Kontinent se rozpadá před našima očima
Východní Afrika se doslova rozpadá. Tento proces je dnes viditelný pouhým okem na povrchu a vědci právě identifikovali jeho překvapivě hluboký původ.
Na délce tisíců kilometrů vzniká rozsáhlý systém údolí, sopek a prasklin, který by jednoho dne mohl rozdělit celý kontinent na dvě samostatné pevninské masy. Nejnovější výzkum naznačuje, že za tímto velkolepým, avšak nebezpečným jevem stojí mohutný proud žhavé hmoty hluboko v zemském plášti.
Geologický rozlom v plném proudu
Ve východní Africe právě probíhá jedna z nejpozoruhodnějších geologických proměn na naší planetě. Afrika se pomalu dělí na dvě oddělené části a hranicí mezi nimi se stává obrovská trhlina — tzv. Východoafrický příkopový systém.
Tato tektonická „jizva" se táhne přibližně 3 500 kilometrů. Protíná Etiopii, Keňu, Ugandu a Malawi a vytváří rozsáhlé sníženiny, zlomy a propadliny. Provází ji intenzivní sopečná činnost — pravidelné erupce na mnoha místech jasně ukazují, že zemské nitro je v tomto regionu mimořádně aktivní.
Východoafrický příkop je jedním z mála míst na Zemi, kde lze proces trhání kontinentu sledovat takřka v přímém přenosu.
Vznik riftu je dobře popsaným geologickým cyklem: nejprve se kontinent začne roztahovat, poté se objeví příkopová údolí a časem může vzniknout úplně nový oceán — až zemská kůra zcela praskne a do trhliny se vlije mořská voda.
Proč Afrika praská právě tady?
Přestože příklady rozpadu kontinentů v geologické historii Země dobře známe, mechanismus Východoafrického příkopu dlouho zůstával záhadou. Tento region se stal téměř učebnicovým územím pro výzkum toho, jak se kontinenty rozpadají na menší celky.
Geologové se přeli především o to, co pohání roztahování zemské kůry a zvýšenou sopečnou aktivitu. 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, žhavý proud hmoty v plášti, který tlačí kontinent zdola, oslabuje kůru a spouští praskání.
Druhá hypotéza předpokládá existenci tzv. superplumy — obřího „komína" horké horniny sahajícího od hranice jádra a pláště až pod východní Afriku. Dosud však chyběla tvrdá data, která by lokální sopečnou aktivitu přímo spojovala s tak hlubokým zdrojem.
Klíč ukrytý v plynech ze zemského nitra
Skupina vědců se rozhodla přistoupit k problému z neobvyklého úhlu. Místo aby se soustředili pouze na tvar terénu nebo seizmické vlny, analyzovali chemické složení plynů unikajících z geotermálního pole v keňské části příkopového údolí.
Jde o horké plyny a páry pronikající na povrch skrze trhliny, fumaroly a geotermální prameny. Vědci s mimořádnou přesností změřili izotopy neonu — inertního prvku, který je ideální pro sledování původu materiálu z hlubin Země.
Izotopové složení plynů z Keni poukazuje na překvapivě hluboký a společný zdroj — a to nejen pro toto místo, ale pro celý rozsáhlý příkopový pás.
Ukázalo se, že studované plyny nesou zřetelnou stopu původu z dolních částí zemského pláště. Jejich složení je navíc podobné plynům analyzovaným dříve ve vulkanických horninách z oblasti Rudého moře na severu i z vulkanických oblastí v Malawi na jihu.
Jeden gigantický „motor" pod východní Afrikou
Taková shoda na tak velké vzdálenosti napovídá něco velmi konkrétního: celá tato sopečná zóna, od Rudého moře až po jižní konec příkopového systému, může čerpat z jediného společného hlubokého „zásobníku" žhavé hmoty.
Geologové jej popisují právě jako superplumo zakotvené těsně u hranice jádra a pláště. Jde o strukturu větší a mocnější než běžné plumy, které vysvětlují existenci klasických „horkých skvrn", jako jsou Havaj nebo Island.
