Восточноафриканский рифт
Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Карта Восточной Африки , показывающая некоторые из исторически активных вулканов (в виде красных треугольников) и Афарский треугольник (заштрихованный в центре), который представляет собой так называемое тройное соединение (или тройную точку), где три плиты расходятся друг от друга. : Аравийская плита и две части Африканской плиты — Нубийская и Сомалийская — расщепляются вдоль Восточно-Африканской рифтовой зоны.
Основные рифтовые разломы, плиты, границы плит, скорости плит по GPS между соседними блоками и направления минимальных горизонтальных напряжений

Восточноафриканский рифт ( EAR ) или Восточноафриканская рифтовая система ( EARS ) — активная континентальная рифтовая зона в Восточной Африке . EAR начал развиваться примерно в начале миоцена , 22–25 миллионов лет назад. [1] В прошлом он считался частью более крупной Великой рифтовой долины , которая простиралась на север до Малой Азии .

Узкая зона, рифт представляет собой развивающуюся расходящуюся границу тектонической плиты , где Африканская плита находится в процессе раскола 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 микроплит, микроплиты Виктория на севере и микроплит Ровума и Лвандл на юге. Микропластина Виктория вращается против часовой стрелки относительно Африканской плиты. Его вращение обусловлено конфигурацией механически более слабых и более сильных областей литосферы в ВАРС. [3] [4]

По мере продолжения расширения литосферный разрыв произойдет в течение 10 миллионов лет; Сомалийская плита расколется, и сформируется новый океанический бассейн. [ нужна ссылка ]

Степень

Северо-восточный угол брода Иакова в Израиле визуализирует дрейф Аравийской плиты относительно Нубийской плиты.

Восточно-Африканская рифтовая система, представляющая собой серию отдельных рифтовых бассейнов, простирается на тысячи километров. [5] EAR состоит из двух основных ветвей. Восточная рифтовая долина (также известная как рифт Грегори ) включает Главный Эфиопский рифт , идущий на восток от Афарского тройного соединения , который продолжается на юг как Кенийская рифтовая долина. [6] Западная рифтовая долина включает Альбертинский рифт и южнее долину озера Малави . К северу от Афарского тройного соединения разлом следует по одному из двух путей: на запад к Разлому Красного моря или на восток к Аденскому хребту в Аденском заливе .

EAR проходит от Афарского тройного перекрестка в Афарском треугольнике Эфиопии через восточную Африку и заканчивается в Мозамбике. [7] EAR пересекает Эфиопию , Кению , Уганду , Руанду , Бурунди , Замбию , Танзанию , Малави и Мозамбик . Он также проходит у побережья Мозамбика вдоль грабенов Керимба и Ласерда , которые соединяются хребтом Дэви, зоной реликтового разлома протяженностью 2200 км (1400 миль), которая пересекает бассейн Западного Сомали, пересекая границу между Танзанией и Мозамбик. [6]Хребет Дэви имеет ширину от 30 до 120 км (19–75 миль) с уступом, обращенным на запад (арка с уклоном на восток) вдоль южной половины его длины, которая возвышается на 2300 м (7500 футов) над морским дном. [6] [8] Его движение совпадает с EAR. [9]

Конкурирующие теории геологической эволюции

Со временем многие теории пытались прояснить эволюцию Восточно-Африканского разлома. В 1972 г. было высказано предположение, что EAR было вызвано не тектонической активностью, а различиями в плотности земной коры. С 1990-х годов были обнаружены доказательства в пользу мантийных плюмов под EAR. [10] Другие предположили, что африканский суперплюм вызывает деформацию мантии. [11] [12] [13] Хотя воздействие глубоко укоренившихся мантийных плюмов является важной гипотезой, их расположение и динамика плохо изучены и являются предметом активных исследований. [14] Вопрос все еще обсуждается.

Концептуальное различие между плюмовыми моделями и суперплюмовой моделью, расположенной под Восточно-Африканским рифтом. Изменено из Hansen et al. 2012 г.
Карты четырех разных глубинных срезов модели скорости сдвига (Vs), разработанной Emry et al. 2018. [15] Формы зон с более низким Vs (цвета ближе к красному) указывают на наличие более горячих структур в мантии. Отличительная четвертая карта изображает глубину ниже 410-километрового разрыва, где Vs круто поднимается вверх (становясь в целом более синим), но на ней все еще видны следы шлейфа на подложке Восточно-Африканского разлома. В белой рамке вертикальный профиль Vs на 10° с.ш., 40° в.д. иллюстрирует увеличение скорости с глубиной и влияние 410-километрового разрыва.

