Det afrikanske kontinent brækker bogstaveligt talt fra hinanden
Østafrika splitter sig op – og processen er allerede synlig med det blotte øje. Forskere har netop afsløret kilden til fænomenet, som befinder sig tusindvis af kilometer under overfladen.
Over en strækning på tusindvis af kilometer opstår et system af dale, vulkaner og revner, der i fremtiden kan dele kontinentet i to separate landmasser. De nyeste undersøgelser tyder på, at en voldsom strøm af varm materie i Jordens kappe er ansvarlig for dette imponerende, men skræmmende fænomen.
Visse steder i Kenya og Etiopien kan man direkte se, hvordan terrænet åbner sig, og nye sprækker opstår i jorden. Geofysikere understreger, at denne transformation hører til de mest dramatiske geologiske processer, der foregår på vores planet netop nu. I modsætning til andre tektoniske fænomener sker denne kontinentsopbrudning hurtigt nok til, at videnskabsfolk kan dokumentere den over blot få generationer.
Den Store Østafrikanske Riftzone strækker sig 3.500 kilometer
Den Store Østafrikanske Riftzone løber gennem Etiopien, Kenya, Uganda og Malawi over en samlet længde på cirka 3.500 kilometer. Den danner store sænkningsområder, forkastninger og indsunkne dale. Dette geologiske system ledsages af intens vulkanisme med regelmæssige udbrud, der afslører en ekstraordinær aktivitet i Jordens indre under regionen.
Hvorfor revner Afrika netop her
Selvom geologisk historie byder på adskillige eksempler på kontinenters opbrud, forblev mekanismen bag Den Store Østafrikanske Riftzone i lang tid et mysterium. Regionen er blevet et lærebogsterritorie for forskning i, hvordan kontinenter splittes i mindre dele.
Geologer stred primært om, hvad der driver processen med jordskorpens udvidelse og den øgede vulkanisme. To grundlæggende scenarier stod over for hinanden. Det første antog, at alt foregår relativt lavt i den øvre del af kappen og skorpen som følge af tektoniske kræfter, der virker på litosfærepladerne. Det andet scenarie tilskrev en afgørende rolle til en dyb, varm materialstrøm i kappen, som presser kontinentet nedefra, svækker jordskorpen og skaber sprækker.
Den anden hypotese forudsætter eksistensen af en såkaldt supermantelfjervedder – en gigantisk skorsten af varm bjergart, der strækker sig fra grænseområdet mellem kernen og kappen helt op under det østlige Afrika. Hidtil manglede man direkte beviser, der kunne forbinde den lokale vulkanisme med en så dyb kilde.
Et internationalt forskerhold valgte en utraditionel tilgang til problemet. I stedet for udelukkende at fokusere på terrænets form eller seismiske bølger analyserede de den kemiske sammensætning af gasser, der siver ud i et geotermisk felt i den kenyanske del af riftdalen.
Nøglen gemt i gasser fra Jordens indre
Forskerne studerede varme gasser og dampe, der trænger op til overfladen gennem sprækker, fumaroler og geotermiske kilder. Med ekstraordinær præcision målte de blandt andet isotoper af neon – et inert grundstof, der er særdeles velegnet til at spore oprindelsen af materiale fra Jordens dybder.
Gassernesisotopsammensætning fra Kenya peger på en overraskende dyb fælles kilde – ikke kun for dette ene sted, men for hele det vidtstrakte riftbælte. Det viste sig, at de undersøgte gasser bærer et tydeligt aftryk af oprindelse fra den nedre del af Jordens kappe. Deres sammensætning ligner desuden gasser, der tidligere er analyseret i vulkanske bjergarter fra området ved Røde Hav mod nord og fra vulkanske regioner i Malawi mod syd.
Denne overensstemmelse over så store afstande antyder noget meget konkret. Hele den vulkanske zone – fra Røde Hav til den sydlige del af riftsystemet – benytter muligvis én fælles, dyb transportvej for varm materie.
Geologer beskriver den netop som en supermantelfjervedder forankret tæt ved grænsen mellem kernen og kappen. Det er en struktur, der er større og kraftigere end de typiske fjervedder, som forklarer eksistensen af klassiske hotspots som Hawaii eller Island.
Én gigantisk motor under det østlige Afrika
Supermantelfjervedderet under det østlige Afrika kan have sat kontinentopbrudningen i gang og holder den nu ved lige ved at levere varme og materiale fra Jordens dybder over et enormt areal. Seismiske instrumenter antydede allerede tidligere, at der under Afrika befinder sig store, unormalt varme zoner i kappen. Gasanalysen tilføjer det manglende element til dette puslespil – en kemisk signatur, der forbinder den vulkanske aktivitet fra nord til syd til ét samlet billede.
