Et kontinent i opbrud
Østafrika er bogstaveligt talt ved at briste i sømmene – og processen er nu synlig med det blotte øje. Forskere har netop identificeret årsagen, og den stikker dybt ned i Jordens indre.
Over tusindvis af kilometers længde opstår der et system af dale, vulkaner og revner, som i fremtiden kan splitte kontinentet i to separate landmasser. De nyeste undersøgelser peger på, at fænomenet drives af en voldsom, varm strøm af materiale i Jordens kappe.
En af Jordens mest spektakulære geologiske forandringer
I det østlige Afrika foregår der lige nu en af de mest dramatiske geologiske transformationer på vores planet. Afrika deler sig langsomt i to adskilte landmasser, og grænsen imellem dem er en enorm revne – den såkaldte Østafrikanske Riftzone, et vidtstrakt riftsystem.
Denne tektoniske "søm" strækker sig over cirka 3.500 kilometer og skærer igennem Etiopien, Kenya, Uganda og Malawi, hvor den skaber brede lavninger, forkastninger og indsunkne områder. Intens vulkanisme ledsager processen – regelmæssige udbrud mange steder viser, at Jordens indre under denne region er usædvanligt aktivt.
Den Østafrikanske Riftzone er et af de få steder på Jorden, hvor man nærmest kan følge et kontinents opsplitning i realtid.
Dannelsen af en riftzone er et velkendt kapitel i geologiens bog: Først begynder kontinentet at strækkes, derefter opstår riftdale, og med tiden kan der dannes et helt nyt ocean, når jordskorpen brister fuldstændigt og havvand strømmer ind i revnen.
Hvorfor flænges Afrika netop dér?
Selv om vi kender mange eksempler på kontinenters opsplitning fra Jordens geologiske historie, har mekanismen bag Den Østafrikanske Riftzone længe været et mysterium. Området er blevet et lærebogs-eksempel på, hvordan kontinenter falder fra hinanden.
Geologer diskuterede især, hvad der driver udstrækningen af jordskorpen og den øgede vulkanske aktivitet. To overordnede scenarier blev overvejet:
- Om alt primært sker "lavt oppe" – i den øverste del af kappen og skorpen – som følge af tektoniske kræfter, der virker på litospladerne.
- Om en dyb, varm materialestrøm i kappen spiller en afgørende rolle ved at presse kontinentet nedefra, svække jordskorpen og igangsætte revnedannelse.
Den anden hypotese forudsætter eksistensen af en såkaldt superplumestruktur – en gigantisk "skorsten" af varm bjergart, der rækker fra grænsen mellem kerne og kappe helt op under det østlige Afrika. Hidtil har der manglet konkrete data, der direkte forbandt lokal vulkanisme med en så dybtliggende kilde.
Nøglen ligger i gasser fra Jordens indre
En gruppe forskere valgte en utraditionel tilgang til problemet. I stedet for udelukkende at fokusere på terrænet eller seismiske bølger analyserede de den kemiske sammensætning af gasser, der siver op fra et geotermalt felt i den kenyanske del af riftdalen.
Det drejer sig om varme gasser og dampe, der trænger til overfladen gennem sprækker, fumaroler og geotermale kilder. Forskerne målte med bemærkelsesværdig præcision isotoperne af neon – et inert grundstof, der er ideelt til at spore, hvor materiale fra Jordens dybder stammer fra.
Gassammensætningens isotopsignatur fra Kenya peger på en overraskende dyb og fælles kilde – ikke blot for dette ene sted, men for hele det vidtstrakte riftsystem.
Det viste sig, at de undersøgte gasser bærer et tydeligt fingeraftryk fra de nederste lag af Jordens kappe. Desuden er sammensætningen slående lig de gasser, man tidligere har analyseret i vulkanske bjergarter fra Det Røde Hav mod nord og fra vulkanske områder i Malawi mod syd.
Én gigantisk "motor" under det østlige Afrika
Denne overensstemmelse over så store afstande antyder noget meget konkret: Hele den vulkanske zone – fra Det Røde Hav til riftzonens sydlige udstrækning – kan trække på ét fælles, dybtliggende "forsyningsrør" af varm materiale.
Geologer beskriver det som en superplumestruktur forankret tæt ved grænsen mellem Jordens kerne og kappe. Det er en struktur større og mægtigere end de typiske plumer, der forklarer klassiske "hotspots" som Hawaii eller Island.
Superplumen under det østlige Afrika kan have igangsat – og opretholde – processen med at splitte kontinentet, ved at tilføre varme og materiale fra Jordens indre over et enormt område.
