Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Карта Восточной Африки, на которой показаны некоторые из исторически действующих вулканов (в виде красных треугольников) и Афарский треугольник (заштрихованный в центре), который представляет собой так называемое тройное соединение (или тройную точку), где три плиты отрываются друг от друга. : Аравийская плита и две части Африканской плиты - Нубийская и Сомалийская - разделяются вдоль Восточноафриканской рифтовой зоны.
Основные рифтовые разломы, плиты, границы плит, скорости плит GPS между соседними блоками и направления минимальных горизонтальных напряжений

Восточно - Африканская рифтовые ( EAR ) или Восточно - Африканская рифтовая система ( Уши ) является активной континентальной рифтовой зоной в Восточной Африке . EAR начал развиваться примерно в начале миоцена , 22–25 миллионов лет назад. [1] В прошлом он считался частью большой Великой рифтовой долины , простирающейся на север до Малой Азии .

Узкая зона, рифт представляет собой развивающуюся расходящуюся границу тектонических плит, где Африканская плита находится в процессе разделения на две тектонические плиты , называемые Сомалийской плитой и Нубийской плитой , со скоростью 6–7 мм (0,24–0,28 дюйма). ) в год. [2] Рифтовая система состоит из трех микропланшетов: микропланшетов Victoria на севере и микропланшетов Rovuma и Lwandle на юге. Микропланшет Victoria вращается против часовой стрелки относительно африканского планшета. Его вращение вызвано конфигурацией механически более слабых и более сильных участков литосферы в ВАРС. [3] [4]

По мере продолжения расширения литосферный разрыв произойдет в течение 10 миллионов лет; Сомалийская плита отломится, и сформируется новый океанский бассейн. [ необходима цитата ]

Объем [ править ]

Восточноафриканская рифтовая система представляет собой серию отдельных рифтовых бассейнов, простирающихся на тысячи километров. [5] EAR состоит из двух основных ветвей. Восточная рифтовая долина (также известная как рифт Грегори ) включает в себя Главный эфиопский рифт , идущий на восток от тройного сочленения Афар , который продолжается на юг как Кенийская рифтовая долина. [6] Западная рифтовая долина включает Альбертинский рифт , а южнее - долину озера Малави . К северу от тройного соединения Афар разлом следует одним из двух путей: на запад к разлому Красного моря или на восток к Аденскому хребту в Аденском заливе .

EAR проходит от тройного перекрестка Афар в Афарском треугольнике Эфиопии через восточную часть Африки и заканчивается в Мозамбике. [7] Трансекция ВАР проходит через Эфиопию , Кению , Уганду , Руанду , Бурунди , Замбию , Танзанию , Малави и Мозамбик . Он также проходит у побережья Мозамбика вдоль грабенов Керимба и Ласерда , к которым примыкает хребет Дэви, зона реликтовых разломов протяженностью 2200 км (1400 миль), которая пересекает бассейн Западного Сомали и пересекает границу между Танзанией и Мозамбик. [6]Хребет Дэви колеблется в пределах 30–120 км (19–75 миль) в ширину, с обращенным на запад уступом (дуга, падающая на восток) вдоль южной половины его длины, которая поднимается до 2300 м (7500 футов) над морским дном. [6] [8] Его движение происходит одновременно с EAR. [9]

Конкурирующие теории геологической эволюции [ править ]

Со временем многие теории пытались прояснить эволюцию Восточно-Африканского разлома. В 1972 г. было высказано предположение, что причиной ВАР не является тектоническая активность, а, скорее, различия в плотности земной коры. С 1990-х годов были обнаружены свидетельства в пользу наличия мантийных плюмов под ВАХ. [10] Другие предложили африканский суперплюм, вызывающий деформацию мантии. [11] [12] [13] Хотя влияние глубоко укоренившихся мантийных плюмов является важной гипотезой, их местоположение и динамика плохо изучены и являются предметом активных исследований. [14] Вопрос все еще обсуждается.

Концептуальные различия в экстенсиональном отношении между моделями плюмов и суперплюмов, помещенными под Восточно-Африканским разломом. Изменено из Hansen et al. 2012 г.
Карты четырех различных глубинных срезов модели скорости сдвига (Vs), разработанной Emry et al. 2018. [15] Формы зон с более низкими значениями V (цвета в сторону красного) указывают на более горячие структуры в мантии. Четвертая отличительная карта показывает глубину ниже разрыва в 410 км, где Vs резко увеличивается (становится в целом более синим), но на ней все еще видны следы плюма на субстрате Восточно-Африканского разлома. В белом прямоугольнике вертикальный профиль Vs на 10 ° с.ш., 40 ° в.д. иллюстрирует увеличение скорости с глубиной и влияние разрыва 410 км.