Самая последняя и общепринятая точка зрения - это теория, выдвинутая в 2009 году: магматизм и тектоника плит имеют обратную связь друг с другом, контролируемую условиями наклонного рифтогенеза. Согласно этой теории, истончение литосферы порождает вулканическую активность, еще больше усиливая магматические процессы, такие как интрузии и многочисленные небольшие плюмы. Эти процессы еще больше истончают литосферу в насыщенных зонах, заставляя истончающуюся 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

Различные геохимические характеристики набора лав Эфиопии предполагают несколько источников плюмов: по крайней мере, один из глубинных мантийных источников и один из субконтинентальной литосферы. [16] Соответственно, в исследовании 2014 г. сравниваются геохимические признаки изотопов редкоземельных элементов из ксенолитов и образцов лавы, собранных в EAR. Результаты подтверждают сосуществование суперплюма, «общего для всего рифта», с другим источником мантийного материала либо субконтинентального типа, либо типа срединно-океанического хребта. [17]

Сейсмическая томография

Геофизический метод сейсмической томографии является подходящим инструментом для исследования подповерхностных структур Земли глубже, чем земная кора. Это метод обратной задачи, который моделирует скорости внутренней части Земли, которые воспроизводят сейсмографические данные, записанные по всему миру. Недавние улучшения томографических моделей Земли для скоростей продольных и поперечных волн предполагают , что суперплюм, восходящий из нижней мантии на северо-востоке EAR, питает плюмы меньшего масштаба в верхнюю мантию . [18] [19]

Геодинамическое моделирование

Параллельно с геологическими и геофизическими измерениями (например, соотношением изотопов и сейсмическими скоростями) целесообразно проверять гипотезы на компьютерных геодинамических моделях. Трехмерная численная геодинамическая модель соединения плюма и коры смогла воспроизвести латеральную асимметрию EAR вокруг Танзанийского кратона . [20] Численное моделирование континентального раскола, вызванного плюмом, показывает две отдельные стадии: рифтогенез земной коры с последующим расколом литосферы и апвеллинг между стадиями верхнемантийного плюма. [21]

Геологическая эволюция

До рифтогенеза на поверхность извергались огромные континентальные паводковые базальты и происходило поднятие плато Эфиопии , Сомали и Восточной Африки. Первый этап рифтогенеза ВАС характеризуется рифтовой локализацией и магматизмом по всей рифтовой зоне. Периоды расширения чередовались с периодами относительного бездействия. Произошла также реактивация докембрийской слабости земной коры, шовной зоны множественных кратонов , смещения по крупным пограничным разломам и развитие глубоких асимметричных бассейнов. [5] Второй этап рифтогенеза характеризуется дезактивацией крупных пограничных разломов, развитием внутренних сегментов разломов и концентрацией магматической активности в сторону рифтов.

Сегодня узкие рифтовые сегменты Восточно-Африканской рифтовой системы образуют зоны локализованной деформации. Эти рифты являются результатом действия многочисленных сбросов , характерных для всех тектонических рифтовых зон. Как упоминалось выше, объемный магматизм и базальты континентального разлива характеризуют некоторые сегменты рифта, в то время как другие сегменты, такие как Западная ветвь, содержат очень небольшие объемы вулканических пород. [14]

Петрология

Искусственная визуализация Альбертинского рифта , который образует западную ветвь Восточно-Африканского рифта. 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 в целом холодная и прочная. Многие кратоны встречаются по всему EAR, такие как кратоны Танзания и Каапвааль . Кратоны толстые и существуют миллиарды лет с небольшой тектонической активностью. Для них характерны зеленокаменные пояса , тоналиты и другие высокосортные метаморфические литологии. Кратоны имеют большое значение с точки зрения минеральных ресурсов , с крупными месторождениями золота, сурьмы, железа, хрома и никеля. [22]

Большой объем базальтов континентального паводка извергался в течение олигоцена , при этом большая часть вулканизма совпала 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 быть частично объяснено разными регионами происхождения мантии. EAR также прорезает старые осадочные породы, отложившиеся в древних бассейнах. [23]