Seismiske instrumenter har tidligere antydet, at der under Afrika findes store, unormalt varme zoner i kappen. Gasanalyserne tilføjer det manglende brik i puslespillet – en kemisk "signatur", der binder den vulkanske aktivitet fra nord til syd sammen til ét sammenhængende billede.
Fra gasser til pladetektonik
Hvorfor interesserer vi os så meget for, hvor disse gasser kommer fra? Fordi det uden forståelse af den dybe energikilde er umuligt at beskrive, hvordan hele riftsystemet fungerer. Hvis de involverede kræfter stammer helt fra grænsen mellem kerne og kappe, ændrer det billedet af litospladernes bevægelse i hele regionen.
Ifølge forskerne bag undersøgelsen tyder resultaterne på, at superplumen fungerer som en motor, der:
- opvarmer og svækker den kontinentale jordskorpes underste del,
- letter dens udstrækning og revnedannelse,
- leverer den magma, der er ansvarlig for de mange vulkanudbrud langs riftdalen,
- påvirker retningen og hastigheden af de tilgrænsende tektoniske pladesæt bevægelser.
Forskningsresultaterne er offentliggjort i det videnskabelige fagtidsskrift Geophysical Research Letters, hvor de nu er tilgængelige for det brede geologiske og geofysiske forskningsmiljø.
Hvad kan der ske med Afrika om millioner af år?
Tektoniske processer måles i millioner af år, så intet dramatisk vil ske 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 helt nyt ocean.
| Fase | Hvad sker der | Eksempelregion |
|---|---|---|
| Kontinental udstrækning | Revner og indsænkninger opstår, vulkansk aktivitet tiltager | Det østlige Afrika i dag |
| Moden riftzone | En bred dal dannes, lokale vandreservoirer kan opstå | Dele af riftzonen i Afrika og på Den Arabiske Halvø |
| Nyt ocean | Den kontinentale skorpe brister fuldstændigt, havbund dannes | Det Røde Hav som eksempel på et ungt havbassin |
Hvis processen fortsætter, kan der om titusinder af millioner år opstå et nyt havbassin i det østlige Afrika – lignende det nuværende Røde Hav – og i en endnu fjernere fremtid et fuldgyldigt ocean. Den østlige del af kontinentet kunne da blive en selvstændig landplade.
Risici for mennesker og geotermalt energipotentiale
Selv om de tektoniske forandringer er meget langsomme, mærker vi allerede deres konsekvenser i dag. Riftzonen er et af Jordens mere seismisk og vulkansk aktive områder. Jordskælv – selv mindre – udgør en trussel mod infrastruktur og befolkning. Vulkanudbrud kan ødelægge afgrøder, lamme lufttrafikken og tvinge beboere til evakuering.
På den anden side rummer den samme energi et enormt potentiale. Aktive geotermale felter – som i Kenya – er en kilde til vedvarende elektricitet og varme. I flere lande i regionen er geotermiske kraftværker ved at blive et vigtigt element i energimikset og hjælper med at mindske afhængigheden af fossile brændstoffer.
Sådan "læser" forskere Jordens indre
Disse undersøgelser er et godt eksempel på, hvordan forskellige videnskabelige discipliner arbejder sammen om at forstå processer, der foregår hundredvis eller endda tusindvis af kilometer under vores fødder. Geokemikere analyserer gas- og bjergartssammensætninger, seismologer følger seismiske bølgers veje, og geofysikere opbygger tredimensionelle modeller af kappen og skorpen.
Neon- og heliumisotoper fungerer som farvede sporingsstoffer, der afslører, fra hvilken dybde og hvilket reservoir det materiale stammer, der ender i magmaen. Når dette signal gentages på steder, der ligger tusindvis af kilometer fra hinanden, peger det på én fælles, vidtstrakt kilde dybt nede i kappen.
Forståelsen af en sådan superplumestruktur har betydning langt ud over Afrika alene. Den slags strukturer påvirker pladesætbevægelserne i planetær skala og har formet fordelingen af kontinenter, oceaner og bjergkæder i milliarder af år. For nutidens mennesker er de mere jordnære konsekvenser dog vigtigst: Hvor det kan betale sig at investere i geotermisk energi, og hvor man særligt skal være opmærksom på risikoen for jordskælv og vulkanudbrud.
Viden om den dybe "motor" under det østlige Afrika giver os bedre redskaber til at vurdere både trusler og muligheder. Og den minder os om, at selv et tilsyneladende solidt kontinent – på lang nok sigt – opfører sig som en langsomt flydende masse, der konstant omformer og omorganiserer sig selv.
