В Африке обнаружены древние признаки разлома континента

Новости МирТесен

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

Движение тектонических плит Земли может проявляться как столкновение, приводящее к образованию горных массивов, так и как разделение, в результате чего земная кора истончается и разламывается, формируя новые водоемы. Ярким примером является Восточно-Африканская рифтовая система (EARS), где континент уже на протяжении десятков миллионов лет постепенно разделяется. Этот геологический процесс часто сопровождается землетрясениями и вулканической активностью, хотя на начальных стадиях проявления глубоких процессов могут быть незаметными.

К западу от EARS, через весь Центральноафриканский регион – от Танзании до Намибии – простирается ряд обособленных рифтовых долин, включающих Луангва, Луано, Кафуэ, Окаванго и Эйсеб. Геофизические исследования ранее выявили в этих областях аномалии, такие как замедленная скорость сейсмических волн, возросший тепловой поток и пониженная сейсмическая активность. Ученые предполагают, что эта цепь разломов представляет собой не совокупность дискретных структур, а единую, формирующуюся границу между Нубийской плитой и новой микроплитой, получившей название плиты Сан. Подтверждение этой гипотезы позволило бы установить связь между разломом и Атлантикой через подводный Китовый хребет, что свидетельствует о разделении Африканского континента на три части.

Для проверки этой гипотезы ученые провели исследование рифта Кафуэ в Замбии, где на поверхность поднимаются геотермальные источники. В восьми точках, расположенных как внутри разлома, так и за его границами, были взяты образцы газа. Анализ соотношения изотопов гелия-3 и гелия-4 позволяет установить происхождение газа и понять происходящие в глубине Земли процессы. Результаты опубликовал журнал Frontiers in Earth Science.

В шести образцах, взятых из зоны разлома, отношение изотопов гелия оказалось в восемь раз выше нормы, что служит прямым свидетельством выхода газов из мантии на поверхность. Кроме того, изотопный состав углерода в CO₂ оказался сопоставим с таковым в мантии, обеспечив второе, независимое подтверждение. Это указывает на то, что флюиды из мантии поднимаются исключительно вдоль разломов, не распространяясь под всей исследованной территорией.

Сочетание газов в рифтовых зонах, характеризующееся преобладанием азота, выделяющегося из горных пород, содержащих радиогенный гелий, и небольшим количеством углекислого газа мантийного происхождения, является характерной геохимической особенностью начального этапа рифтогенеза – процесса разделения литосферных плит. Схожие тенденции зафиксированы в других рифтовых структурах, таких как Руква и Северо-Танзанийская зона. По мере дальнейшего развития рифта и увеличения вулканической активности наблюдается существенное увеличение объема углекислого газа мантийного происхождения, что приводит к его доминированию.

Геохимические данные согласуются с геофизическими и свидетельствуют о том, что под рифтом Кафуэ происходит активный разлом литосферы на начальном этапе своего развития. Обнаружение подобных признаков активности мантии в других частях этой зоны позволит подтвердить новую модель раскола Африки.