Тройное соединение Афар ( также называемое Афро-Аравийской рифтовой системой ) расположено вдоль границы расходящихся плит , разделяющей Нубийскую , Сомалийскую и Аравийскую плиты. Эта область считается современным примером континентального рифта, ведущего к расширению морского дна и образованию океанического бассейна . Здесь рифт Красного моря встречается с Аденским хребтом и Восточно-Африканским рифтом . Последний простирается в общей сложности на 6500 километров (4000 миль) от Афарского треугольника до Мозамбика . [1]
Соединяющиеся три плеча образуют тройное соединение . Самый северный ответвленный рукав простирается на север через Красное море и в Мертвое море , а восточный рукав простирается через Аденский залив и соединяется с хребтом Срединного Индийского океана дальше на восток. Оба эти рифтогенных рукава находятся ниже уровня моря и похожи на срединно-океанический хребет . [1]
Третий рукав рифта проходит на юг и простирается примерно на 4000 километров (2500 миль) через страны Кении , Уганды , Демократической Республики Конго , Руанды , Бурунди , Танзании , Замбии , Малави и, наконец, Мозамбика . Этот южный рифтовый рукав более известен как Восточно-Африканский разлом или Восточно-Африканская рифтовая система (EARS), когда он включает Афарский треугольник .
Разлом является результатом разрыва или расширения литосферы , включая кору , вызванного мантийным апвеллингом, когда более горячая астеносферная магма поднимается в более холодную литосферу, чтобы растянуть и утончить ее .
Считается, что тройной рифт начался в период от позднего мела до палеогена. В то время Африканская плита испытывала напряжения в дальней зоне, вызванные погружением частей северной границы Африканской плиты под Евразийскую плиту. Сегодня Аравийская плита испытывает тягу вниз, или притяжение плиты , которая отделилась от Африканской плиты. Одновременно с субдукцией на севере произошел мантийный апвеллинг, заставивший земную кору деформироваться и набухнуть в купола по всей Восточно-Африканской рифтовой системе. Кенийский купол тщательно изучен.
Предполагается, что шлейф начался под озером Тана в Эфиопии . [1] Исходя из экологических корреляций и текущего топографического положения юрского верхнего известняка и мелового верхнего песчаника, чистое поднятие горных пород Эфиопского плато будет составлять 2,2 км (1,4 мили) с ок. 150 млн лет назад . Утончение литосферы Эфиопии могло привести к затоплению мантийным плюмом и последующему поднятию.
Гани и др. (2007) предполагают, что эпизодическое увеличение врезания Эфиопского плато предполагает эпизодические темпы роста внутри плато, поскольку скорость врезания не имеет корреляции с прошлыми климатическими явлениями. В результате действия принципа изостатического отскока Архимеда за последние 30 миллионов лет произошло поднятие на 2,05 км. [2] Бейкер и др. (1972) также предполагают, что поднятие этой территории носит спорадический характер и разделено длительными периодами стабильности и эрозии. Некоторые периоды подъема зафиксированы в конце мелового периода, что привело к подъему на 400 метров (1300 футов), а в конце неогена - с ошеломляющими 1500 метрами (4900 футов) по величине. [3] Эфиопский купол испытал самое большое поднятие, совпавшее с окончанием неогенового поднятия, связанного с Кенийским куполом. Утверждалось, что нынешнее Эфиопское плато является результатом последнего поднятия на 500 метров (1600 футов), которое, по оценкам, было событием олигоцена-раннего миоцена. Но наиболее общепринятым аргументом в пользу плато является результат палеогенового паводкового базальта . Поднятие, связанное с обоими куполами, привело к появлению крупных структурных особенностей из-за разбухания и искривленного растяжения земной коры. Две области вздутия привели к большой депрессии между двумя куполами и проседанию прибрежных районов. Поднятие, вызванное Эфиопским куполом, привело к образованию массивного разлома площадью 1000 метров (3300 футов) в регионе Афар. [4]
Восточно -Африканский разлом — это активный разлом между Нубийской и Сомалийской протоплитами. Этот разлом вызван повышенным тепловым потоком из мантии под Кенией и регионом Афар. Восточно-Африканский разлом, простирающийся с севера-северо-востока на юго-юго-запад, состоит из западной и восточной ветвей. Восточная ветвь (иногда называемая Рифтом Грегори ) характеризуется высокой вулканической активностью, а западная ветвь (иногда называемая Альбертинским рифтом ) характеризуется более глубокими бассейнами , содержащими озера и отложения. Озера в этой области (например, Танганьика и Руква) расположены в сильно рифтовых бассейнах и имеют переплетение с разломами. Многие озера ограничены сбросами или сдвигами. [1] Скорость расширения этого разлома начинается примерно с 6 миллиметров в год (0,24 дюйма в год) на севере и снижается к югу. [5]
Разлом Красного моря находится между Африканской (или Нубийской) и Аравийской плитами. Разлом проходит по всей длине Красного моря, начиная от Мертвого моря до тройного соединения Афар. Внутри разлома в Красном море находится множество вулканов, в том числе Джебель-ат-Таир . Скорость расширения этого разлома варьируется от 7 до 17 миллиметров в год (от 0,28 до 0,67 дюйма в год). [6]
Аденский хребет — это расходящаяся граница плит, разделяющая Африканскую (или Сомалийскую) и Аравийскую плиты. Он простирается от тройного соединения на восток до зоны разлома Оуэна , где встречается с тройным соединением Аден-Оуэн-Карлсберг между Африканской, Аравийской и Индо-Австралийской плитами. Скорость расширения Аденского хребта составляет около 17 миллиметров в год (0,67 дюйма в год) возле тройного перекрестка Афар. [7]
До начала первоначального рифтогенеза Африка представляла собой одну плиту, но по мере продолжения рифтогенеза плита начала разрываться на Аравийскую, Сомалийскую и Нубийскую плиты (причем Нубийскую плиту до сих пор иногда называют Африканской плитой).