Самой последней и принятой точкой зрения является теория, выдвинутая в 2009 году: магматизм и тектоника плит имеют обратную связь друг с другом, контролируемую условиями косого рифтогенеза. Согласно этой теории истончение литосферы порождает вулканическую активность, что еще больше усиливает магматические процессы, такие как интрузии и многочисленные небольшие плюмы. Эти процессы еще больше истончают литосферу в насыщенных областях, заставляя истонченную литосферу вести себя как срединно-океанический хребет . [12]

Исследования, которые способствуют более широкому пониманию эволюции рифтов, можно сгруппировать в методы изотопной геохимии, сейсмической томографии и геодинамического моделирования.

Изотопная геохимия [ править ]

Различные геохимические характеристики свиты эфиопских лав предполагают наличие нескольких источников плюмов: по крайней мере, один из глубоководных мантийных пород, а другой - из субконтинентальной литосферы. [16] Согласно исследованию Halldórsson et al. в 2014 г. сравнить геохимические характеристики изотопов редкоземельных элементов из ксенолитов и образцов лавы, собранных в ВАР. Результаты подтверждают сосуществование суперплюма, «общего для всего рифта», с другим источником мантийного вещества субконтинентального типа или типа срединно-океанического хребта. [17]

Сейсмическая томография [ править ]

Геофизический метод сейсмической томографии - подходящий инструмент для исследования подповерхностных структур Земли глубже коры. Это метод обратной задачи, который моделирует скорости внутренней Земли, воспроизводящие сейсмографические данные, записанные по всему миру. Недавние усовершенствования моделей томографической Земли P-волна и S-волна скоростей позволяют предположить , что суперплюм восходящих из нижней мантии на северо - востоке EAR каналы султаны меньшего масштаба в верхнюю мантию . [18] [19]

Геодинамическое моделирование [ править ]

Параллельно с геологическими и геофизическими измерениями (например, отношения изотопов и сейсмические скорости) конструктивно проверять гипотезы на основе компьютерных геодинамических моделей. Трехмерная численная геодинамическая модель взаимодействия плюм-кора способна воспроизвести латеральную асимметрию ВАР вокруг Танзанийского кратона . [20] Численное моделирование континентального распада, вызванного плюмом, показывает две отдельные стадии: рифтогенез земной коры с последующим распадом литосферы и апвеллинг между стадиями плюма верхней мантии. [21]

Геологическая эволюция [ править ]

Перед рифтингом на поверхность извергались огромные континентальные базальты, и произошло поднятие Эфиопского , Сомалийского и Восточноафриканского плато. Первый этап рифтогенеза ВАР характеризуется рифтовой локализацией и магматизмом по всей рифтовой зоне. Периоды продления чередовались с периодами относительного бездействия. Также произошла реактивация докембрийской слабости земной коры, шовная зона множества кратонов , смещение по крупным пограничным разломам и развитие глубоких асимметричных впадин. [5] Второй этап рифтогенеза характеризуется дезактивацией крупных пограничных разломов, развитием сегментов внутренних разломов и концентрацией магматической активности в направлении рифтов.

Сегодня узкие рифтовые сегменты Восточноафриканской рифтовой системы образуют зоны локализованного напряжения. Эти рифты являются результатом действия множества сбросов , характерных для всех тектонических рифтовых зон. Как упоминалось выше, объемный магматизм и базальты континентальных паводков характеризуют некоторые из сегментов рифта, в то время как другие сегменты, такие как Западная ветвь, имеют лишь очень небольшие объемы вулканических пород. [14]

Петрология [ править ]

Искусственное изображение Альбертинского разлома , образующего западную ветвь Восточно-Африканского разлома. Видимые объекты включают (от заднего плана к переднему плану): озеро Альберт , горы Рувензори , озеро Эдвард , вулканические горы Вирунга , озеро Киву и северную часть озера Танганьика.

