Восточно -Африканский рифт ( EAR ) или Восточно-Африканская рифтовая система ( EARS ) является активной континентальной рифтовой зоной в Восточной Африке . EAR начал развиваться примерно в начале миоцена , 22–25 миллионов лет назад. [1] Раньше считалось, что это часть более крупной Великой рифтовой долины , которая простиралась на север до Малой Азии .
Узкая зона, рифт представляет собой развивающуюся границу расходящейся тектонической плиты , 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 микроплит: микроплиты Виктория на севере и микроплит Ровума и Лвандл на юге. Микроплита Виктория вращается против часовой стрелки относительно Африканской плиты. Его вращение обусловлено конфигурацией механически более слабых и более прочных областей литосферы в ВАРС. [3] [4]
Восточно-Африканская рифтовая система представляет собой серию отдельных рифтовых бассейнов, простирающихся на тысячи километров. [5] К северу от тройного соединения Афар, разлом следует двумя путями: на запад к рифту Красного моря и на восток к Аденскому хребту в Аденском заливе .
К югу от тройного соединения Афар EAR состоит из двух основных ветвей. Восточная рифтовая долина (также известная как Рифт Грегори ) включает в себя Главный Эфиопский рифт , проходит на юг от тройного соединения Афар и продолжается на юг как Кенийская рифтовая долина, [6] затем пересекает ДР Конго , Уганду , Руанду , Бурунди , Замбию , Танзания , Малави и Мозамбик . [7] Западная рифтовая долина включает Альбертинский рифт , а южнее — долину озера Малави .
Разлом также продолжается в море от побережья Мозамбика вдоль грабенов Керимба и Ласерда , к которым присоединяется хребет Дэви, реликтовая зона разлома длиной 2200 км (1400 миль), которая пересекает бассейн Западного Сомали, охватывая границу между Танзанией. и Мозамбик. [6] Ширина хребта Дэви составляет 30–120 км (19–75 миль), с обращенным на запад уступом (аркой, погружающейся на восток) вдоль южной половины его длины, которая поднимается на высоту 2300 м (7500 футов) над рекой. морское дно. [6] [8] Его движение происходит одновременно с EAR. [9]
Со временем многие теории пытались прояснить эволюцию Восточно-Африканского разлома. В 1972 году было высказано предположение, что EAR вызван не тектонической активностью, а скорее различиями в плотности земной коры. С 1990-х годов были обнаружены доказательства существования мантийных плюмов под EAR. [10] Другие предположили, что африканский суперплюм вызвал деформацию мантии. [11] [12] [13] Хотя влияние глубоко укоренившихся мантийных плюмов является важной гипотезой, их расположение и динамика плохо изучены и являются предметом активных исследований. [14] Этот вопрос до сих пор дискутируется.
Самой последней и общепринятой точкой зрения является теория, выдвинутая в 2009 году: магматизм и тектоника плит имеют обратную связь друг с другом, контролируемую условиями наклонного рифта. 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 областях, заставляя истонченную литосферу вести себя как срединно-океанический хребет . [12] По мнению морского геолога Кэтлин Крейн , разлом может в конечном итоге привести к отделению Восточной Африки от материка, хотя это потенциальное событие может занять десятки миллионов лет. [16]
Исследования, которые способствуют более широкому пониманию эволюции рифтов, можно сгруппировать в методы изотопной геохимии, сейсмической томографии и геодинамического моделирования.
Различные геохимические характеристики свиты эфиопских лав предполагают наличие нескольких источников плюмов: по крайней мере, один из глубин мантии, а другой - из субконтинентальной литосферы. [17] В соответствии с этим исследование 2014 года сравнивает геохимические характеристики редкоземельных изотопов из ксенолитов и образцов лавы, собранных в EAR. Результаты подтверждают сосуществование «общего для всего рифта» суперплюма с другим источником мантийного материала либо субконтинентального типа, либо типа срединно-океанических хребтов. [18]
Геофизический метод сейсмической томографии является подходящим инструментом для исследования структур недр Земли, расположенных глубже земной коры. Это метод обратной задачи, который моделирует скорости внутренней части Земли и воспроизводит сейсмографические данные, записанные по всему миру. Недавние улучшения томографических моделей Земли по скоростям продольных и поперечных волн позволяют предположить, что суперплюмовый апвеллинг из нижней мантии на северо-востоке EAR питает плюмы меньшего масштаба в верхнюю мантию . [19] [20]
Параллельно с геологическими и геофизическими измерениями (например, соотношением изотопов и сейсмическими скоростями) конструктивно проверять гипотезы на компьютерных геодинамических моделях. Трехмерная численная геодинамическая модель взаимодействия плюма и коры была способна воспроизвести латеральную асимметрию EAR вокруг кратона Танзания . [21] Численное моделирование вызванного плюмами распада континентов показывает две отдельные стадии: рифт коры с последующим распадом литосферы и апвеллинг между стадиями верхнемантийного плюма. [22]
До образования разлома произошли извержения огромных континентальных базальтов , поднявшие Эфиопское , Сомали и Восточно-Африканское плато. Первый этап рифтогенеза ВАР характеризовался рифтовой локализацией и магматизмом по всей рифтовой зоне. Периоды продления чередовались с относительным бездействием. Произошла также реактивация докембрийской слабости земной коры, шовная зона множества кратонов , смещение по крупным пограничным разломам и развитие глубоких асимметричных бассейнов. [5] Второй этап рифтогенеза характеризовался 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 локализованного напряжения. Эти рифты являются результатом действия многочисленных сбросов , типичных для всех тектонических рифтовых зон. Как уже упоминалось, некоторые сегменты рифта характеризуются объемным магматизмом и континентальными базальтами, в то время как другие сегменты, такие как Западная ветвь, содержат лишь очень небольшие объемы вулканических пород. [14]