Вулканизм и сейсмичность

Восточноафриканская рифтовая зона включает в себя ряд действующих и спящих вулканов, среди них: гора Килиманджаро , гора Кения , гора Лонгонот , кратер Мененгай, гора Карисимби , гора Ньирагонго , гора Меру и гора Элгон , а также Кратерное нагорье в Танзании. Хотя большая часть этих гор лежит за пределами рифтовой долины, их создали НСВ. [23]

Известные активные примеры вулканизма EAR включают Эрта Але , Далаффиллу (также называемую Габули, Алу-Далафилла) и Ол Доиньо Ленгаи . Эрта Але — базальтовый щитовой вулкан в регионе Афар на северо-востоке Эфиопии, постоянно действующий по крайней мере с 1967 года, [24] с лавовым озером на вершине, зарегистрированным по крайней мере с 1906 года. [25] Извержение Далафиллы в 2008 году, его единственная зарегистрированная активность с тех пор начало голоцена , [26] является крупнейшим зарегистрированным извержением в истории Эфиопии. [ править ] Ол Дойньо Ленгаи в настоящее время является единственным активным натрокарбонатитовым вулканом на Земле. [27]Его магма почти не содержит кремнезема; типичные потоки лавы имеют вязкость менее 100 Па·с, [28] сравнимую с оливковым маслом при 26 °C. Связанные с EAR вулканические структуры с датированной активностью с начала голоцена включают примерно 50 в Эфиопии, [5] 17 в Кении и 9 в Танзании .

На сегодняшний день EAR является крупнейшей сейсмоактивной рифтовой системой на Земле. Большинство землетрясений происходит вблизи Афарской впадины, причем самые сильные обычно происходят вдоль крупных пограничных разломов или вблизи них. [14] По оценкам, максимальная моментная магнитуда сейсмических событий в прошлом столетии достигла 7,0. [ править ] Тенденции сейсмичности параллельны рифтовой системе с малой глубиной очага 12–15 км (7,5–9,3 миль) под осью рифта. Дальше от оси рифта глубина очага может быть ниже 30 км (19 миль). [14] [29] Решения механизма очага простираются на северо-восток и часто демонстрируют нормальные сбросо-сдвиговые разломы, хотя также наблюдается левостороннее движение. [5]

Открытия в эволюции человека

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 разрушающееся нагорье быстро заполнило долину отложениями, создав благоприятную среду для сохранения останков. Здесь были найдены кости нескольких гоминидных предков современных людей, в том числе кости « Люси », частичного скелета австралопитека , обнаруженного антропологом Дональдом Йохансоном и датируемого 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 по имени Chororapithecus abyssinicus , найденная в Афарском разломе на востоке Эфиопии, и Nakalipithecus nakayamai , которому также 10 миллионов лет. [32]

Смотрите также

  • Байкальская рифтовая зона
  • Озеро Виктория
  • Северная Кордильерская вулканическая провинция
  • Западно-Антарктическая рифтовая система
  • Рифтовая система Западной и Центральной Африки