Африканская континентальная кора обычно прохладная и прочная. Многие кратоны встречаются по всему ВАР, такие как кратоны Танзании и Каапвааль . Кратоны толстые и выжили миллиарды лет при небольшой тектонической активности. Для них характерны зеленокаменные пояса , тоналиты и другие высокометаморфические литологии. Кратоны имеют важное значение с точки зрения минеральных ресурсов , с крупными месторождениями золота, сурьмы, железа, хрома и никеля. [22]

Большой объем континентальных паводковых базальтов извергался во время олигоцена , при этом большая часть вулканизма совпадала с открытием Красного моря и Аденского залива примерно 30 млн лет назад. [11] [14] Состав вулканитов представляет собой континуум от ультращелочных до толеитовых и кислых пород. Было высказано предположение, что разнообразие составов может частично объясняться разными областями мантийных источников. ВАР также прорезает старые осадочные породы, отложившиеся в древних бассейнах. [23]

Вулканизм и сейсмичность [ править ]

Восточно - Африканской рифтовой зоны включает в себя ряд активных и спящих вулканов, среди них: гора Килиманджаро , гора Кения , гора Лонгонот , Мененгаи Crater, Карисимби , Найрагонго , гора Меру и горы Элгон , а также Кратер нагорье в Танзании. Хотя большая часть этих гор находится за пределами рифтовой долины, их создал EAR. [23]

Известные активные примеры вулканизма ВАР включают Эрта Але , Далаффилла (также называемый Габули, Алу-Далафилла) и Ол Доиньо Ленгаи . Эрта Але - базальтовый щитовой вулкан в регионе Афар на северо-востоке Эфиопии, непрерывно активный по крайней мере с 1967 г. [24] с вулканическим озером на вершине, зарегистрированным по крайней мере с 1906. [25] Извержение Далафиллы в 2008 г., его единственная задокументированная активность с тех пор начало голоцена , [26] является самым большим зарегистрированного извержения в истории Эфиопии. [ необходима цитата ] Ол Доиньо Ленгаи в настоящее время является единственным действующим натрокарбонатитовым вулканом на Земле. [27]Его магма почти не содержит кремнезема; типичные потоки лавы имеют вязкость менее 100 Па · с [28], сравнимую с вязкостью оливкового масла при 26 ° C. Связанные с ВАР вулканические структуры с датированной активностью с начала голоцена включают примерно 50 в Эфиопии [5] 17 в Кении. и 9 в Танзании .

EAR - самая большая сейсмически активная рифтовая система на Земле на сегодняшний день. Большинство землетрясений происходит вблизи Афарской впадины, при этом самые сильные обычно происходят вдоль крупных пограничных разломов или вблизи них. [14] Сейсмические явления в прошлом веке, по оценкам, достигли максимальной моментной магнитуды 7,0. [ необходима цитата ] Тенденции сейсмичности параллельны рифтовой системе с мелкой фокальной глубиной 12-15 км (7,5-9,3 мили) ниже оси рифта. Дальше от оси рифта фокусные глубины могут быть ниже 30 км (19 миль). [14] [29] Решения механизма очага простираются на северо-восток и часто демонстрируют нормальное падение-сдвиг, хотя также наблюдается левостороннее движение. [5]

Открытия в эволюции человека [ править ]

Основные статьи: Эволюция человека и Хронология эволюции человека

Рифтовая долина в Восточной Африке была богатым источником окаменелостей гоминидов, которые позволяют изучать эволюцию человека. [5] [30] Быстро разрушающиеся возвышенности быстро заполнили долину отложениями, создав благоприятную среду для сохранения останков. Здесь были найдены кости нескольких гоминидов-предков современного человека, в том числе кости « Люси », частичного скелета австралопитека, обнаруженного антропологом Дональдом Йохансоном, возрастом более 3 миллионов лет. Ричард и Мэри Лики также проделали значительную работу в этом регионе. [31] В 2008 году здесь были обнаружены два других предка гоминидов: 10-миллионная обезьяна под названием Chororapithecus abyssinicus , найденная в разломе Афар в восточной Эфиопии, и Nakalipithecus nakayamai , которому также 10 миллионов лет. [32]

См. Также [ править ]

  • Байкальская рифтовая зона
  • Озеро Виктория
  • Вулканическая провинция Северный Кордильер
  • Западно-антарктическая рифтовая система
  • Западно-центральноафриканская рифтовая система

Ссылки [ править ]

