Afar Triple Junction
Afar Triple Junction (zwany także systemem szczelin afro-arabskich ) znajduje się wzdłuż rozbieżnej granicy płyt , dzielącej płyty nubijską , somalijską i arabską . Obszar ten jest uważany za współczesny przykład ryftu kontynentalnego prowadzącego do rozprzestrzeniania się dna morskiego i tworzenia basenu oceanicznego . Tutaj Rift Morza Czerwonego spotyka się z Grzbietem Adeńskim i Riftem Wschodnioafrykańskim . Ten ostatni rozciąga się łącznie na 6500 kilometrów (4000 mil) od Trójkąta Dalekiego do Mozambiku .
Łączące trzy ramiona tworzą potrójne złącze . Najbardziej wysunięte na północ rozgałęzienie rozciąga się na północ przez Morze Czerwone i do Morza Martwego , podczas gdy ramię wschodnie rozciąga się przez Zatokę Adeńską i łączy się z grzbietem Oceanu Środkowoindyjskiego dalej na wschód. Oba te ramiona ryftowe znajdują się poniżej poziomu morza i są podobne do grzbietu środkowego oceanu .
Trzecie ramię ryftowe biegnie na południe, rozciągając się na około 4000 kilometrów (2500 mil) przez kraje Kenii , Ugandy , Demokratycznej Republiki Konga , Rwandy , Burundi , Tanzanii , Zambii , Malawi i wreszcie Mozambiku . To południowe ramię ryftowe jest lepiej znane jako Szczelina Wschodnioafrykańska lub System Szczelin Wschodnioafrykańskich (EARS), gdy obejmuje Trójkąt Daleki .
Dominowanie i rifting
Szczelina jest wynikiem rozerwania lub rozszerzenia litosfery , w tym skorupy , spowodowanego upwellingiem płaszcza, w którym gorętsza magma astenosfery unosi się do zimniejszej litosfery, aby ją rozciągnąć i rozrzedzić.
Uważa się, że potrójna szczelina rozpoczęła się w epoce późnej kredy do okresu paleogenu. W tym czasie płyta afrykańska doświadczała naprężeń w polu dalekim spowodowanych przez części północnej granicy płyty afrykańskiej subdukujące pod płytą euroazjatycką. Dzisiaj płyta arabska doświadcza ciągnięcia skorupy ziemskiej lub ciągnięcia płyty , które oddzieliło się od płyty afrykańskiej. W tym samym czasie, co subdukcja na północy, nastąpiło upwelling płaszcza, powodując wypaczenie i pęcznienie skorupy, tworząc kopuły w całym systemie szczelin wschodnioafrykańskich. Kopuła kenijska była szeroko badana.
Uważa się, że pióropusz powstał pod jeziorem Tana w Etiopii . Opierając się na korelacjach środowiskowych i aktualnych lokalizacjach topograficznych górnego wapienia jurajskiego i górnego piaskowca kredowego, wypiętrzenie skał netto Płaskowyżu Etiopskiego wyniosłoby 2,2 km (1,4 mil) od ok. 150 milionów lat . Rozrzedzona litosfera etiopska mogła spowodować powstanie kałuż z pióropusza płaszcza i późniejsze wypiętrzenie.
Ganiego i in. (2007) proponują, że epizodyczny wzrost nacięć na Płaskowyżu Etiopskim sugeruje epizodyczne tempo wzrostu na płaskowyżu, ponieważ wskaźniki nacięć nie mają korelacji z przeszłymi wydarzeniami klimatycznymi. Jako efekt zasady izostatycznego odbicia Archimedesa , w ciągu ostatnich 30 milionów lat nastąpiło wypiętrzenie o 2,05 km. Baker i in. (1972) sugerują również, że wypiętrzenie tego obszaru jest sporadyczne i podzielone długimi okresami stabilności i erozji. Niektóre okresy wypiętrzenia są rejestrowane pod koniec kredy, co spowodowało 400 metrów (1300 stóp) wypiętrzenia i koniec neogenu z oszałamiającą wielkością 1500 metrów (4900 stóp). Kopuła etiopska doświadczyła największego wypiętrzenia, które zbiegło się z końcem wypiętrzenia neogenu związanego z kopułą kenijską. Argumentowano, że obecny płaskowyż etiopski jest wynikiem ostatniego wypiętrzenia o 500 metrów (1600 stóp), które szacuje się na zdarzenie oligoceńsko-wczesnego miocenu. Ale najbardziej akceptowanym argumentem plateau jest wynik Paleogeńskie bazalty powodziowe . Wypiętrzenie związane z obiema kopułami spowodowało powstanie głównych cech strukturalnych z powodu pęcznienia i wypaczenia skorupy ziemskiej. Dwa obszary pęcznienia spowodowały duże zagłębienie między dwiema kopułami i osiadanie wzdłuż regionów przybrzeżnych. Wypiętrzenie spowodowane przez etiopską kopułę spowodowało powstanie ogromnego obszaru uskoków o długości 1000 metrów (3300 stóp) w regionie Afar.
