Et kontinent i opbrud
Østafrika er bogstaveligt talt ved at bryde fra hinanden – og det kan man allerede se med det blotte øje på jordens overflade. Forskere har nu identificeret den dybe kilde til dette dramatiske fænomen.
Over tusindvis af kilometer er et system af dale, vulkaner og revner ved at opstå. Dette system kan i fremtiden dele kontinentet i to separate landmasser. Den nyeste forskning peger på, at en voldsom, varm strøm af materiale i Jordens kappe er ansvarlig for dette imponerende, men farlige forløb.
Et kontinent under opsplitning
I Østafrika foregår en af de mest spektakulære geologiske forandringer på vores planet. Afrika deler sig langsomt op i to adskilte landmasser, og grænsen mellem dem udgøres af en enorm revne – det såkaldte Den Østafrikanske Riftzone, et vidtstrakt riftsystem.
Denne tektoniske "søm" strækker sig over cirka 3.500 kilometer. Den skærer gennem Etiopien, Kenya, Uganda og Malawi og danner vide sænkninger, forkastninger og nedsænkede dale. Intens vulkanisme ledsager dette forløb – 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 kan følge processen med at rive et kontinent fra hinanden nærmest i realtid.
Dannelsen af en riftzone er et velkendt trin i geologiens cyklus: 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 revner Afrika netop der?
Selv om vi kender mange eksempler på kontinentalt opsplitning fra Jordens geologiske historie, har mekanismen bag Den Østafrikanske Riftzone længe været et gåde. Regionen er nærmest blevet et lærebogsterræn for studiet af, hvordan kontinenter falder fra hinanden.
Geologer har især diskuteret, hvad der driver udstrækningen af jordskorpen og den øgede vulkanisme. To primære scenarier har været på bordet:
- om alt primært sker "overfladisk", i den øverste del af kappen og jordskorpen, som følge af tektoniske kræfter, der virker på litosferepladerne,
- eller om en dyb, varm strøm af materiale i kappen spiller en afgørende rolle ved at skubbe kontinentet nedefra, svække jordskorpen og starte revnedannelse.
Den anden hypotese forudsætter eksistensen af en såkaldt super-mantleplume – en gigantisk "skorsten" af varm sten, der strækker sig fra grænsen mellem kernen og kappen helt op under Østafrika. Hidtil har der dog manglet solide data, der direkte forbandt den lokale vulkanisme med en så dyb kilde.
Nøglen ligger i gasser fra Jordens indre
En gruppe forskere valgte at angribe problemet fra en usædvanlig vinkel. I stedet for udelukkende at fokusere på terrænets form eller seismiske bølger analyserede de den kemiske sammensætning af gasser, der siver op i et geotermisk område i den kenyanske del af riftdalen.
Der er tale om varme gasser og dampe, som trænger op til overfladen gennem revner, fumaroler og geotermiske kilder. Forskerne målte med bemærkelsesværdig præcision blandt andet isotoper af neon – et inertstof, der er ideelt til at spore materialets oprindelse fra Jordens dybder.
Den isotopiske sammensætning af gasserne fra Kenya peger på en overraskende dyb, fælles kilde – ikke blot for dette ene sted, men for hele det vidtstrakte riftbælte.
Det viste sig, at de undersøgte gasser bærer et tydeligt kendetegn fra de nedre lag af Jordens kappe. Desuden ligner deres sammensætning den, der tidligere er analyseret i vulkanske bjergarter fra Det Røde Havs område mod nord og fra vulkanske egne i Malawi mod syd.
Én gigantisk "motor" under Østafrika
En sådan overensstemmelse over så enorme afstande antyder noget meget konkret: hele denne vulkanske zone, fra Det Røde Hav til den sydlige del af riftsystemet, kan trække på én fælles, dyb "hovedledning" af varmt materiale.
Geologer beskriver den netop som en super-mantleplume, forankret tæt ved grænsen mellem kernen og kappen. Det er en struktur, der er større og kraftigere end typiske plumes, som forklarer eksistensen af klassiske "hot spots" som Hawaii eller Island.
Super-mantleplumet under Østafrika kan have sat gang i – og vedligeholder nu – processen med at rive kontinentet fra hinanden ved at levere varme og materiale fra Jordens dyb over et enormt område.
