Един колосален стълб от свръхнагрята скала, издигащ се нагоре от огромна дълбочина, близо до ядрото на Земята, може да помогне да се обяснят загадъчните деформации, свързани с гигантски разкъсвания на повърхността на планетата, които изглежда разделят Африка на две, показва скорошно проучване.
По цялата планета огромни разкъсвания на земната повърхност, известни като континентални разломи, разкъсват земните пластове. Най-големият активен континентален разлом е Източноафриканският разлом - мрежа от долини, дълга около 3500 км, простираща се от Червено море до Мозамбик.
Континенталните разломи се дължат на деформацията на литосферата - най-външния твърд слой на планетата. Тъй като литосферата се разтяга и изтънява, най-плитките ѝ части могат да се деформират по различни начини - от разтягане като тесто до раздробяване.
Съавторът на изследването Сара Стампс (Sarah Stamps), геофизик в Техническия университет на Вирджиния в Блексбърг, оприличава тези реакции на пластилин - ако ударите пластилина с чук, той може да се напука и да се счупи, но ако го разкъсвате бавно, той се разтяга. В различни времеви мащаби земната литосфера също може да се държи по различен начин.
Посоката, в която земната повърхност се деформира при континентални разломи, обикновено е под прав ъгъл спрямо дължината на разлома - представете си две половини на континент, които се раздалечават една от друга, а на мястото, където се срещат, сушата се разтяга или разрушава.
След като изследват Източноафриканския разлом в продължение на повече от 12 години, изследователите установяват, че деформацията е перпендикулярна - както се очаква - движейки се на изток и на запад. Те обаче откриват и деформация, която е успоредна на разлома и се движи на север. Тези движения на повърхността "са доста необичайни и не са наблюдавани другаде", коментира за Live Science Стампс.
Африка може би се разделя на два континента в гигантски разлом, простиращ се на 3 500 км от Червено море до Мозамбик. Източноафриканска рифтова система с GPS и напрежения. Кредит: Wikimedia Commons
Този колосален поток от горещи, разтопени скали, които се издигат от дълбоките части на земната мантия, е явление, известно като "мантиен плюм".
В изследването екипът установява, че гигантски, гъбовиден "суперплюм" може да помогне да се обяснят тези загадъчни деформации.
"Тази работа предполага, че плюмовете могат да играят активна роля в деформирането на земната повърхност, особено в континенталните разломи, където литосферата е изтъняла", заявява Стампс.
Учените отдавна знаят за съществуването на мантийни плюмове на Земята. Например Исландия и островните вериги на Хаваите и Галапагос са се образували при бавно придвижване на тектоничните плочи над мантийни плумове, които са нажежили покриващия материал като горелка.
Изследователите се фокусират върху Африканския суперплюм, който се издига под Югозападна Африка и се движи на североизток през континента, като постепенно се издига, докато се разширява на север.
Учените използват GPS технология, за да наблюдават движенията на повърхността в Източноафриканския разлом с милиметрова точност. Те използвали и сеизмични инструменти, за да анализират посоките, в които мантийните скали бавно се движат в обширна област.
Накрая 3D компютърни симулации, разработени от водещия автор на изследването Тахири Раджаонарисон (Tahiry Rajaonarison), геофизик в Техническия университет на Ню Мексико в Сокоро, анализирали GPS и сеизмичните данни, за да разберат подземната активност в основата на Източноафриканския рифт.
Кредит: Tahiry A. Rajaonarison et al.
Триизмерните модели показват, че необичайните деформации, успоредни на разлома, могат да бъдат предизвикани от движението на мантията на север, свързано с Африканския суперплюм.
"Представете си по-здрав пластилин върху по-слаб пластилин, които представляват съответно силно вискозната литосфера и по-слабо вискозния материал на плюма", обяснява Раджаонарисон пред Live Science. "Ако се премести по-слабия пластилин, той постепенно ще се слепва с по-здравия пластилин на границата между тях, докато по-здравият пластилин се премести в същата посока."
Като цяло, "за мен най-важното следствие от тези открития е подобряването на разбирането ни за това как се разпадат континентите", коментира Раджаонарисон.
A Geodynamic Investigation of Plume-Lithosphere Interactions Beneath the East African Rift; Tahiry A. Rajaonarison, D. Sarah Stamps, John Naliboff, Andrew Nyblade, Emmanuel A. Njinju, Journal of Geophysical Research: Solid Earth; First published: 27 March 2023 https://doi.org/10.1029/2022JB025800
Mushroom-shaped superplume of scorching hot rock may be splitting Africa in 2, Live Science