Hvorfor er gassernesursprung så interessant? Uden forståelse af den dybe energikilde er det vanskeligt at beskrive mekanismen bag hele riftsystemets funktion. Hvis kræfter fra grænseområdet mellem kernen og kappen er i spil, ændrer det billedet af litosfærepladernes bevægelser i regionen markant.
Ifølge forskningsholdet viser resultaterne, at supermantelfjervedderet fungerer som en motor med flere funktioner:
- Opvarmer og svækker den nedre del af den kontinentale jordskorpe
- Letter dens udvidelse og opsprækning
- Leverer magma, der er ansvarligt for de talrige vulkanudbrud langs riften
- Påvirker retningen og tempoet i de omkringliggende tektoniske pladers bevægelser
- Skaber geotermiske felter, der kan udnyttes til energiproduktion
- Forårsager jordskælv i hele det østafrikanske område
- Former nye geologiske strukturer, der er synlige på overfladen
- Ændrer atmosfærens sammensætning i områder med fumaroler
Studiets resultater blev publiceret i det videnskabelige tidsskrift Geophysical Research Letters, hvor de nåede ud til et bredt fællesskab af geologer og geofysikere, der beskæftiger sig med Jordens indre.
Hvad kan der ske med Afrika om millioner af år
Tektoniske processer måles i millioner af år, så der vil ikke ske noget dramatisk i vores levetid. Set med en geologs øjne befinder det østlige Afrika sig dog i begyndelsen af en rejse, der kan ende med dannelsen af et nyt ocean.
Hvis processen fortsætter, kan der om titusindvis af millioner år opstå et nyt oceanbassin i det østlige Afrika – svarende til det nuværende Røde Hav – og i en endnu fjernere fremtid et fuldt udviklet ocean. Den østlige del af kontinentet kunne derefter blive en selvstændig kontinentalplade.
Selv om tektoniske forandringer er meget langsomme, mærker vi allerede i dag deres konsekvenser. Riftregionen hører til de seismisk og vulkansk mest aktive steder på Jorden. Jordskælv – selv mindre af slagsen – udgør en fare for infrastruktur og befolkning. Vulkanudbrud kan ødelægge afgrøder, lamme lufttrafikken og tvinge beboere til evakuering.
På den anden side rummer denne energi et enormt potentiale. Aktive geotermiske felter, som dem i Kenya, udgør en kilde til vedvarende elektricitet og varme. I flere lande i regionen er geotermiske kraftværker ved at blive en vigtig del af energimixet og hjælper med at skabe uafhængighed af fossile brændstoffer.
Sådan læser forskere Jordens indre
Den omtalte forskning er et godt eksempel på, hvordan forskellige videnskabelige discipliner forener kræfter for at forstå processer, der foregår hundredvis eller endda tusindvis af kilometer under vores fødder. Geokemikere analyserer gassernesog bjergarters sammensætning, seismologer følger seismiske bølgers forløb, og geofysikere bygger tredimensionelle modeller af kappen og jordskorpen.
Isotoper af neon eller helium fungerer som en slags farvede mærkater, der afslører fra hvilken dybde og hvilket reservoir materialet, der finder vej til magmaet, stammer fra. Når dette signal gentages på mange steder med tusindvis af kilometers afstand, peger det på en fælles, omfattende kilde i mantlens dyb.
Forståelsen af et sådant superfjervedder har betydning langt ud over Afrika selv. Denne type strukturer påvirker pladebevægelserne i planetær skala og former fordelingen af kontinenter, oceaner og bjergkæder over milliarder af år. For nutidens mennesker er de mere praktiske konsekvenser dog vigtigere: hvor det kan betale sig at investere i geotermisk energi, og hvor man især bør være opmærksom på risikoen for jordskælv og udbrud.
Viden om dybden giver praktisk udbytte
Kendskabet til den dybe motor under det østlige Afrika hjælper med bedre at vurdere disse risici og muligheder. Det viser også, at selv et tilsyneladende stabilt kontinent i et langt tidsperspektiv opfører sig som en langsomt flydende masse, der konstant omformes og omgrupperes.
Forskere fra universiteter i USA, Storbritannien og Kenya fortsætter overvågningen af geotermiske felter og seismisk aktivitet. Deres data hjælper regeringerne i de østafrikanske lande med at planlægge opførelsen af mere sikker infrastruktur og samtidig udnytte regionens energipotentiale. Det er ikke blot teoretisk geologi – det er praktisk viden, der kan redde liv og forbedre økonomien i hele nationer.
