Kontinent se doslova trhá na kusy
Východní Afrika praská ve švech – a tohle není metafora. Celý proces je dnes viditelný pouhým okem přímo na povrchu. Vědci právě identifikovali jeho hluboko ukryté kořeny.
Na tisících kilometrech se zde formuje systém údolí, sopek a puklin, který by mohl kontinent v budoucnu rozdělit na dvě samostatné části. Nejnovější výzkumy naznačují, že za tímto působivým, ale nebezpečným jevem stojí mocný proud žhavé hmoty uvnitř zemského pláště.
Kontinent uprostřed geologického zlomu
Ve východní Africe probíhá jedna z nejvelkolepějších geologických proměn na naší planetě. Afrika se pomalu štěpí na dvě oddělené pevninské masy a hranicí mezi nimi se stává obrovská puklina – takzvaný Velký východoafrický příkop, rozsáhlý riftový systém.
Tento tektonický „šev" se táhne přibližně 3 500 kilometrů. Prochází Etiopií, Keňou, Ugandou a Malawi a vytváří rozsáhlé prohlubně, zlomy a poklesy terénu. Celý region doprovází intenzivní vulkanismus – pravidelné erupce na mnoha místech jasně ukazují, že zemské nitro je zde mimořádně aktivní.
Východoafrický příkop je jedním z mála míst na Zemi, kde lze proces trhání kontinentu sledovat prakticky v přímém přenosu.
Vznik riftu je součástí geologům dobře známého cyklu. Nejprve se kontinent začne natahovat, pak se vytvářejí riftová údolí a časem může vzniknout zcela nový oceán – až kontinentální kůra zcela poprská a do trhliny se vlije mořská voda.
Proč se Afrika trhá právě tady?
Přestože příklady trhání kontinentů z geologické historie Země dobře známe, mechanismus Velkého východoafrického příkopu dlouho zůstával záhadou. Tato oblast se stala takřka učebnicovým terénem pro studium toho, jak se kontinenty rozpadají na menší části.
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 kontinent zdola, oslabuje kůru a spouští trhliny.
Druhá hypotéza předpokládá existenci tzv. superplumy – gigantického „komína" žhavé horniny sahajícího z oblasti hranice jádra a pláště až pod východní Afriku. Dosud však chyběla tvrdá data, která by lokální vulkanismus přímo spojovala s tak hlubokým zdrojem.
Klíč skrytý 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 pukliny, 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 – a to nejen pro toto místo, ale pro celý rozsáhlý riftový pás.
Ukázalo se, že studované plyny nesou zřetelný otisk původu z dolních partií zemského pláště. Jejich složení je navíc podobné plynům analyzovaným dříve v sopečných horninách z oblasti Rudého moře na severu a ze sopečných oblastí Malawi na jihu.
Jeden gigantický „motor" pod východní Afrikou
Taková shoda na takové vzdálenosti naznačuje něco velmi konkrétního. Celá tato vulkanická zóna, od Rudého moře až po jižní část riftového systému, může čerpat z jednoho společného hlubokého „zásobníku" horké hmoty.
Geologové jej popisují právě jako superplumus zakotvený 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.
Superplumus pod východní Afrikou mohl nastartovat – a nyní udržuje – proces trhání kontinentu tím, že přivádí teplo a materiál z hlubin Země na obrovském území.
Seismické přístroje již dříve naznačovaly, že pod Afrikou se nacházejí velké, abnormálně horké zóny v plášti. Analýza plynů přidává do této skládačky chybějící dílek – chemický „podpis", který propojuje vulkanickou aktivitu od severu k jihu v jeden celek.
Od plynů k tektonice desek
Proč nás vlastně původ těchto plynů tolik zajímá? Bez pochopení hlubokého zdroje energie je totiž obtížné popsat mechanismus fungování celého riftového systému. Pokud do hry vstupují síly sahající až k hranici jádra a pláště, mění se tím celkový obraz pohybu litosférických desek v tomto regionu.
Podle autorů výzkumu výsledky naznačují, že superplumus funguje jako motor, který:
- ohřívá a oslabuje spodní část kontinentální kůry,
- usnadňuje její natahování 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 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 našich životů se nic dramatického nestane. Z pohledu geologa je však východní Afrika teprve na začátku cesty, která může vyústit ve vznik nového oceánu.
| Etapa | Co se děje | Příkladový region |
|---|---|---|
| Natahování kontinentu | Vznikají trhliny, poklesy, roste sopečná aktivita | Východní Afrika v současnosti |
| Zralý rift | Formuje se rozsáhlé údolí, možné lokální vodní nádrže | Části riftu v Africe a na Arabském poloostrově |
| Nový oceán | Kontinentální kůra zcela poprská, objevuje se oceánské dno | Rudé moře jako příklad mladé oceánské pánve |
Pokud proces bude pokračovat, za desítky milionů let se ve východní Africe může vytvořit nová oceánská pánev, podobná dnešnímu Rudému moři. V ještě vzdálenější budoucnosti by mohlo jít o plnohodnotný oceán a východní část kontinentu by se mohla stát samostatnou pevninskou deskou.
Rizika pro lidi a potenciál energie
Přestože tektonické změny probíhají velmi pomalu, jejich důsledky pociťujeme již dnes. Oblast riftu patří k seismicky a vulkanicky aktivnějším místům na Zemi. Zemětřesení, i ta menší, ohrožují infrastrukturu a obyvatelstvo. Sopečné výbuchy mohou ničit úrodu, paralyzovat leteckou dopravu a nutit místní k evakuaci.
Na druhé straně tatáž 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 důležitou součástí energetického mixu a pomáhají snižovat závislost na fosilních palivech.
Jak vědci „čtou" zemské nitro
Popsaný výzkum je dobrým příkladem toho, jak různé vědecké obory spojují síly, aby pochopily procesy probíhající stovky či tisíce kilometrů pod našima nohama. Geochemici analyzují složení plynů a hornin, seismologové sledují dráhy seismických vln a geofyzici budují trojrozměrné modely pláště a kůry.
Izotopy neonu nebo helia fungují jako jakési „barevné značky", které prozrazují, z jaké hloubky a z jakého rezervoáru pochází materiál vstupující do magmatu. Když se tento signál opakuje na mnoha místech vzdálených od sebe tisíce kilometrů, poukazuje to na společný, rozsáhlý zdroj hluboko v plášti.
Pochopení takového superplumosu 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 řetězců. Pro dnešní lidi jsou však nejdůležitější konkrétnější důsledky: kde se vyplatí investovat do geotermální energie a kde je třeba zvláště sledovat riziko zemětřesení a erupcí.
Znalost hlubokého „motoru" pod východní Afrikou pomáhá lépe vyhodnocovat tato rizika i příležitosti. Ukazuje také, že i zdánlivě pevný kontinent se v dlouhém časovém měřítku chová jako pomalu tekoucí masa, která se neustále přeměňuje a přeskupuje.
