Afrika brækker bogstaveligt talt fra hinanden
Østafrika er ved at splitte sig selv ad – og processen er nu synlig for det blotte øje. Forskere har netop afsløret kilden til dette fænomen, der ligger tusindvis af kilometer under overfladen.
Over et stræk på adskillige tusinde kilometer er et helt system af dale, vulkaner og revner ved at dannes. Det kan i fremtiden dele kontinentet i to separate landmasser. De nyeste undersøgelser peger på, at en vældig strøm af varm materie i Jordens kappe er den drivende kraft bag dette imponerende – men også skræmmende – fænomen.
I visse dele af Kenya og Etiopien kan man med egne øjne se, hvordan terrænet åbner sig, og hvordan nye sprækker opstår i jorden. Geofysikere understreger, at denne transformation er blandt de mest dramatiske geologiske processer, der foregår på vores planet netop nu. I modsætning til mange andre tektoniske fænomener sker denne kontinentale opspaltning hurtigt nok til, at forskere kan dokumentere den over blot få generationer.
Den østafrikanske riftzone strækker sig over 3.500 kilometer
Den Store Østafrikanske Rift løber gennem Etiopien, Kenya, Uganda og Malawi og dækker et stræk på cirka 3.500 kilometer. Den danner enorme sænkninger i terrænet, forkastninger og nedsynkede dalstrøg. Det geologiske system er ledsaget af intens vulkanisme med hyppige udbrud, der vidner om en ekstraordinær aktivitet dybt nede under denne region.
Hvorfor splitter Afrika sig netop her
Selvom geologernes historier er fulde af eksempler på kontinentale opspaltninger, har mekanismen bag den Store Østafrikanske Rift længe været en gåde. Området er blevet en decideret lærebogsdestination for forskning i, hvordan kontinenter brækker op i mindre dele.
Geologer diskuterede primært, hvad der driver udvidelsen af jordskorpen og den øgede vulkanisme. To grundlæggende scenarier stod over for hinanden. Det første antog, at alt foregår relativt lavt i den øverste del af kappen og skorpen som følge af tektoniske kræfter, der virker på de litosfæriske plader. Det andet scenarie tillagde en dyb, varm strøm af materiale i kappen den afgørende rolle – en strøm der presser kontinentet nedefra, svækker skorpen og skaber revner.
Den anden hypotese forudsætter eksistensen af en såkaldt supermantelsky – en gigantisk søjle af varm bjergart, der rækker fra grænsefladen mellem kernen og kappen helt op under Østafrika. Hidtil har direkte beviser for en forbindelse mellem lokal vulkanisme og en så dybtliggende kilde manglet.
Et internationalt forskerhold valgte en utraditionel tilgang til problemet. I stedet for udelukkende at fokusere på terrænets form eller seismiske bølger analyserede de den kemiske sammensætning af gasser, der siver ud i et geotermisk felt i den kenyanske del af riftdalen.
Nøglen gemt i gasser fra planetens indre
Forskerne studerede varme gasser og dampe, der trænger op til overfladen gennem sprækker, fumaroler og geotermiske kilder. Med bemærkelsesværdig præcision målte de blandt andet isotoper af neon – et inert grundstof, der er ideelt til at spore materialets oprindelse fra Jordens dybder.
Gasernes isotopsammensætning fra Kenya peger på en overraskende dyb fælles kilde – og det gælder ikke kun for dette ene sted, men for hele den brede riftzone. Det viste sig, at de undersøgte gasser bærer et tydeligt spor fra de nedre lag af Jordens kappe. Deres sammensætning ligner desuden gasser, der tidligere er analyseret i vulkanske bjergarter fra Det Røde Hav mod nord og fra vulkanske områder i Malawi mod syd.
Denne overensstemmelse over så store 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 kanal af varm materie.
Geologerne beskriver den netop som en supermantelsky forankret tæt ved grænsen mellem kernen og kappen. Det drejer sig om en struktur, der er større og mere kraftfuld end de typiske mantelsøjler, der forklarer eksistensen af klassiske hotspots som Hawaii eller Island.
Én gigantisk motor under Østafrika
Supermantelsøjlen under Østafrika kan have sat gang i – og holder nu gang i – kontinentets opspaltning ved at tilføre varme og materiale fra Jordens dybder 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 element i dette puslespil – en kemisk signatur, der forbinder vulkansk aktivitet fra nord til syd i ét samlet billede.
