В Африке обнаружены древние признаки разлома континента

На протяжении многих лет геологи обсуждали вопрос о том, объединяются ли отдельные рифтовые долины в центральной Африке в единую зону, где начинается разделение континента. Недавнее исследование предоставило неопровержимые свидетельства того, что газы из мантии поднимаются к поверхности через разломы рифта Кафуэ в Замбии, что подтверждает гипотезу о постепенном распаде Африки на три тектонические плиты.

Движение тектонических плит, составляющих земную кору, может происходить по-разному: они либо сближаются, формируя горные хребты, либо удаляются друг от друга, что приводит к истончению и разломам коры и образованию новых водоемов. Ярким примером является Восточно-Африканская рифтовая система (EARS), где континент разделяется в течение уже многих десятков миллионов лет. Этот геологический процесс часто сопровождается землетрясениями и вулканической активностью, хотя на начальных стадиях признаки глубоких изменений могут быть незаметны.

Читать также:  Ученые предлагают использовать песни китов для изучения геологии морского дна

К западу от EARS, пересекая Центральную Африку от Танзании до Намибии, простирается ряд обособленных рифтовых долин: Луангва, Луано, Кафуэ, Окаванго и Эйсеб. Ранее специалисты в области геофизики отметили в этих областях отклонения от нормы — пониженную скорость распространения сейсмических волн, возросший тепловой поток и незначительную сейсмическую активность. Согласно предположению исследователей, эта цепь разломов представляет собой не совокупность дискретных геологических образований, а единую, формирующуюся границу между Нубийской плитой и новой, еще не сформировавшейся микроплитой, получившей название плиты Сан. В случае подтверждения этой гипотезы, разлом будет соединен с EARS и Атлантическим океаном через подводный хребет Китовый хребет, что повлечет за собой разделение Африканского континента на три части.

Чтобы проверить эту гипотезу, авторы исследования провели анализ рифта Кафуэ в Замбии, характеризующегося выходом на поверхность геотермальных источников. В восьми точках, расположенных как непосредственно в разломе, так и за его границами, были отобраны образцы газа. Сопоставление концентраций гелия-3 и гелия-4 позволяет установить происхождение газовой фракции и понять глубинные процессы, лежащие в основе ее формирования. Результаты опубликовал журнал Frontiers in Earth Science.

В шести образцах, взятых в зоне разлома, отношение изотопов гелия оказалось в восемь раз выше нормы, что стало прямым свидетельством выхода газов из мантии на поверхность. Анализ изотопного состава углерода в CO₂ выявил значение, близкое к мантийному, предоставив второе, независимое подтверждение. Это указывает на то, что флюиды, поднимающиеся из мантии, концентрируются именно в разломах, а не распространяются по всей области.

Читать также:  Новые данные указывают на то, что тектонические плиты Земли начали двигаться на 600 миллионов лет раньше, чем считалось ранее.

Сочетание газов, характерное для рифтовых зон, когда азот, выделяющийся из коренных пород, преобладает над мантийным CO₂, а содержание радиогенного гелия значительно выше — является типичным геохимическим признаком ранней, незрелой стадии формирования рифта, то есть разделения тектонических плит. Схожие процессы зафиксированы и в других рифтовых зонах, таких как Руква и Северо-Танзанийская зона. С развитием рифта и усилением магматической активности происходят изменения: доля углекислого газа, поступающего из мантии, возрастает и начинает преобладать.

В соответствии с полученными геохимическими данными, они согласуются с геофизическими и свидетельствуют о том, что под рифтом Кафуэ происходит активный разлом литосферы на начальном этапе его формирования. Обнаружение подобных признаков мантии в других частях этой зоны позволит подтвердить новую модель раскола Африки.

Читать также:  В магматической породе возрастом 2 миллиарда лет обнаружена колония бактерий.