Superplumo pod východní Afrikou mohlo spustit — a nyní udržuje — proces trhání kontinentu tím, že na obrovském území dodává teplo a materiál z hlubin Země.
Seizmické přístroje již dříve naznačovaly, že pod Afrikou se nacházejí rozsáhlé, mimořádně horké zóny v plášti. Analýza plynů k této skládačce přidává chybějící dílek — chemický „podpis", který spojuje sopečnou aktivitu od severu po jih v jeden celek.
Od plynů k tektonice desek
Proč nás vůbec tak zajímá původ těchto plynů? Protože bez pochopení hlubokého zdroje energie nelze spolehlivě popsat mechanismus fungování celého riftu. Pokud do hry vstupují síly sahající až k hranici jádra a pláště, mění to pohled na pohyb litosférických desek v celém regionu.
Podle autorů výzkumu výsledky ukazují, že superplumo funguje jako motor, který:
- zahřívá a oslabuje spodní část kontinentální kůry,
- usnadňuje její roztahování 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 s Afrikou stane za miliony let?
Tektonické procesy se měří v milionech let, takže nic dramatického se za našeho života neodehraje. Z pohledu geologa je ale východní Afrika teprve na začátku cesty, která může skončit vznikem nového oceánu.
| Etapa | Co se děje | Příkladový region |
|---|---|---|
| Roztahování kontinentu | Vznikají trhliny, propadliny, roste sopečná aktivita | Východní Afrika dnes |
| Zralý rift | Tvoří se rozsáhlé údolí, možné lokální vodní nádrže | Části riftu v Africe a na Arabském poloostrově |
| Nový oceán | Kontinentální kůra zcela praskne, objeví se oceánské dno | Rudé moře jako příklad mladé oceánské pánve |
Pokud proces bude pokračovat, za desítky milionů let by ve východní Africe mohl vzniknout nový oceánský bazén, podobný dnešnímu Rudému moři. V ještě vzdálenější budoucnosti by to mohl být plnohodnotný oceán a východní část kontinentu by se mohla stát samostatnou pevninskou deskou.
Rizika pro lidi a potenciál geotermální energie
Přestože tektonické změny probíhají velmi pomalu, jejich důsledky pociťujeme již dnes. Oblast riftu patří k seizmicky a vulkanicky nejaktivnějším místům na Zemi. Zemětřesení, i ta menší, představují hrozbu pro infrastrukturu a obyvatelstvo. Sopečné výbuchy mohou ničit úrodu, ochromovat leteckou dopravu a nutit obyvatele k evakuaci.
Na druhé straně tatáž energie skrývá obrovský potenciál. Aktivní geotermální pole, jako je to v Keni, jsou zdrojem 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 odehrávající se stovky, ba tisíce kilometrů pod našima nohama. Geochemici analyzují složení plynů a hornin, seizmologové sledují šíření seizmických vln a geofyzici sestavují trojrozměrné modely pláště a kůry.
Izotopy neonu či hélia fungují jako jakési „barevné značky", které prozrazují, z jaké hloubky a z jakého zásobníku pochází materiál vstupující do magmatu. Pokud se tentýž signál opakuje na mnoha místech vzdálených tisíce kilometrů od sebe, svědčí to o společném, rozsáhlém zdroji hluboko v plášti.
Pochopení takového superplumy má význam daleko přesahující samotnou Afriku. Tyto struktury ovlivňují pohyb desek v celoplanetárním měřítku a po miliardy let formují rozmístění kontinentů, oceánů i horských řetězců. Pro dnešní lidi jsou ale nejdůležitější praktičtější důsledky: kde se vyplatí investovat do geotermální energie a kde je naopak třeba zvláště sledovat riziko zemětřesení a erupcí.
Znalost hlubokého „motoru" pod východní Afrikou pomáhá tato rizika i příležitosti lépe vyhodnocovat. Zároveň připomíná, že i zdánlivě pevný kontinent se v dlouhém časovém horizontu chová jako pomalu tekoucí hmota, která se neustále proměňuje a přeskupuje.