Континентальная кора Африки обычно холодная и прочная. Многие кратоны встречаются по всему ВАР, например кратоны Танзания и Каапвааль . Кратоны мощные и сохранились на протяжении миллиардов лет при незначительной тектонической активности. Для них характерны зеленокаменные пояса , тоналиты и другие метаморфические литологии высокой степени. Кратоны имеют важное значение с точки зрения минеральных ресурсов : здесь расположены крупные месторождения золота, сурьмы, железа, хрома и никеля. [23]
Большой объем континентальных паводковых базальтов извергался во время олигоцена , причем большая часть вулканизма совпала с открытием Красного моря и Аденского залива примерно 30 млн лет назад. [11] [14] Состав вулканических пород представляет собой континуум от ультращелочных до толеитовых и кислых пород. Было высказано предположение, что разнообразие составов может быть частично объяснено разными областями мантийного источника. EAR также прорезает старые осадочные породы, отложенные в древних бассейнах. [24]
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 большинство этих гор лежат за пределами рифтовой долины, их создало EAR. [24]
Известные активные примеры вулканизма EAR включают Эрта Але , Далаффилла (также называемый Габули, Алу-Далафилла) и Ол Дойньо Ленгаи . Эрта Але — базальтовый щитовой вулкан в регионе Афар на северо-востоке Эфиопии, действующий непрерывно, по крайней мере, с 1967 года, [25] с лавовым озером на вершине, зарегистрированным по крайней мере с 1906 года . [26] Извержение Далафиллы в 2008 году, его единственная задокументированная активность с тех пор. начало голоцена [ 27 ] является крупнейшим зарегистрированным извержением в истории Эфиопии. [ нужна цитация ] Ол Дойньо Ленгаи в настоящее время является единственным активным натрокарбонатитовым вулканом на Земле. [28] Его магма почти не содержит кремнезема; типичные потоки лавы имеют вязкость менее 100 Па с, [29] сравнимую с вязкостью оливкового масла при 26 °C. Вулканические структуры, связанные с EAR, активность которых датируется началом голоцена, включают примерно 50 в Эфиопии, [5] 17 в Кении и 9 в Танзании .
На сегодняшний день EAR является крупнейшей сейсмически активной рифтовой системой на Земле. Большинство землетрясений происходит вблизи впадины Афар, причем самые крупные обычно происходят вдоль крупных пограничных разломов или вблизи них. [14] По оценкам, сейсмические события прошлого столетия достигли максимальной моментной магнитуды 7,0. [ нужна цитата ] Тенденция сейсмичности параллельна рифтовой системе, с небольшой глубиной очага 12–15 км (7,5–9,3 миль) под осью рифта. Дальше от оси разлома глубина очага может быть ниже 30 км (19 миль). [14] [30] Решения по механизму очага простираются на северо-восток и часто демонстрируют нормальные сдвиго-сдвиговые нарушения, хотя также наблюдается левостороннее движение. [5]
Система Восточно-Африканского разлома влияет на региональный, континентальный и даже глобальный климат. Возвышенные регионы, в том числе Эфиопское нагорье и Кенийское нагорье, являются горячими точками с повышенным количеством осадков на фоне полузасушливых и засушливых низменностей Восточной Африки. [31] Озера, образующиеся внутри разлома, в том числе озеро Виктория , оказывают большое влияние на региональный климат. [32] Они являются источником водяного пара, а также приводят к образованию озерных бризовых систем , которые влияют на погоду на обширных территориях Восточной Африки. Речные долины с востока на запад в пределах рифтовой системы, включая пролив Туркана на севере Кении и долину реки Замбези , концентрируют слабые восточные ветры и ускоряют их в направлении Центральной Африки . [33] Это делает Восточную Африку более засушливой, чем могла бы быть в противном случае, а также способствует обильному количеству осадков в тропических лесах бассейна Конго . [34] Формирование долин восток-запад, в свою очередь, может иметь важное значение для засушивания Восточной Африки в течение миллионов лет. [35]
Барьер, представленный EARS, концентрирует муссонные ветры (известные как «Сомали Джет») в западной части Индийского океана . [36] Сомалийская струя поставляет водяной пар для обильных осадков во время индийского муссона [37] и отвечает примерно за половину глобального кросс-экваториального атмосферного потока массы в нижней ветви циркуляции Хэдли . [38]
Рифт-Валли в Восточной Африке была богатым источником окаменелостей гоминидов , которые позволяют изучать эволюцию человека. [5] [39] Быстро разрушающаяся горная местность быстро заполнила долину отложениями, создав благоприятную среду для сохранения останков. Здесь были найдены кости нескольких гоминидных предков современного человека, в том числе кости « Люси », частичного скелета австралопитека , обнаруженного антропологом Дональдом Йохансоном и датируемого более 3 миллионов лет назад. Ричард и Мэри Лики также проделали значительную работу в этом регионе. [40] В 2008 году здесь были обнаружены два других предка человекообразных: 10-миллионная обезьяна по имени Chororapithecus abyssinicus , найденная в рифте Афар в восточной Эфиопии, и Nakalipithecus nakayamai , возраст которой также составляет 10 миллионов лет. [41]
3 ° 00'ю.ш., 35 ° 30' в.д. / 3,0 ° ю.ш., 35,5 ° в.д. / -3,0; 35,5