  1. ^ Ebinger, Cynthia (апрель 2005). «Континентальный распад: Восточноафриканская перспектива» . Астрономия и геофизика . 46 (2): 2.16–2.21. DOI : 10.1111 / j.1468-4004.2005.46216.x .
  2. ^ Фернандес, RMS; Амвросий, BAC; Noomen, R .; Bastos, L .; Combrinck, L .; Миранда, JM; Спакман, В. (2004). «Угловые скорости Нубии и Сомали по непрерывным данным GPS: последствия для современной относительной кинематики». Письма о Земле и планетах . 222 (1): 197–208. Bibcode : 2004E & PSL.222..197F . DOI : 10.1016 / j.epsl.2004.02.008 .
  3. ↑ Осборн, Ханна (9 июня 2020 г.) «Одна из тектонических плит Африки вращается в другом направлении, чем все остальные» Newsweek
  4. ^ GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Центр Гельмгольца (8 июня 2020 г.) "Почему вращается плита Виктория в Африке" Science Daily
  5. ^ a b c d e Корти, Г. «Эфиопская рифтовая долина» . Национальный исследовательский совет Италии, Институт геонаук и ресурсов Земли . Проверено 19 марта 2014 года .
  6. ^ a b c Mougenot, D .; Recq, M .; Virlogeux, P .; Лепвриер, К. (июнь 1986 г.). «Расширение Восточно-Африканского разлома в сторону моря». Природа . 321 (6070): 599–603. Bibcode : 1986Natur.321..599M . DOI : 10.1038 / 321599a0 . S2CID 4282682 . 
  7. ^ Chorowicz, Жан (2005). «Восточноафриканская рифтовая система». Журнал африканских наук о Земле . 43 (1): 379–410. Bibcode : 2005JAfES..43..379C . DOI : 10.1016 / j.jafrearsci.2005.07.019 .
  8. ^ Mascle, J; Moungenot, D .; Blarez, E .; Marinho, M .; Вирлого, П. (1987). «Африканские трансформируемые континентальные окраины: примеры из Гвинеи, Кот-д'Ивуара и Мозамбика». Геологический журнал . 2. 22 : 537–561. DOI : 10.1002 / gj.3350220632 .
  9. ^ Scrutton, RA (1978). «Зона излома Дэви и движение Мадагаскара». Письма о Земле и планетах . 39 (1): 84–88. Bibcode : 1978E и PSL..39 ... 84S . DOI : 10.1016 / 0012-821x (78) 90143-7 .
  10. ^ Монтелли, RG; и другие. (2006). «Каталог плюмов глубокой мантии: новые результаты конечно-частотной томографии» . Геохим. Geophys. Геосист . 7 (11): н / д. Bibcode : 2006GGG ..... 711007M . DOI : 10.1029 / 2006GC001248 .
  11. ^ а б Эбингер, CJ; Sleep, NH (октябрь 1998 г.). «Кайнозойский магматизм по всей Восточной Африке в результате удара единственного плюма». Природа . 395 (6704): 788–791. Bibcode : 1998Natur.395..788E . DOI : 10.1038 / 27417 . S2CID 4379613 . 
  12. ^ a b Corti, Джакомо (сентябрь 2009 г.). «Эволюция континентального разлома: от зарождения рифта до зарождающегося распада Главного эфиопского разлома в Восточной Африке». Обзоры наук о Земле . 96 (1–2): 1–53. Bibcode : 2009ESRv ... 96 .... 1С . DOI : 10.1016 / j.earscirev.2009.06.005 .
  13. ^ Хансен, Саманта Э .; Nyblade, Andrew A .; Бенуа, Маргарет Х. (февраль 2012 г.). «Структура мантии под Африкой и Аравией из адаптивно параметризованной томографии P-волны: последствия для происхождения кайнозойского афро-арабского тектонизма». Письма о Земле и планетах . 319–320: 23–34. Bibcode : 2012E и PSL.319 ... 23H . DOI : 10.1016 / j.epsl.2011.12.023 .
  14. ^ a b c d e Кири, Филипп; Klepeis, Keith A .; Вайн, FJ (2009). Глобальная тектоника . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-1-4051-0777-8.[ требуется страница ]
  15. ^ Трабант, C .; Хутко, АР; Bahavar, M .; Карстенс, Р .; Ахерн, Т .; Р. Астер (6 сентября 2012 г.). «Продукты данных в IRIS DMC: ступеньки для исследований и других приложений». Письма о сейсмологических исследованиях . 83 (5): 846–854. DOI : 10.1785 / 0220120032 .
  16. ↑ Фурман, Таня (июнь 2007 г.). «Геохимия базальтов Восточно-Африканского рифта: обзор». Журнал африканских наук о Земле . 48 (2–3): 147–160. Bibcode : 2007JAfES..48..147F . DOI : 10.1016 / j.jafrearsci.2006.06.009 .
