Et kontinent i opbrud
Østafrika er bogstaveligt talt ved at sprænge i sømmene — og det kan man allerede se med det blotte øje på overfladen. Forskere har nu identificeret den dybe kilde til dette dramatiske fænomen.
Over tusindvis af kilometers længde vokser et system af dale, vulkaner og sprækker frem. I fremtiden kan dette system splitte kontinentet i to separate landmasser. De seneste undersøgelser peger på, at en voldsom, glødende strøm af materiale i Jordens kappe står bag dette imponerende — men farlige — fænomen.
Et kontinent midt i et brud
I Østafrika udspiller sig en af de mest spektakulære geologiske forvandlinger på vores planet. Afrika deler sig langsomt i to adskilte landmasser, og grænsen imellem dem er en enorm revne — den såkaldte Store Østafrikanske Riftzone, et vidtstrakt riftsystem.
Denne tektoniske "syning" strækker sig cirka 3.500 kilometer. Den skærer gennem Etiopien, Kenya, Uganda og Malawi og danner brede sænkninger, forkastninger og indsunkne bassiner. Intense vulkanudbrud ledsager processen mange steder, hvilket vidner om, at Jordens indre under denne region er usædvanligt aktivt.
Den Østafrikanske Rift er et af de meget få steder på Jorden, hvor man kan følge processen med kontinentets opsplitning nærmest i realtid.
Riftdannelse er et velkendt trin i geologiens cyklus: først begynder et kontinent at strækkes, dernæst opstår riftdale, og med tiden kan der dannes et helt nyt hav, når den kontinentale skorpe knækker fuldstændigt og havvand strømmer ind i revnen.
Hvorfor revner Afrika netop dér?
Selvom vi kender mange eksempler på kontinent-opsplitning fra Jordens geologiske historie, har mekanismen bag Den Store Østafrikanske Rift længe været et gåde. Denne region er nærmest blevet et lærebogs-eksempel på, hvordan kontinenter falder fra hinanden.
Geologerne diskuterede især, hvad der driver udstrækningen af jordskorpen og den intensiverede vulkanisme. To hovedscenarier var på bordet:
- Om det hele primært sker "lavt" i den øverste del af kappen og skorpen som følge af tektoniske kræfter, der virker på lithosfærepladerne.
- Om en dyb, glødende strøm af materiale i kappen spiller en afgørende rolle — en strøm der skubber kontinentet nedefra, svækker skorpen og sætter revnerne i gang.
Den anden hypotese forudsætter eksistensen af en såkaldt super-mantelplume — en gigantisk "skorsten" af varmt bjergmateriale, der strækker sig fra grænsen mellem kerne og kappe helt op under Østafrika. Hidtil har der manglet hårde beviser, der direkte forbandt den lokale vulkanisme med en så dyb kilde.
Nøglen ligger i gasser fra Jordens indre
En gruppe forskere valgte en utraditionel indgangsvinkel til problemet. 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.
Det drejer sig om varme gasser og dampe, der trænger op til overfladen gennem sprækker, fumaroler og geotermiske kilder. Forskerne målte med bemærkelsesværdig præcision blandt andet neon-isotoper — et inert grundstof, der er særdeles velegnet til at spore materialers oprindelse fra Jordens dybder.
Gassets isotopsammensætning fra Kenya peger på en overraskende dyb, fælles kilde — ikke blot for dette sted, men for hele det vidtstrakte riftsystem.
Det viste sig, at de undersøgte gasser bar et tydeligt fingeraftryk fra de nedre lag af Jordens kappe. Desuden lignede deres sammensætning de gasser, man tidligere analyserede i vulkanske bjergarter fra Det Røde Hav i nord og fra vulkaniske områder i Malawi i syd.
Én gigantisk "motor" under Østafrika
Denne overensstemmelse over så enorme afstande antyder noget meget konkret: hele den vulkanske zone, fra Det Røde Hav og helt ned til den sydlige ende af riftsystemet, trækker muligvis på ét fælles, dybtliggende "forsyningsrør" af varmt materiale.
Geologerne beskriver det som en super-mantelplume, forankret lige ved grænsen mellem kerne og kappe. Det er en struktur, der er større og mere kraftfuld end de typiske plumer, der forklarer klassiske "hot spots" som Hawaii og Island.