Согласно классификации Маккензи и Моргана 1969 года, Афарское тройное соединение относится к типу «хребет-гребень-гребень» (RRR), описывающему движение трех плит относительно друг друга. Аравийская, Сомали и Нубийская плиты представляют собой расходящиеся края или хребты по отношению к соседним плитам. Следуя модели стабильности Маккензи и Моргана, геометрия RRR будет стабильно сохраняться во времени, пока не произойдет изменение тектонического движения.
Афарская впадина представляет собой геологическую депрессию, высота которой колеблется от 1000 до -120 м (от 3280 до -390 футов) [4]. В этом районе произошло множество купольных поднятий, в том числе купол Афар, возникший 40 млн лет назад. Это поднятие вызвало массивное растяжение земной коры, что привело к образованию горстовых и грабеновых структур, связанных с нормальными разломами растяжения. Поднятие закончилось обрушением около 25 млн лет назад во впадину Афар, охватывающую более 200 000 км 2 (77 000 квадратных миль) и распространяющуюся со скоростью от 6 до 17 миллиметров в год (от 0,24 до 0,67 дюйма в год). [1]
В Восточно-Африканской рифтовой системе сосредоточено множество активных вулканических областей по сравнению с другими областями Афро-Аравийской рифтовой системы. На многих выступающих горстах видны последовательные слои трапповых базальтов, которые можно приблизительно датировать с помощью изотопного датирования 40 Ar/ 39 Ar . Установлено, что ему около 30 миллионов лет. [1] Серия ловушек датируется временем незадолго до начала крупных рифтогенных событий. Чорович (2005) проиллюстрировал серию ловушек, окружающих новые неогеновые вулканы. Это помогает количественно оценить степень растяжения земной коры и дает модель связи земной коры до рифта.
Сейсмическая томография собирает данные P-волн и S-волн о движениях внутри Земли для создания трехмерной скоростной модели недр Земли. Модели различают высокую скорость, высокую аномалию и медленную скорость, медленную аномалию, измерения времени.
Множественные томографические модели показывают медленную аномальную структуру под югом Африки . Гранд и др. (1997) моделируют большую аномалию, простирающуюся от основания мантии до глубины примерно 1000 километров (620 миль). Эту медленную аномалию принято называть плюмовым апвеллингом. [8]
Горсты и грабены очень хорошо документированы по всему региону. Хотя они действительно демонстрируют и вызывают расширение земной коры , для формирования достаточного океанического бассейна необходимо наличие расширения, способного выдержать обширное падение грабенов вниз. Листрические разломы создают правильную модель для этого достаточного расширения земной коры. Эти разломы были задокументированы Хоровичем (2005) и помогают в дальнейшей проверке будущего этого региона и возможности дальнейшего расширения и опускания.
В некоторых прошлых рифтогенных событиях наблюдался авлакоген ( неудавшийся рукав) вместе с двумя успешными рифтогенными рукавами. Некоторые геологи предположили, что Восточно-Африканская рифтовая система станет авлакогеном в будущем, не сумев создать океанский бассейн, но на сегодняшний день, похоже, авлакогена нет, и EARS не демонстрирует никаких свидетельств более медленного рифтинга.
Существует также возможность формирования зоны субдукции вдоль восточного борта Сомалийской плиты, вызванной спредингом ВАРС и Срединно-Индийско-Океанического хребта. Чтобы приспособиться к сжатию Сомалийской плиты из-за двух краев растяжения, океаническая плита могла бы начать погружаться под континентальную плиту .
Данные показывают, что Восточно-Африканская рифтовая система представляет собой типичное сложное континентально-континентальное рифтогенное событие, начинающееся в палеогене. Это было вызвано напряжением в дальней зоне, вызванным субдукцией Аравийской плиты под Евразийскую плиту, а также мантийным апвеллингом, вызванным многочисленными горячими точками вокруг EARS.
Это поднятие земной коры создало структуры растяжения, горст-грабены и даже листрические разломы, предполагающие наличие доокеанического бассейна. Если нынешняя тектоника сохранится без изменений, считается, что океанский бассейн со срединно-океаническим хребтом в конечном итоге разделит Нубийскую, Сомалийскую и Аравийскую плиты. Однако рифтинг изучается различными исследованиями с использованием противоречивых гипотетических моделей, и его будущее неизвестно.