  17. ^ Halldórsson, Saemundur A .; Хилтон, Дэвид Р .; Скарси, Паоло; Абебе, Цегайе; Хопп, Йенс (16 апреля 2014 г.). «Общий источник мантийного плюма под всей Восточноафриканской рифтовой системой, выявленный с помощью связанной гелий-неоновой систематики» . Письма о геофизических исследованиях . 41 (7): 2304–2311. Bibcode : 2014GeoRL..41.2304H . DOI : 10.1002 / 2014GL059424 .
  18. ^ Чивьеро, Кьяра; Хаммонд, Джеймс О.С.; Идет, Саския; Фишвик, Стюарт; Ахмед, Абдулхаким; Айеле, Аталай; Дубр, Сесиль; Гойтом, Берхе; Кейр, Дерек; Кендалл, Дж.-Майкл; Лерой, Сильви; Огубазги, Гебребрхан; Рюмпкер, Георг; Стюарт, Грэм В. (сентябрь 2015 г.). «Множественные мантийные апвеллинги в переходной зоне под системой северо-восточноафриканского рифта по данным томографии времени пробега P-волн» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 16 (9): 2949–2968. Bibcode : 2015GGG .... 16.2949C . DOI : 10.1002 / 2015GC005948 .
  19. ^ Эмри, EL; Shen, Y .; Найблэйд, AA; Флиндерс, А .; Бао, X. (2019). «Структура Земли в верхней мантии в Африке по данным полноволновой томографии окружающего шума» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 20 : 120–147. DOI : 10.1029 / 2018GC007804 .
  20. ↑ Коптев, Александр; Буров, Евгений; Кале, Эрик; Лерой, Сильви; Герия, Тарас; Гийу-Фроттье, Лоран; Клотинг, Сирд (март 2016 г.). «Контрастный континентальный рифтогенез через взаимодействие плюм-кратон: приложения к центрально-восточноафриканскому рифту» . Границы геонаук . 7 (2): 221–236. DOI : 10.1016 / j.gsf.2015.11.002 .
  21. ↑ Коптев, Александр; Буров, Евгений; Герия, Тарас; Ле Пурье, Летиция; Лерой, Сильви; Кале, Эрик; Жоливе, Лоран (октябрь 2018 г.). «Континентальный рифтинг и разрыв, вызванный плюмами, в контексте сверхмедленного расширения: выводы из трехмерного численного моделирования» (PDF) . Тектонофизика . 746 : 121–137. Bibcode : 2018Tectp.746..121K . DOI : 10.1016 / j.tecto.2017.03.025 .
  22. ^ Тейлор, CD; Schulz, KJ; Добрих, JL; Оррис, ГДж; Деннинг, PD; Киршбаум, М.Дж. "Геология и месторождения нетопливных полезных ископаемых в Африке и на Ближнем Востоке" . Министерство внутренних дел США, Геологическая служба США.
  23. ^ a b Saemundsson, K (2009). «Восточноафриканская рифтовая система - обзор». Рейкьявик: Университет Организации Объединенных Наций, Исландия GeoSurvey .
  24. ^ Оппенгеймер, C .; Фрэнсис, П. (1996). «Дистанционное зондирование тепла, лавы и выбросов фумарол из вулкана Эрта-Але, Эфиопия» (PDF) . Int. J. Дистанционное зондирование . 8 : 1661–1692.
  25. ^ Дайнелли, G .; Маринелли, О. (1906). "Dell'Erta-ale, vulcano ritenuto attivo della Dancalia settentrionale". Rivista Geografica Italiana . 13 : 261–270.
  26. ^ https://volcano.si.edu/volcano.cfm?vn=221060
  27. ^ https://volcano.si.edu/volcano.cfm?vn=222120
  28. ^ Кервин, Матье; Эрнст, Джеральд Г.Дж.; Клаудиус, Юргис; Келлер, Йорг; Кервин, Франсуа; Mattson, Hannes B .; Белтон, Фредерик; Мбеде, Эвелин; Джейкобс, Патрик (2008). «Объемные потоки лавы в Олдоиньо Ленгаи в 2006 году: хронология событий и понимание неглубокой магматической системы» . Bull Volcanol . 70 : 1069–1086.
  29. ^ Зиберт, L .; Симкин, Т .; Кимберли, П. (2010). Вулканы мира . Калифорнийский университет Press.
  30. ^ «Экосистема Великой рифтовой долины - Центр всемирного наследия ЮНЕСКО» . ЮНЕСКО . Проверено 14 марта 2008 года .
  31. Перейти ↑ Gibbons, A. (2002). "Профиль: Мишель Брюне: поиски одного ученого происхождения наших видов". Наука . 298 (5599): 1708–1711. DOI : 10.1126 / science.298.5599.1708 . PMID 12459568 . S2CID 26316640 .  
  32. ^ Сьюард, Лиз (2007). «Ископаемые останки принадлежат новой большой обезьяне» . BBC News в Лондоне . Проверено 14 марта 2008 года .

Координаты : 3.0000 ° S 35.5000 ° E3 ° 00′00 ″ ю.ш. 35 ° 30′00 ″ в.д. /  / -3,0000; 35,5000