Afrika er bogstaveligt talt ved at flække over – og det kan ses med det blotte øje
Østafrika er i gang med en geologisk forvandling, der er synlig for enhver. Forskere har nu afdækket, hvad der driver processen fra dybet.
Over tusindvis af kilometers strækning opstår et system af dale, vulkaner og revner, som med tiden kan dele kontinentet i to adskilte landmasser. De nyeste undersøgelser peger på, at en kraftfuld, glødende strøm af materiale i Jordens kappe er den egentlige drivkraft bag dette imponerende – og farlige – fænomen.
Den Store Østafrikanske Rift: Et kontinent i opbrud
Lige nu foregår der i Østafrika én af planetens mest spektakulære geologiske omvæltninger. Afrika deler sig langsomt i to separate kontinentale masser, og grænsen imellem dem er et enormt revnesystem – den såkaldte Store Østafrikanske Rift.
Dette tektoniske “søm” strækker sig over cirka 3.500 kilometer. Det løber gennem Etiopien, Kenya, Uganda og Malawi og skaber store sænkningsområder, brudlinier og forsænkninger i terrænet. Intens vulkanisme ledsager hele forløbet – hyppige udbrud mange steder viser, 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 et kontinents opbrud nærmest i realtid.
Riftdannelsen er en del af en velkendt geologisk cyklus: først begynder kontinentet at strække sig, dernæst opstår riftdale, og med tid og tålmodighed kan et helt nyt ocean dannes, når den kontinentale skorpe knækker fuldstændigt og havvand trænger ind.
Hvorfor revner Afrika netop her?
Selvom geologien kender mange eksempler på kontinenter, der er brudt fra hinanden, var mekanismen bag Den Store Østafrikanske Rift længe en gåde. Regionen er blevet et lærebogsstudie i, hvordan kontinenter splittes op i mindre dele.
Geologerne diskuterede især, hvad der driver strækningsprocessen og den forstærkede vulkanisme. To hovedscenarier stod over for hinanden: foregår det hele primært “lavt oppe” – i den øverste del af kappen og skorpen som følge af tektoniske kræfter på litosfærepladerne – eller spiller en dyb, varm strøm af materiale i kappen den afgørende rolle, idet den skubber nedefra, svækker skorpen og fremkalder revnedannelser?
Den anden hypotese forudsætter eksistensen af en såkaldt superpume i kappen – en gigantisk “skorsten” af varm bjergart, der rækker fra grænsen mellem Jordens kerne og kappe helt op under Østafrika. Hidtil manglede man konkrete data, der direkte kunne forbinde den lokale vulkanisme med en så dyb kilde.
Nøglen gemt i gasser fra Jordens indre
En gruppe forskere valgte en usædvanlig indgangsvinkel til problemet. I stedet for udelukkende at fokusere på terrænformer eller seismiske bølger analyserede de den kemiske sammensætning af gasser, der siver op i et geotermisk felt i den kenyanske del af riftdalen.
Det drejer sig om varme gasser og dampe, som når overfladen via revner, fumaroler og geotermiske kilder. Med ekstraordinær præcision målte forskerne blandt andet isotoper af neon – et inertstof, der er ideelt til at spore materialers oprindelse fra Jordens dyb.
Isotopsammensætningen i gasserne fra Kenya peger på en overraskende dyb og fælles kilde – ikke kun for dette ene sted, men for hele det brede riftbælte. Det viste sig, at de undersøgte gasser bærer et tydeligt fingeraftryk fra den nedre del af Jordens kappe. Endnu mere bemærkelsesværdigt: deres sammensætning ligner gasser, der tidligere er analyseret i vulkanske bjergarter fra Rødehavsområdet i nord og fra vulkanske egne i Malawi i syd.
Én gigantisk motor under Østafrika
En sådan overensstemmelse over så store afstande antyder noget meget konkret: hele denne vulkanske zone – fra Rødehavet til den sydlige del af riftsystemet – kan trække på ét fælles, dybtliggende “forsyningsrør” af varm materiale.