Super-mantelplumen under Østafrika kan have igangsat — og opretholder nu — processen med at rive kontinentet fra hinanden, idet den leverer varme og materiale fra Jordens dybder over et enormt område.
Seismiske instrumenter havde allerede tidligere indikeret, at der under Afrika findes store, unormalt varme zoner i kappen. Gasanalysen tilføjer det manglende element i puslespillet — et kemisk "fingeraftryk", der forbinder den vulkanske aktivitet fra nord til syd til ét samlet billede.
Fra gasser til pladetektonik
Hvorfor er gassets oprindelse overhovedet så vigtig? Fordi det er umuligt at beskrive hele riftsystemets mekanisme uden at forstå den dybe energikilde. Hvis de virkende kræfter stammer fra så dybe lag som grænsen mellem kerne og kappe, ændrer det billedet af lithosfærepladernes bevægelse i regionen fuldstændigt.
Ifølge forskerne bag undersøgelsen tyder resultaterne på, at super-mantelplumen fungerer som en motor, der:
- opvarmer og svækker den nedre del af den kontinentale jordskorpe,
- letter dens udstrækning og brud,
- leverer magma til de mange vulkanudbrud langs riften,
- påvirker retningen og hastigheden af de tilstødende tektoniske pladers bevægelse.
Undersøgelsens resultater blev offentliggjort i det videnskabelige fagtidsskrift Geophysical Research Letters, hvor de nåede ud til et bredt fagfællesskab 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. Set fra en geologs synsvinkel befinder Østafrika sig dog i begyndelsen af en rejse, der kan ende med dannelsen af et helt nyt hav.
| Trin | Hvad sker der | Eksempelregion |
|---|---|---|
| Kontinental udstrækning | Sprækker og sænkningsbassiner opstår, vulkansk aktivitet tiltager | Østafrika i dag |
| Moden rift | En bred dal dannes, lokale vandreservoirer mulige | Dele af riften i Afrika og på Den Arabiske Halvø |
| Nyt hav | Den kontinentale skorpe brækker helt, havbund opstår | Det Røde Hav som eksempel på et ungt havbækken |
Hvis processen fortsætter, kan der om titusindvis af millioner år dannes et nyt havbækken i Østafrika — lignende det nuværende Røde Hav, og i en endnu fjernere fremtid måske et fuldgyldigt ocean. Den østlige del af kontinentet kunne da blive en selvstændig landplade.
Risici for mennesker og energipotentiale
Selv om de tektoniske forandringer er meget langsomme, mærker vi allerede deres konsekvenser i dag. Riftzonen hører til Jordens mere seismisk og vulkansk aktive regioner. 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 geotermiske felter — som i Kenya — er en kilde til vedvarende elektricitet og varme. I nogle af regionens lande 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
De omtalte undersøgelser er et godt eksempel på, hvordan forskellige videnskabsgrene forener kræfter for at forstå de processer, der foregår hundredvis — ja, tusindvis — af kilometer under vores fødder. Geokemikere analyserer gassers og bjergarters sammensætning, seismologer følger seismiske bølgers veje, og geofysikere bygger tredimensionale modeller af kappe og skorpe.
Neon- og helium-isotoper fungerer her som en slags farvede sporingsmærker, der afslører, fra hvilken dybde og hvilket reservoir det materiale, der ender i magmaen, stammer. Hvis det samme signal gentager sig på tværs af mange steder, der ligger tusindvis af kilometer fra hinanden, peger det på én fælles, vidtstrakt kilde dybt inde i kappen.
Forståelsen af en sådan super-mantelplume har betydning langt ud over Afrika. Disse strukturer påvirker pladebevægelserne på planetarisk skala og former fordelingen af kontinenter, oceaner og bjergkæder over milliarder af år. For de mennesker, der lever i dag, er de mest jordnære konsekvenser dog vigtigst: hvor det er klogt at investere i geotermisk energi, og hvor man særligt bør være opmærksom på risikoen for jordskælv og udbrud.
Viden om den dybe "motor" under Østafrika hjælper os til bedre at vurdere disse risici og muligheder. Den viser også, at selv et tilsyneladende fast kontinent på lang sigt opfører sig som en langsomt flydende masse — i evig forvandling og omarrangering.
