Kontinent se doslova rozpadá
Východní Afrika se doslova trhá ve švech – a tento proces je dnes viditelný pouhým okem přímo na povrchu. Vědci právě identifikovali jeho hluboko ukrytý zdroj, který pohání celou tuto geologickou podívanou.
Na tisících kilometrů čtverečních vzniká rozsáhlý systém údolí, sopek a puklin. Pokud bude tento vývoj pokračovat, může kontinent v budoucnu rozdělit na dvě samostatné pevninské masy.
Kontinent uprostřed rozpadu
Ve východní Africe probíhá jedna z nejvelkolepějších geologických přeměn na naší planetě. Afrika se pomalu dělí na dva oddělené celky a hranicí mezi nimi se stává obrovská trhlina – takzvaný Východoafrický příkop, tedy rozsáhlý riftový systém.
Tento tektonický „šev" se táhne přibližně na 3 500 kilometrech. Prochází Etiopií, Keňou, Ugandou a Malawi a vytváří rozsáhlé terénní prohlubně, zlomy a poklesové kotliny. Provází ho intenzivní vulkanická aktivita – pravidelné erupce na mnoha místech jasně ukazují, že zemské nitro pod tímto regionem je mimořádně živé.
Východoafrický rift je jedním z mála míst na Zemi, kde lze proces rozrývání kontinentu sledovat prakticky v přímém přenosu.
Vznik riftu je součástí dobře známého geologického cyklu. Nejprve se kontinent začne roztahovat, poté vznikají riftová údolí a časem může dojít ke vzniku zcela nového oceánu – jakmile pevninská kůra úplně praskne a do trhliny se vylije mořská voda.
Proč se Afrika trhá právě tady?
Přestože geologická historie Země nabízí spoustu příkladů rozpadu kontinentů, mechanismus fungování Východoafrického příkopu dlouho zůstával 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 roztahování zemské kůry a zvýšenou sopečnou aktivitu. Zvažovaly se dva hlavní scénáře:
- Vše se odehrává především „mělce" – v horní části pláště a zemské kůry vlivem tektonických sil působících na litosférické desky.
- Klíčovou roli hraje hluboký, žhavý proud hmoty v plášti, který tlačí kontinent zdola, oslabuje kůru a spouští trhliny.
Druhá hypotéza předpokládá existenci tzv. superplumu – gigantického „komína" z rozžhaveného kamene sahajícího od hranice jádra a pláště až pod východní Afriku. Dosud však chyběla tvrdá data, která by přímou spojnicí propojila místní vulkanismus s tak hlubokým zdrojem.
Klíč se skrývá v plynech ze zemských hlubin
Skupina výzkumníků se rozhodla přistoupit k problému z neobvyklé strany. 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 se dostávají na povrch skrze 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 ukazuje na překvapivě hluboký a společný zdroj – a to nejen pro toto místo, ale pro celý rozsáhlý riftový pás.
Ukázalo se, že zkoumané plyny nesou zřetelnou stopu původu z dolních vrstev zemského pláště. Navíc jejich složení se nápadně podobá 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 obrovské vzdálenosti napovídá něco velmi konkrétního: celá tato vulkanická zóna, od Rudého moře až po jižní část riftového systému, může čerpat z jediné společné, hluboce ukotvené „magistrály" žhavé hmoty.
Geologové ji popisují právě jako superplum 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 pravděpodobně celý proces rozrývání kontinentu spustil a nyní ho udržuje v chodu tím, že přivádí teplo a materiál z hlubin Země na obrovské ploše.
Seizmické přístroje už dříve naznačovaly, že pod Afrikou se nacházejí velké, abnormálně horké zóny v plášti. Analýza plynů do této skládačky doplňuje chybějící dílek – chemický „podpis", který spojuje vulkanickou aktivitu od severu po jih v jeden celek.
Od plynů k tektonice desek
Proč nás původ těchto plynů vůbec tolik zajímá? Bez pochopení hlubokého zdroje energie totiž nelze pořádně popsat mechanismus fungování celého riftového systému. Pokud do hry vstupují síly působící až od 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:
- ohřívá a oslabuje spodní část kontinentální kůry,
- usnadňuje její roztahování a praskání,
- dodává magma zodpovědné za četné sopečné erupce podél riftu,
- ovlivňuje směr a tempo pohybu sousedních tektonických desek.
Výsledky výzkumu byly publikovány 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 žádná dramatická změna neudeje. Z pohledu geologa je však východní Afrika teprve na začátku cesty, která může vyústit ve vznik nového oceánu.
| Etapa | Co se děje | Příkladový region |
|---|---|---|
| Roztahování kontinentu | Vznikají trhliny, poklesové kotliny, roste sopečná aktivita | Východní Afrika dnes |
| Zralý rift | Tvoří se rozsáhlé údolí, možné místní vodní nádrže | Části riftu v Africe a na Arabském poloostrově |
| Nový oceán | Kontinentální kůra zcela praskne, objevuje se oceánské dno | Rudé moře jako příklad mladé oceánské pánve |
Pokud bude proces pokračovat, za desítky milionů let by ve východní Africe mohla vzniknout nová oceánská pánev, podobná dnešnímu Rudému moři. V ještě vzdálenější budoucnosti pak třeba i plnohodnotný oceán. Východní část kontinentu by se tehdy mohla stát samostatnou pevninskou deskou.
Rizika pro lidi i potenciál geotermální energie
Přestože tektonické změny probíhají velmi pomalu, jejich důsledky pociťujeme už dnes. Oblast riftu patří k seizmicky a vulkanicky nejaktivnějším místům na Zemi. Zemětřesení, i ta slabší, ohrožují infrastrukturu a místní obyvatelstvo. Sopečné výbuchy mohou ničit úrodu, paralyzovat leteckou dopravu a nutit lidi k evakuaci.
Na druhou stranu tato stejná energie skrývá obrovský potenciál. Aktivní geotermální pole, jako jsou ta v Keni, představují zdroj obnovitelné elektrické energie i 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 skvělým příkladem toho, jak různé vědecké obory spojují síly, aby pochopily procesy odehrávající se stovky či dokonce tisíce kilometrů pod našimi nohama. Geochemici analyzují složení plynů a hornin, seizmologové sledují dráhu seizmických vln a geofyzici sestavují trojrozměrné modely pláště a zemské kůry.
Izotopy neonu nebo helia fungují jako jakási barevná značkovadla, která 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.
Pochopení takového superplumu má význam daleko přesahující samotnou Afriku. Podobné struktury ovlivňují pohyb desek v měřítku celé planety a po miliardy let formují rozmístění kontinentů, oceánů i horských řetězců. Pro lidi žijící dnes jsou však nejdůležitější praktičtější důsledky: kde se vyplatí investovat do geotermální energie a kde je naopak třeba být obzvlášť ostražitý vůči riziku zemětřesení a erupcí.
Znalost hlubokého „motoru" pod východní Afrikou pomáhá tato rizika i příležitosti lépe vyhodnocovat. A zároveň připomíná, že i zdánlivě nehybný kontinent se v dlouhém časovém horizontu chová jako pomalu tekoucí masa, která se nepřetržitě přeměňuje a přeskupuje.