использованная литература

  1. ^ Эбингер, Синтия (апрель 2005 г.). «Континентальный распад: перспектива Восточной Африки» . Астрономия и геофизика . 46 (2): 2,16–2,21. doi : 10.1111/j.1468-4004.2005.46216.x .
  2. ^ Фернандес, RMS; Амброзиус, BAC; Ноомен, Р .; Бастос, Л.; Комбринк, Л.; Миранда, Дж. М.; Спакман, В. (2004). «Угловые скорости Нубии и Сомали по непрерывным данным GPS: влияние на современную относительную кинематику». Письма о Земле и планетологии . 222 (1): 197–208. Бибкод : 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 плита Виктория вращается 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 г.
  6. ^ a b c Мужено, Д .; Рек, М .; Вирлоге, П.; Леврье, К. (июнь 1986 г.). «Продление Восточно-Африканского разлома в сторону моря». Природа . 321 (6070): 599–603. Бибкод : 1986Natur.321..599M . дои : 10.1038/321599a0 . S2CID 4282682 . 
  7. ^ Хорович, Жан (2005). «Восточноафриканская рифтовая система». Журнал африканских наук о Земле . 43 (1): 379–410. Бибкод : 2005JAfES..43..379C . doi : 10.1016/j.jafrearsci.2005.07.019 .
  8. ^ Масл, Дж; Мунгено, Д .; Бларез, Э.; Мариньо, М .; Вирлоге, П. (1987). «Африка трансформирует континентальные окраины: примеры из Гвинеи, Берега Слоновой Кости и Мозамбика». Геологический журнал . 2. 22 : 537–561. doi : 10.1002/gj.3350220632 .
  9. ^ Скраттон, Р.А. (1978). «Зона разлома Дэви и движение Мадагаскара». Письма о Земле и планетологии . 39 (1): 84–88. Бибкод : 1978E&PSL..39...84S . doi : 10.1016/0012-821x(78)90143-7 .
  10. ^ Монтелли, Р.Г.; и другие. (2006). «Каталог глубоких мантийных плюмов: новые результаты конечно-частотной томографии» . Геохим. Геофиз. геосист . 7 (11): н/д. Бибкод : 2006GGG.....711007M . DOI : 10.1029/ 2006GC001248 .
  11. ^ б Эбингер , CJ ; Сон, Нью-Хэмпшир (октябрь 1998 г.). «Кайнозойский магматизм в Восточной Африке в результате воздействия одного плюма». Природа . 395 (6704): 788–791. Бибкод : 1998Natur.395..788E . дои : 10.1038/27417 . S2CID 4379613 . 
  12. ^ a b Корти, Джакомо (сентябрь 2009 г.). «Эволюция континентального разлома: от зарождения разлома до зарождающегося распада в Главном Эфиопском разломе, Восточная Африка». Обзоры наук о Земле . 96 (1–2): 1–53. Бибкод : 2009ESRv...96....1C . doi : 10.1016/j.earscirev.2009.06.005 .
  13. ^ Хансен, Саманта Э .; Ниблэйд, Эндрю А .; Бенуа, Маргарет Х. (февраль 2012 г.). «Структура мантии под Африкой и Аравией на основе адаптивно параметризованной томографии P-волн: значение для происхождения кайнозойского афро-аравийского тектонизма». Письма о Земле и планетологии . 319–320: 23–34. Бибкод : 2012E&PSL.319...23H . doi : 10.1016/j.epsl.2011.12.023 .
  14. ^ a b c d e Кири, Филип; Клепеис, Кейт А .; Вайн, Ф.Дж. (2009). Глобальная тектоника . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-1-4051-0777-8.[ требуется страница ]
  15. ^ Трабант, К.; Хутко, А.Р.; Бахавар, М.; Карстенс, Р.; Ахерн, Т .; Астер, Р. (6 сентября 2012 г.). «Продукты данных в IRIS DMC: ступеньки для исследований и других приложений». Письма о сейсмологических исследованиях . 83 (5): 846–854. дои : 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. Бибкод : 2007JAfES..48..147F . doi : 10.1016/j.jafrearsci.2006.06.009 .
  17. ^ Халдорссон, Сэмундур А .; Хилтон, Дэвид Р.; Скарси, Паоло; Абебе, Цегайе; Хопп, Йенс (16 апреля 2014 г.). «Общий источник мантийного плюма под всей Восточно-Африканской рифтовой системой, обнаруженный с помощью совместной гелий-неоновой систематики» . Письма о геофизических исследованиях . 41 (7): 2304–2311. Бибкод : 2014GeoRL..41.2304H . DOI : 10.1002/ 2014GL059424 .
