Kontinent se doslova rozpadá před našima očima
Východní Afrika se doslova trhá ve švech a tento proces je dnes viditelný pouhým okem na zemském povrchu. Vědci právě identifikovali jeho hluboký původ.
Na vzdálenosti tisíců kilometrů vzniká rozsáhlý systém údolí, sopek a puklin, který by mohl v budoucnu rozdělit celý kontinent na dvě samostatné části. Nejnovější výzkumy naznačují, že za tímto velkolepým, ale nebezpečným jevem stojí mohutný horký proud hmoty v zemském plášti.
Kontinent uprostřed geologického zlomu
Ve východní Africe probíhá jedna z nejpozoruhodnějších geologických přeměn na naší planetě. Afrika se pomalu dělí na dvě oddělené pevninské masy a hranicí mezi nimi se stává obrovská trhlina – takzvaný Velký africký příkop, tedy rozsáhlý riftový systém.
Tento tektonický „šev" se táhne přibližně 3 500 kilometrů. Protíná Etiopii, Keňu, Ugandu a Malawi a vytváří rozsáhlé sníženiny terénu, zlomy a propadliny. Doprovází ho intenzivní vulkanismus – pravidelné erupce na mnoha místech jasně ukazují, že zemské nitro pod tímto regionem je mimořádně aktivní.
Východoafrický rift patří k těm vzácným místům na Zemi, kde lze proces rozpadu kontinentu sledovat prakticky v přímém přenosu.
Vznik riftu je dobře známou fází geologického cyklu. Nejprve se kontinent začne roztahovat, poté se objevují riftová údolí a časem může dojít ke vzniku zcela nového oceánu – až se pevninská kůra úplně rozlomí a do trhlin vnikne mořská voda.
Proč se Afrika trhá právě tam?
Přestože geologická historie Země nabízí řadu příkladů rozpadu kontinentů, mechanismus fungování Velkého afrického příkopu dlouho zůstával záhadou. Tento region se stal doslova učebnicovým územím pro výzkum toho, jak se kontinenty rozpadají na menší celky.
Geologové se přeli zejména o to, co pohání proces roztahování kůry a zvýšený vulkanismus. Zvažovaly se dva hlavní scénáře:
- 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 na kontinent zdola, oslabuje kůru a spouští trhliny.
Druhá hypotéza předpokládá existenci takzvaného superplumu pláště – gigantického „komína" z horké horniny sahajícího z oblasti hranice jádra a pláště až pod východní Afriku. Dosud však chyběla tvrdá data, která by místní 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 soustředili jen na tvar terénu nebo seismické vlny, analyzovali chemické složení plynů unikajících z geotermálního pole v keňské části riftového údolí.
Jde o horké plyny a páry, které pronikají na povrch skrze trhliny, fumaroly a geotermální prameny. Vědci s mimořádnou přesností změřili mimo jiné izotopy neonu – inertního prvku, který se výborně hodí ke sledování původu materiálu z hlubin Země.
Izotopové složení plynů z Keni naznačuje překvapivě hluboký a společný zdroj – a to nejen pro toto konkrétní místo, ale pro celý rozsáhlý riftový pás.
Ukázalo se, že zkoumané plyny nesou zřetelný otisk původu z dolních vrstev zemského pláště. Jejich složení navíc odpovídá plynům dříve analyzovaným ve vulkanických horninách z oblasti Rudého moře na severu i z vulkanických oblastí Malawi na jihu.
Jeden obrovský „motor" pod východní Afrikou
Taková shoda na tak velkých vzdálenostech napovídá něco velmi konkrétního: celá tato vulkanická zóna, od Rudého moře až po jižní část riftového systému, může být zásobována z jedné společné a hluboké „dálnice" horké hmoty.
Geologové ji popisují právě jako superplum pláště, ukotvený těsně u hranice jádra a pláště. Jde o strukturu větší a mocnější než typické plumy, které vysvětlují existenci klasických „horkých skvrn" – jako jsou Havaje nebo Island.
Superplum pod východní Afrikou mohl spustit a nyní udržuje proces rozpadu kontinentu tím, že na obrovské ploše přivádí teplo a materiál z hlubin Země.
Seismická měření již dříve naznačovala, že pod Afrikou existují rozsáhlé, anomálně horké zóny v plášti. Analýza plynů přidává do této skládačky chybějící dílek – chemický „podpis", který propojuje vulkanickou aktivitu od severu na jih v jeden celek.
Od plynů k tektonice desek
Proč nás vlastně původ těchto plynů tolik zajímá? Protože bez pochopení hlubokého zdroje energie nelze popsat mechanismus fungování celého riftového systému. Pokud do hry vstupují síly působící až z oblasti hranice jádra a pláště, mění to celkový obraz pohybu litosférických desek v tomto regionu.
Podle autorů výzkumu výsledky ukazují, že superplum funguje jako motor, který:
- zahřívá a oslabuje spodní část pevninské kůry,
- usnadňuje její roztahování a praskání,
- dodává magma odpovědné za četné sopečné erupce podél riftu,
- ovlivňuje směr a rychlost pohybu sousedních tektonických desek.
Výsledky výzkumu byly zveřejněny v odborném vědeckém časopise Geophysical Research Letters, kde se dostaly k širší 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 za našeho života se nic dramatického nestane. Z geologického pohledu 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 v současnosti |
| Zralý rift | Tvoří se rozsáhlé údolí, možné lokální vodní nádrže | Části riftu v Africe a na Arabském poloostrově |
| Nový oceán | Pevninská kůra se úplně rozlomí, vzniká oceánské dno | Rudé moře jako příklad mladé oceánské pánve |
Pokud proces bude pokračovat, za desítky milionů let by se ve východní Africe mohl vytvořit nový oceánský basin – podobný dnešnímu Rudému moři. V ještě vzdálenější budoucnosti by se mohlo jednat o plnohodnotný oceán a východní část kontinentu by se mohla stát samostatnou pevninskou deskou.
Rizika pro lidi a potenciál geotermální energie
Přestože tektonické změny jsou velmi pomalé, jejich důsledky pociťujeme již dnes. Oblast riftu patří k seismicky a vulkanicky aktivnějším místům na Zemi. Zemětřesení, byť i mírná, ohrožují infrastrukturu a obyvatelstvo. Sopečné výbuchy mohouničit úrodu, paralyzovat leteckou dopravu a nutit obyvatele k evakuaci.
Na druhé straně tatáž energie skrývá obrovský potenciál. Aktivní geotermální pole, jako je 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 probíhající stovky či dokonce tisíce 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 hélia fungují jako 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 a rozsáhlý zdroj v hlubinách pláště.
Pochopení takového superplumu má význam nejen pro samotnou Afriku. Tyto struktury ovlivňují pohyb desek v měřítku celé planety a po miliardy let formují rozmístění kontinentů, oceánů a horských pásem. Pro dnešní lidi jsou však nejdůležitější konkrétnější důsledky: kde se vyplatí investovat do geotermální energie a kde je třeba být zvláště obezřetný vůči riziku zemětřesení a erupcí.
Znalost hlubokého „motoru" pod východní Afrikou pomáhá lépe vyhodnocovat tato rizika i příležitosti. Zároveň ukazuje, že i zdánlivě pevný kontinent se v dlouhém časovém horizontu chová jako pomalu tekoucí masa, která se neustále přetváří a přeskupuje.