Seismiske instrumenter har tidligere antydet, at der under Afrika befinder sig store, unormalt varme zoner i kappen. Gasanalysen tilføjer det manglende brik til dette puslespil – en kemisk "signatur", der forbinder den vulkanske aktivitet fra nord til syd til én sammenhængende helhed.
Fra gasser til pladetektonik
Hvorfor interesserer vi os egentlig så meget for disse gassers oprindelse? Fordi det er umuligt at beskrive mekanismen bag hele riftsystemet uden at forstå den dybe energikilde. Hvis der er tale om kræfter, der virker helt fra grænsen mellem kernen og kappen, ændrer det billedet af litosferepladernes bevægelser i denne region.
Ifølge forskerne bag studiet tyder resultaterne på, at super-mantleplumet fungerer som en motor, der:
- opvarmer og svækker den nedre del af den kontinentale jordskorpe,
- letter dens udstrækning og revnedannelse,
- leverer magma, der er ansvarlig for de talrige vulkanudbrud langs riften,
- påvirker retningen og hastigheden af de tilstødende tektoniske pladers bevægelse.
Forskningsresultaterne er offentliggjort i det specialiserede videnskabelige tidsskrift Geophysical Research Letters, hvor de er nået ud til det brede samfund 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 intet dramatisk vil ske i vores levetid. Fra en geologs synspunkt befinder Østafrika sig dog i begyndelsen af en rejse, der kan ende med dannelsen af et nyt ocean.
| Fase | Hvad sker der | Eksempelregion |
|---|---|---|
| Kontinental udstrækning | Revner og sænkninger opstår, vulkansk aktivitet tiltager | Østafrika i dag |
| Moden riftzone | En bred dal dannes, lokale vandbassiner mulige | Dele af riften i Afrika og på Den Arabiske Halvø |
| Nyt ocean | Den kontinentale jordskorpe brister fuldstændigt, havbund dannes | Det Røde Hav som eksempel på et ungt havbækken |
Hvis processen fortsætter, kan der om titusinder af millioner af år dannes et nyt havbækken i Østafrika, der ligner 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 potentiale for energi
Selv om de tektoniske forandringer er meget langsomme, mærker vi allerede deres konsekvenser i dag. Riftzonen hører til de mere seismisk og vulkansk aktive steder på Jorden. Jordskælv, selv mindre, udgør en trussel mod infrastruktur og befolkning. Vulkanudbrud kan ødelægge afgrøder, lamme lufttransport og tvinge befolkninger til evakuering.
På den anden side rummer denne samme energi et enormt potentiale. Aktive geotermiske felter som dem i Kenya udgør en kilde til vedvarende elektrisk energi og varme. I flere af regionens lande bliver geotermiske kraftværker et vigtigt element i energimikset og hjælper landene med at frigøre sig fra fossile brændstoffer.
Hvordan "læser" forskere Jordens indre
Den omtalte forskning er et godt eksempel på, hvordan forskellige videnskabelige discipliner forener kræfter for at forstå processer, der foregår hundreder eller endda tusinder af kilometer under vores fødder. Geokemikere analyserer sammensætningen af gasser og bjergarter, seismologer følger seismiske bølgers forløb, og geofysikere opbygger tredimensionelle modeller af kappe og jordskorpe.
Neon- og heliumisotoper fungerer her som en slags "farvede markører", der afslører, fra hvilken dybde og hvilket reservoir materialet, der ender i magmaen, stammer fra. Hvis dette signal gentager sig mange steder, adskilt af tusindvis af kilometer, peger det på en fælles, vidtstrakt kilde dybt i kappen.
Forståelsen af en sådan super-mantleplume har ikke blot betydning for Afrika alene. Denne type strukturer påvirker pladernes bevægelse på planetarisk skala og former fordelingen af kontinenter, oceaner og bjergkæder gennem milliarder af år. For mennesker i dag er de mere jordnære konsekvenser dog vigtigst: hvor det er fornuftigt at investere i geotermal energi, og hvor man særligt skal være opmærksom på risikoen for jordskælv og udbrud.
Viden om den dybe "motor" under Østafrika hjælper os med bedre at vurdere disse farer og muligheder. Den viser også, at selv et tilsyneladende stabilt kontinent i det lange tidsperspektiv opfører sig som en langsomt flydende masse, der konstant omdannes og omorganiseres.