  18. ^ Сивьеро, Кьяра; Хаммонд, Джеймс О.С.; Идет, Саския; Фишвик, Стюарт; Ахмед, Абдулхаким; Айеле, Аталай; Дубр, Сесиль; Гоитом, Берхе; Кейр, Дерек; Кендалл, Дж.-Майкл; Лерой, Сильви; Огубазги, Гебребрхан; Рюмпкер, Георг; Стюарт, Грэм В. (сентябрь 2015 г.). «Множественные апвеллинги мантии в переходной зоне под северной частью Восточно-Африканской рифтовой системы по данным относительной томографии времени прохождения P-волн» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 16 (9): 2949–2968. Бибкод : 2015GGG....16.2949C . DOI : 10.1002/ 2015GC005948 .
  19. ^ Эмри, Э.Л.; Шен, Ю .; Ниблейд, АА; Флиндерс, А .; Бао, X. (2019). «Структура земли верхней мантии в Африке по данным полноволновой томографии окружающего шума» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 20 (1): 120–147. Бибкод : 2019GGG....20..120E . DOI : 10.1029/ 2018GC007804 .
  20. ^ Коптев, Александр; Буров, Евгений; Кале, Эрик; Лерой, Сильви; Геря, Тарас; Гийу-Фроттье, Лоран; Клотинг, Сиерд (март 2016 г.). «Контрастный континентальный рифтогенез через взаимодействие плюм-кратон: приложения к центрально-восточноафриканскому рифту» . Границы геолого-геофизических исследований . 7 (2): 221–236. doi : 10.1016/j.gsf.2015.11.002 .
  21. ^ Коптев, Александр; Буров, Евгений; Геря, Тарас; Ле Пурье, Летиция; Лерой, Сильви; Кале, Эрик; Жоливе, Лоран (октябрь 2018 г.). «Вызванный плюмами континентальный рифтогенез и распад в контексте сверхмедленного расширения: выводы трехмерного численного моделирования» (PDF) . Тектонофизика . 746 : 121–137. Бибкод : 2018Tectp.746..121K . doi : 10.1016/j.tecto.2017.03.025 . S2CID 132400572 .  
  22. ^ Тейлор, компакт-диск; Шульц, К.Дж.; Добрих, Дж. Л.; Оррис, Г.Дж.; Деннинг, PD; Киршбаум, М.Дж. «Геология и месторождения нетопливных полезных ископаемых Африки и Ближнего Востока» . Министерство внутренних дел США, Геологическая служба США.
  23. ^ a b Сэмундссон, К. (2009). «Восточноафриканская рифтовая система - обзор». Рейкьявик: Университет Организации Объединенных Наций, Геосъемка Исландии .
  24. ^ Оппенгеймер, К.; Фрэнсис, П. (1996). «Дистанционное зондирование выбросов тепла, лавы и фумарол вулкана Эрта Але, Эфиопия» . Междунар. J. Дистанционный датчик . 8 : 1661–1692.
  25. ^ Дайнелли, Г .; Маринелли, О. (1906). «Dell'Erta-ale, vulcano ritenuto attivo della Dancalia settentrionale». Rivista Geografica Italiana . 13 : 261–270.
  26. Викискладе есть медиафайлы по теме Алу- Далафилла . Глобальная программа вулканизма . Смитсоновский институт . Проверено 15 июля 2021 г. .
  27. Викискладе есть медиафайлы по теме Доиньо Ленгаи . Глобальная программа вулканизма . Смитсоновский институт . Проверено 15 июля 2021 г. .
  28. ^ Кервин, Матье; Эрнст, Джеральд Г.Дж.; Клаудиус, Юргис; Келлер, Йорг; Кервин, Франсуа; Мэттсон, Ханнес Б.; Белтон, Фредерик; Мбеде, Эвелин; Джейкобс, Патрик (2008). «Объемные потоки лавы в Олдоиньо-Ленгаи в 2006 году: хронология событий и понимание неглубокой магматической системы» . Бычий вулкан . 70 (9): 1069–1086. Бибкод : 2008BVol...70.1069K . doi : 10.1007/s00445-007-0190-x . hdl : 1854/LU-430096 . S2CID 46977110 . 
  29. ^ Зиберт, Л.; Симкин, Т .; Кимберли, П. (2010). Вулканы мира . Калифорнийский университет Press.
  30. ^ «Экосистема Великой рифтовой долины - Центр всемирного наследия ЮНЕСКО» . ЮНЕСКО . Проверено 14 марта 2008 г.
  31. ^ Гиббонс, А. (2002). «Профиль: Мишель Брюне: поиски происхождения наших видов одним ученым». Наука . 298 (5599): 1708–1711. doi : 10.1126/наука.298.5599.1708 . PMID 12459568 . S2CID 26316640 .  
  32. ^ Сьюард, Лиз (2007). «Окаменелости принадлежат новой великой обезьяне» . Би-би-си Ньюс Лондон . Проверено 14 марта 2008 г.

Координаты : 3°00′00″S 35°30′00″E / 3.0000°S 35.5000°E /-3.0000 ; 35.5000

Получено с " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=East_African_Rift&oldid=1052958353 "
Contribute a better translation