Szczelina Afryki Wschodniej
Szczelina Wschodnioafrykańska to aktywna szczelina między protopłytami nubijskimi i somalijskimi. Ta szczelina jest spowodowana zwiększonym przepływem ciepła z płaszcza pod Kenią i regionem Afar. Wschodnioafrykańska szczelina, mająca tendencję od NNE do SSW, składa się z zachodniej i wschodniej gałęzi. Wschodnia odnoga (czasami nazywana Szczeliną Gregory'ego ) charakteryzuje się wysoką aktywnością wulkaniczną , a zachodnia odnoga (czasami nazywana Szczeliną Albertyńską ) charakteryzuje się głębszymi basenami , które zawierają jeziora i osady. Jeziora na tym obszarze (np. jezioro Tanganika i jezioro Rukwa) położone są w silnie ryflowanych basenach i mają międzypalcowy związek z uskokami. Wiele jezior jest ograniczonych uskokami normalnymi lub poślizgowymi. Tempo rozszerzania się tej szczeliny zaczyna się od około 6 milimetrów rocznie (0,24 cala / rok) na północy i spada na południu.
Ryft Morza Czerwonego
Ryft Morza Czerwonego znajduje się między płytami afrykańskimi (lub nubijskimi) i arabskimi. Ryft biegnie wzdłuż Morza Czerwonego, zaczynając od Morza Martwego do potrójnego skrzyżowania Afar. W obrębie szczeliny w Morzu Czerwonym znajduje się wiele wulkanów, w tym Jabal al-Tair . Szybkość rozszerzania się tej szczeliny waha się od około 7 do 17 milimetrów rocznie (0,28 do 0,67 cala / rok).
Grzbiet Adeński
Aden Ridge to rozbieżna granica płyt, która dzieli płytę afrykańską (lub somalijską) i arabską. Rozciąga się od potrójnego skrzyżowania na wschód do strefy pęknięcia Owena , gdzie styka się z potrójnym skrzyżowaniem Aden-Owen-Carlsberg między płytami afrykańską, arabską i indo-australijską . Tempo rozprzestrzeniania się Aden Ridge wynosi około 17 milimetrów rocznie (0,67 cala / rok) w pobliżu Afar Triple Junction.
Daleka depresja
Zanim rozpoczęła się pierwsza szczelina, Afryka była jedną płytą, ale w miarę postępu szczeliny płyta zaczęła rozdzierać się na płyty arabskie, somalijskie i nubijskie (przy czym płyta nubijska nadal jest czasami nazywana płytą afrykańską).
Zgodnie z klasyfikacją McKenziego i Morgana z 1969 r., Afar Triple Junction jest typu ridge-ridge-ridge (RRR), opisującego ruch trzech płyt względem siebie. Płyty arabska, somalijska i nubijska są rozbieżnymi krawędziami lub grzbietami w stosunku do sąsiednich płyt. Zgodnie z modelem stabilności Mackenziego i Morgana, geometria RRR będzie stabilna w czasie, dopóki nie nastąpi zmiana ruchu tektonicznego.
Daleka Depresja to geologiczna depresja o wysokości od 1000 do -120 m (3280 do -390 stóp). Obszar ten doświadczył wielu wypiętrzeń kopuł, w tym kopuły Afar, która rozpoczęła się 40 milionów lat temu. To wypiętrzenie spowodowało masowe rozszerzenie skorupy ziemskiej, prowadzące do struktur horst i graben związanych z normalnymi, ekstensjonalnymi uskokami. Wypiętrzenie zakończyło się upadkiem około 25 milionów lat temu do depresji Afar obejmującej ponad 200 000 km 2 (77 000 2) i rozprzestrzeniającej się w tempie od 6 do 17 milimetrów rocznie (0,24 do 0,67 cala / rok).
