východoafrický rift, tedy rozsáhlý systém trhlin.
Tento tektonický „šev“ se táhne na 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 ukazují, že nitro Země pod tímto regionem je výjimečně aktivní. Východoafrický rift patří k mála místům na Zemi, kde lze proces rozrývání kontinentu sledovat prakticky „naživo“.
Vznik riftu je etapou dobře známého geologického cyklu: nejprve se kontinent začíná protahovat, pak se objevují riftová údolí a časem může dojít k vytvoření zcela nového oceánu, když kontinentální kůra úplně praskne a do trhliny vnikne mořská voda.
Proč se Afrika trhá právě v tomto místě
Ačkoli příkladů rozrývání kontinentů známe z geologické historie Země celou řadu, mechanismus působení 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 protahování kůry a zesílený vulkanismus. Zvažovaly se dva hlavní scénáře: zda se vše děje především „mělce“, v horní části pláště a kůry, v důsledku tektonických sil působících na litosférické desky, nebo zda klíčovou roli hraje hluboký, horký proud hmoty v plášti, který tlačí kontinent zdola, oslabuje kůru a vyvolává praskání.
Druhá hypotéza předpokládá existenci takzvaného superplumu v plášti – gigantického „komína“ horké horniny sahajícího z oblasti hranice jádra a pláště až pod východní Afriku. Dosud však chyběly tvrdá data, která by přímo spojovala místní vulkanismus s tak hlubokým zdrojem.
Klíč ukrytý v plynech z nitra Země
Skupina vědců se rozhodla k problému přistoupit z netypické strany. Místo aby se soustředili 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 s mimořádnou přesností změřili 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 zkoumané plyny nesou výraznou stopu původu z dolních partií zemského pláště. Co více, jejich složení je podobné plynům analyzovaným dříve ve vulkanických horninách pocházejících z oblasti Rudého moře na severu a z vulkanických oblastí v 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 využívat jednu společnou, hlubokou „magistrálu“ horké hmoty.
Geologové ji popisují právě jako superplum v plášti, zakotvený těsně u hranice jádra a pláště. Jde o strukturu větší a mocnější než typické plumy, které vysvětlují existenci klasických „horkých skvrn“, jako jsou Havaj nebo Island. Superplum pod východní Afrikou mohl spustit a nyní udržuje proces rozrývání kontinentu, dodávat teplo a materiál z hlubin Země na obrovské ploše.
Seismické přístroje již 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.
Od plynů k teorii deskové tektoniky
Proč nás vůbec původ těchto plynů tak zajímá? Protože bez pochopení hlubokého zdroje energie je těžké popsat mechanismus fungování celého riftového systému. Pokud jsou ve hře síly působící až z oblasti hranice jádra a pláště, mění to obraz pohybů litosférických desek v tomto regionu.
Podle autorů výzkumů výsledky ukazují, že právě superplum funguje jako motor, který:
- zahřívá a oslabuje spodní část kontinentální kůry
- usnadňuje její protahování a praskání
- dodává magma odpovědné za četné vulkanické erupce podél riftu
- ovlivňuje směr a tempo pohybů sousedních tektonických desek
Výsledky výzkumu publikovali vědci ve specializovaném vědeckém časopise Geophysical Research Letters, kde se dostaly k široké komunitě geologů a geofyziků zabývajících se nitrem Země.
Co se může stát s Afrikou za miliony let
Tektonické procesy se měří v milionech let, takže se za našeho života nic dramatického nestane. Z pohledu geologa je však východní Afrika na začátku cesty, která může skončit vznikem nového oceánu.
Pokud bude proces postupovat, 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.
Region riftu patří k seismicky a vulkanicky aktivnějším místům na Zemi. Zemětřesení, i ta menší, představují hrozbu pro infrastrukturu a obyvatelstvo. Výbuchy sopek mohou ničit úrodu, paralyzovat leteckou dopravu a nutit obyvatele k evakuaci.
Na druhou stranu táž energie 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 se osamostatňovat od fosilních paliv.
Jak vědci čtou nitro Země
Zmiňovaný výzkum je dobrým příkladem toho, jak různé vědní obory spojují síly, aby porozuměly procesům probíhajícím stovky či dokonce tisíce kilometrů pod našima nohama. Geochemici analyzují složení plynů a hornin, seismologové sledují dráhu seismických vln a geofyzici staví trojrozměrné modely pláště a kůry.
Izotopy neonu nebo helia fungují jako jakési „barevné značky“, které prozradí, 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, ukazuje to na společný, rozsáhlý zdroj v hlubinách pláště.
Pochopení takového superplumu 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 dnešní obyvatele jsou však důležitější přízemní důsledky: kde se vyplatí investovat do geotermální energie a kde je třeba zvlášť dávat pozor na riziko zemětřesení a erupcí. Znalost hlubokého „motoru“ pod východní Afrikou pomáhá lépe hodnotit tato rizika i příležitosti.