Geologerne beskriver det netop som en superpume i kappen, forankret tæt ved grænsen mellem kerne og kappe. Det er en struktur, der er større og mere kraftfuld end de typiske pumer, der forklarer klassiske “hotspots” som Hawaii eller Island. Superpumen under Østafrika kan have igangsat – og opretholde – processen med at rive kontinentet fra hinanden, mens den tilfører varme og materiale fra Jordens dyb over et enormt areal.
Seismiske instrumenter har tidligere antydet tilstedeværelsen af store, unormalt varme zoner i kappen under Afrika. Gasanalyserne tilføjer det manglende element til dette puslespil – en kemisk “signatur”, der forbinder vulkansk aktivitet fra nord til syd som ét samlet system.
Fra gasser til teorien om pladetektonik
Hvorfor interesserer vi os egentlig så meget for disse gassers oprindelse? Fordi det uden forståelse for den dybe energikilde er vanskeligt at beskrive, hvordan hele riftsystemet fungerer. Hvis kræfter fra grænsen mellem kerne og kappe er på spil, ændrer det billedet af litosfærepladernes bevægelser i denne del af verden.
Ifølge forskernes konklusioner fungerer superpumen som en motor, der:
- opvarmer og svækker den kontinentale skorpes underside
- letter dens udstrækning og revnedannelse
- leverer magma til de talrige vulkanudbrud langs riften
- påvirker retning og hastighed for de omkringliggende tektoniske pladers bevægelser
Forskningsresultaterne er publiceret i det specialiserede videnskabelige tidsskrift Geophysical Research Letters, hvor de er nået ud til et bredt geologisk og geofysisk fagmiljø.
Hvad sker der med Afrika om millioner af år?
Tektoniske processer måles i millioner af år, så der vil ikke ske noget dramatisk i vores levetid. Fra en geologs perspektiv befinder Østafrika sig dog i begyndelsen af en rejse, der kan ende med dannelsen af et helt nyt ocean.
Fortsætter processen, kan der om titusinder af millioner år dannes en ny havbund i Østafrika – svarende til nutidens Rødehav – og i en endnu fjernere fremtid et fuldgyldigt ocean. Den østlige del af kontinentet kan da blive en selvstændig kontinentalplade.
Riftregionen hører til de seismisk og vulkansk mest aktive steder på Jorden. Jordskælv, også de mindre, udgør en trussel mod infrastruktur og befolkning. Vulkanudbrud kan ødelægge afgrøder, lamme lufttrafik og tvinge folk på flugt.
På den anden side rummer den samme energi et enormt potentiale. Aktive geotermiske felter – som i Kenya – udgør en kilde til vedvarende el og varme. I flere lande i regionen er geotermiske kraftværker ved at blive et vigtigt element i energimixet og bidrager til at frigøre sig fra fossile brændstoffer.
Sådan læser forskere Jordens indre
Den omtalte undersøgelse er et godt eksempel på, hvordan forskellige videnskabelige discipliner går sammen om at forstå processer, der foregår hundredvis eller endda tusindvis af kilometer under vores fødder. Geokemikere analyserer gassers og bjergarters sammensætning, seismologer følger seismiske bølgers forløb, og geofysikere bygger tredimensionelle modeller af kappe og skorpe.
Isotoper af neon eller helium fungerer som farvede markeringer, der afslører, fra hvilken dybde og hvilket reservoir det materiale stammer, som når frem til magmaet. Gentages dette signal på mange steder, der er tusindvis af kilometer fra hinanden, peger det på en fælles, vidtstrakt kilde i kappens dyb.
Forståelsen af en sådan superpume har betydning langt ud over Afrika alene. Denne type strukturer påvirker pladernes bevægelse i global skala og former fordelingen af kontinenter, oceaner og bjergkæder over milliarder af år. For nutidens beboere er de mere jordbundne konsekvenser dog vigtigere: hvor det kan betale sig at investere i geotermisk energi, og hvor man særligt skal være opmærksom på risikoen for jordskælv og udbrud. Kendskab til den dybe “motor” under Østafrika hjælper med at vurdere disse risici og muligheder langt mere præcist.