Implikacje wulkanizmu
Istnieje wiele aktywnych obszarów wulkanicznych scentralizowanych w systemie szczelin wschodnioafrykańskich w porównaniu z innymi obszarami w systemie szczelin afro-arabskich. Wiele wystających zrębów przedstawia kolejne warstwy bazaltów powodziowych, które można w przybliżeniu datować za pomocą datowania izotopowego 40 Ar/ 39 Ar . Stwierdzono, że ma około 30 milionów lat. Seria pułapek jest datowana na krótko przed rozpoczęciem głównych wydarzeń związanych z riftingiem. Chorowicz (2005) zilustrował serię pułapek otaczających nowsze neogenu . Pomaga to ilościowo określić wielkość wydłużenia skorupy ziemskiej i daje model połączenia skorupy ziemskiej przed pęknięciem.
Tomografia
Tomografia sejsmiczna kompiluje dane fal P i S z ruchów wewnątrz Ziemi w celu stworzenia trójwymiarowego modelu prędkości podpowierzchni Ziemi. Modele rozróżniają dużą prędkość, dużą anomalię i małą prędkość, wolną anomalię, pomiary czasu.
Liczne modele tomografii pokazują powolną strukturę anomalii pod południową Afryką . Wielki i in. (1997) modelują dużą anomalię rozciągającą się od podstawy płaszcza do głębokości około 1000 kilometrów (620 mil). Ta powolna anomalia jest uważana za pióropuszy .
Potencjalne otwarcie basenu oceanicznego
Horsts i grabens są bardzo dobrze udokumentowane w całym regionie. Chociaż wykazują i wytwarzają rozszerzenie skorupy ziemskiej , aby uformować się wystarczający basen oceaniczny , musi istnieć rozszerzenie, które może pomieścić rozległy spadek rowów. Usterki listryczne tworzą prawidłowy model dla tego wystarczającego rozszerzenia skorupy ziemskiej. Uskoki te zostały udokumentowane przez Chorowicza (2005) i pomagają w dalszej weryfikacji przyszłości tego regionu oraz potencjału dalszego rozszerzania się i osiadania.
Niektóre wcześniejsze wydarzenia riftingu miały aulakogen ( nieudane ramię) wraz z dwoma udanymi ramionami riftingu. Niektórzy geolodzy sugerowali, że system szczelin wschodnioafrykańskich będzie w przyszłości aulakogenem, nie tworząc basenu oceanicznego, ale na dzień dzisiejszy wydaje się, że nie ma aulakogenu, a EARS nie wykazuje żadnych dowodów na wolniejsze pękanie.
Istnieje również możliwość powstania strefy subdukcji wzdłuż wschodniej strony płyty somalijskiej, spowodowanej rozprzestrzenianiem się EARS i grzbietu Oceanu Środkowo-Indyjskiego. Aby dostosować się do kompresji płyty somalijskiej z powodu dwóch wydłużonych krawędzi, płyta oceaniczna może zacząć subdukować poniżej płyty kontynentalnej .
Podsumowanie i problem
Dowody wskazują, że system ryftów wschodnioafrykańskich jest typowym złożonym wydarzeniem ryftowym kontynentalno-kontynentalnym, rozpoczynającym się w paleogenie. Było to spowodowane stresem pola dalekiego od subdukcji płyty arabskiej pod płytą euroazjatycką oraz upwellingiem płaszcza napędzanym przez wiele gorących punktów wokół EARS.
To wypiętrzenie skorupy ziemskiej stworzyło struktury rozszerzone i typu horst-and-graben, a nawet uskoki listowe sugerujące basen przedoceaniczny. Jeśli obecna tektonika utrzyma się bez zmian, uważa się, że basen oceaniczny z grzbietem śródoceanicznym ostatecznie oddzieli płyty nubijską, somalijską i arabską. Jednak szczelina jest badana przez różnorodne badania ze sprzecznymi hipotetycznymi modelami, a jej przyszłość jest nieznana.