Hvorfor interesserer gasernes oprindelse os overhovedet så meget? Uden forståelse for den dybe energikilde er det vanskeligt at beskrive, hvordan hele riftsystemet fungerer. Hvis kræfter fra området nær kerne-kappe-grænsen er i spil, ændrer det billedet af de litosfæriske planers bevægelser i denne region.
Ifølge forskerne bag undersøgelsen viser resultaterne, at supermantelsøjlen fungerer som en motor med flere funktioner:
- Den opvarmer og svækker den kontinentale skorpes nedre lag
- Den letter skorpens udvidelse og opsprækning
- Den leverer det magma, der er ansvarligt for de mange vulkanudbrud langs riften
- Den påvirker retningen og tempoet for de tilstødende tektoniske planers bevægelser
- Den skaber geotermiske felter, der kan udnyttes til energiproduktion
- Den forårsager jordskælv i hele det østafrikanske område
- Den former nye geologiske strukturer, som er synlige på overfladen
- Den ændrer atmosfærens sammensætning i områder med fumaroler
Studiets resultater blev publiceret i det faglige tidsskrift Geophysical Research Letters, hvor de nåede ud til et bredt fællesskab 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 vi vil ikke opleve noget dramatisk i vores levetid. Set med en geologs øjne befinder Østafrika sig imidlertid i begyndelsen af en rejse, der kan ende med dannelsen af et nyt ocean.
Hvis processen fortsætter, kan der om titusinder af millioner af år opstå en ny havbund i Østafrika – svarende til Det Røde Hav i dag – og i en endnu fjernere fremtid et fuldgyldigt ocean. Den østlige del af kontinentet kunne da blive en selvstændig kontinentalplade.
Selv om de tektoniske forandringer er meget langsomme, mærker vi allerede i dag deres konsekvenser. Riftzonen hører til de seismisk og vulkansk mest aktive steder på Jorden. Jordskælv, om end af moderat størrelse, udgør en reel fare for infrastruktur og befolkning. Vulkanudbrud kan ødelægge afgrøder, lamme lufttrafikken og tvinge indbyggere til evakuering.
På den anden side rummer denne energi et enormt potentiale. Aktive geotermiske felter, som i Kenya, udgør en kilde til vedvarende elektricitet og varme. I flere lande i regionen er geotermiske kraftværker ved at blive en vigtig del af energimixet og bidrager til at opnå uafhængighed af fossile brændstoffer.
Sådan læser forskere Jordens indre
Den nævnte forskning er et godt eksempel på, hvordan forskellige videnskabelige discipliner forener kræfterne for at forstå processer, der foregår hundredvis – ja, tusindvis – af kilometer under vores fødder. Geokemikere analyserer gassammensætninger og bjergarter, seismologer følger seismiske bølgers veje, og geofysikere opbygger tredimensionelle modeller af kappen og skorpen.
Neon- og heliumisotoper fungerer som farvede mærkater, der afslører fra hvilken dybde og hvilket reservoir det materiale stammer, der når frem til magmaet. Gentages dette signal på mange steder med tusindvis af kilometers afstand til hinanden, peger det på en fælles, udstrakt kilde i mantlens dybder.
Forståelsen af en sådan supermantelsøjle har betydning langt ud over Afrika alene. Denne type strukturer påvirker platebevægelserne i planetarisk målestok og former fordelingen af kontinenter, oceaner og bjergkæder over milliarder af år. For nutidsmennesker er de mere praktiske konsekvenser dog vigtigere: hvor det kan betale sig at investere i geotermisk energi, og hvor man særlig nøje bør holde øje med risikoen for jordskælv og vulkanudbrud.
Kendskab til dybden giver praktisk udbytte
Viden om den dybe motor under Østafrika hjælper med at vurdere disse risici og muligheder langt mere præcist. Den viser også, at selv et tilsyneladende stabilt kontinent i det lange tidsperspektiv opfører sig som en langsomt flydende masse, der konstant omformes og omgrupperes.
Forskere fra universiteter i USA, Storbritannien og Kenya fortsætter overvågningen af geotermiske felter og seismisk aktivitet. Deres data hjælper østafrikanske regeringer med at planlægge opførelsen af mere robust infrastruktur og samtidig udnytte regionens energipotentiale. Dette er ikke blot teoretisk geologi – det er praktisk viden, der kan redde liv og styrke hele nationers økonomi.
