Afrika se cepa na dva dela: Naučnici otkrili silu iz dubine Zemlje koja nezaustavljivo kida kontinent

U dubinama afričkog kontinenta, ogromno uzdizanje vrelih stena iz Zemljinog omotača (mantla) očigledno igra ključnu ulogu u sporom cepanju njegove površine. Ovo otkriće rasvetljava neobjašnjiva pomeranja primećena duž Istočnoafričkog raseda, otkrivajući kako dublji geološki procesi deluju u sprezi sa površinskim fenomenima dok se čitave tektonske ploče udaljavaju jedna od druge.

Kontinentalno rasedanje nastaje kada čvrsti spoljni omotač planete počne da se rasteže i stanjuje. Ovaj sloj, poznat kao litosfera, obuhvata čvrstu koru i gornji deo omotača. Kada litosfera trpi sile istezanja, njena mehanička reakcija se menja u zavisnosti od brzine i mesta pritiska. Blizu površine, stene pucaju, stvarajući rasede i snažne zemljotrese. Dublje, gde su temperature više, materijal se deformiše plastično i znatno ravnomerije.

Geofizičarka D. Sara Stemps, vanredna profesorka na Odeljenju za geonauke Virdžinija Teka, upoređuje ove razlike sa ponašanjem pametnog plastelina. Ako ga udarite čekićem, naglo će se razbiti. Nasuprot tome, ako ga polako povlačite, on će se rastezati bez pucanja. Slično tome, Zemljina litosfera reaguje različito u zavisnosti od brzine i načina delovanja sila.

U većini kontinentalnih raseda, deformacije prate očekivanu putanju, gde se najsnažnije kretanje odvija pod pravim uglom u odnosu na osu raseda, odnosno u pravcu razdvajanja kore. Sistem Istočnoafričkog raseda, najveći te vrste na planeti, zaista pokazuje ovo klasično vertikalno širenje. Ipak, nakon više od 12 godina praćenja putem GPS mreža, Stemps je otkrila nešto neočekivano. Određeni delovi regiona kretali su se u pravcu paralelnom sa samom osom raseda, što je godinama predstavljalo pravu naučnu misteriju za njen tim iz Laboratorije za geodeziju i tektonofiziku.

Uloga afričkog "super-pluma"

U studiji objavljenoj u naučnom časopisu "Journal of Geophysical Research", istraživači su koristili 3D termomehaničke kompjuterske modele kako bi istražili poreklo ove neobične deformacije. Dizajn simulacija vodio je glavni autor Tahiri Radžaonarison, postdoktorski istraživač na Nju Meksiko Teku, koji je doktorirao na Virdžinija Teku.

Prema rezultatima simulacija, kretanje duž raseda direktno je povezano sa severnim tokovima materijala iz mantla koji izviru iz takozvanog Afričkog super-pluma (džinovske perjanice mantla). Reč je o kolosalnom rastućem stubu vrelog materijala koji kreće iz dubina Zemljinog omotača ispod jugozapadne Afrike i širi se ka severoistoku kontinenta. Kako se ova užarena masa kreće ka severu, sve se više približava površini. Podaci pokazuju da je upravo ovaj duboki tok odgovoran za pomeranja koja odstupaju od jednostavnih modela klasičnog linearnog širenja.

Sudar dve moćne geološke sile

Ovi nalazi donose nove podatke u dugogodišnju naučnu debatu o mehanizmima koji pokreću Istočnoafrički rased. Geolozi su se do sada fokusirali na dva ključna uzroka: potisak litosfere i sile trenja mantla, ili na njihovu kombinaciju.

Sile potiska litosfere deluju blizu površine i definisane su topografskim visinskim razlikama i varijacijama u gustini stena. U istočnoj Africi ključnu ulogu igra afričko "super-uzvišenje" (African Superswell), prostrano područje neobično visokog reljefa. S druge strane, sile trenja mantla nastaju dublje u unutrašnjosti Zemlje, gde usijani, gusti materijal koji se kreće stvara trenje i povlači krutu tektonsku ploču iznad sebe.

Stemps je počela da beleži ova neobična pomeranja još tokom svog postdoktorskog istraživanja. Koristila je visoko precizne GPS stanice koje su primale signale sa više od 30 satelita, beležeći površinska pomeranja na nivou milimetra. Ova merenja su zakomplikovala stvari, jer su plitke sile potiska mogle da objasne samo klasično razdvajanje, ostavljajući pomeranje duž raseda potpuno neobjašnjenim.

Dekodiranje seizmičke anizotropije

U prethodnom istraživanju iz 2021. godine, naučni tim je pokazao da obe vrste sila doprinose ukupnoj geodinamičkoj slici. Međutim, sile potiska su sistematski podbacivale u simuliranju anomalnog kretanja ka severu. U najnovijoj studiji, Radžaonarison se fokusirao isključivo na ovu neobjašnjenu pojavu, dokazujući da je severni tok Afričkog super-pluma odgovoran i za zabeleženo kretanje i za seizmičku anizotropiju regiona.

Seizmička anizotropija opisuje fenomen u kojem seizmički talasi putuju različitim brzinama u zavisnosti od smera kretanja kroz stene. To se dešava kada se minerali i geološke strukture poravnaju usled toka omotača. U Istočnoafričkom rasedu, orijentacija stena se savršeno poklapa sa pravcem kretanja super-pluma, potvrđujući da moćna kretanja u dubini planete direktno oblikuju njenu površinu.

Kako je Radžaonarison objasnio, tok mantla ne usmerava deformaciju na relaciji istok-zapad koja otvara rased, već izaziva ono drugo, anomalno povlačenje ka severu. Istraživači su potvrdili da sile potiska usmeravaju samo širenje raseda, nudeći tako kompletno i sveobuhvatno objašnjenje za cepanje kontinenta.

Dublje razumevanje ovih mehanizama je izuzetno korisno, budući da istočna Afrika funkcioniše kao savršena prirodna laboratorija za proučavanje načina na koji se kontinenti raspadaju. Ovi rezultati donose nam dragocena nova saznanja o neverovatno složenim i moćnim procesima koji kroz kontinentalno rasedanje neprestano oblikuju lice naše planete.