Учёные обнаружили, что Африка разламывается быстрее, чем мы думали

Восточная часть африканского рифта Туркана известна одновременно богатыми находками древних ископаемых останков предков человека и высокой вулканической активностью, вызванной движением тектонических плит. И вот теперь исследователи сообщают, что земная кора под этим регионом истончилась гораздо сильнее, чем считалось ранее. Всё это указывает на долгосрочный распад Африканского континента. Более того, полученные данные предлагают и свежее объяснение тому, почему именно здесь сохранилось так много древних человеческих останков. Результаты этого исследования были опубликованы в авторитетном журнале Nature Communications. Таким образом, тема того, как Африка разламывается, приобретает особую актуальность.

Огромный рифт, созданный движением тектонических плит

Рифт Туркана простирается примерно на 500 километров через территорию Кении и Эфиопии. При этом он является частью гораздо более крупной Восточно-Африканской рифтовой системы. Данная гигантская система тянется от Афарской впадины на северо-востоке Эфиопии и до самого Мозамбика. Фактически она отделяет Африканскую тектоническую плиту от Аравийской и Сомалийской плит. В районе Туркана Африканская и Сомалийская плиты медленно отдаляются друг от друга. Скорость этого процесса составляет около 4,7 миллиметра в год. Важно понимать, что по мере такого расхождения начинается процесс, называемый рифтингом, который растягивает кору в стороны. Возникающее напряжение заставляет поверхность изгибаться и трескаться, что позволяет магме из глубоких недр Земли подниматься вверх.

Не все рифты ведут к полному расколу континента

Следует подчеркнуть, что далеко не каждый рифт в итоге полностью разрывает континент. Однако в данном случае рифт Туркана, похоже, находится именно на этом пути. Как отмечает ведущий автор исследования Кристиан Роуэн, аспирант обсерватории Земли Ламонт-Доэрти при Колумбийской климатической школе, учёные обнаружили, что рифтинг в этой зоне продвинулся дальше, а кора стала тоньше, чем кто-либо предполагал. Следовательно, Африка разламывается в этом районе активнее, чем считалось научным сообществом ранее.

Учёные обнаружили неожиданно тонкую кору

Для того чтобы прийти к такому выводу, Роуэн и его коллеги проанализировали редкий набор высококачественных сейсмических данных. Эти данные были собраны в сотрудничестве с отраслевыми партнёрами, а также с Институтом бассейна Туркана, основанным покойным палеоантропологом Ричардом Лики. Изучая, как звуковые волны проходят через подземные слои, и объединяя эти результаты с другими методами визуализации, команда учёных смогла составить карту структур осадочных пород. В итоге им удалось точно определить глубину земной коры под рифтом. Оказалось, что вдоль центральной оси рифта кора имеет толщину всего около 13 километров. Тогда как на удалении от него она превышает 35 километров. Такое драматическое различие указывает на процесс, известный как «шейкинг».

«Шейкинг» сигнализирует о критической тектонической фазе

Этот термин описывает, как кора растягивается и истончается в средней части. Процесс можно сравнить с сужением «шейки» (горлышка), которое образуется, когда растягивают кусочек ириски или тянучки. По мере того как кора становится тоньше, она также становится и слабее, что, в свою очередь, облегчает продолжение рифтинга. Роуэн поясняет, что чем тоньше становится кора, тем она слабее, и это помогает продолжать рифтинг. В конце концов кора может разорваться полностью. Геофизик Энн Бесель из той же обсерватории, соавтор исследования, утверждает, что учёные достигли этого критического порога разрушения коры. Именно поэтому данный район более склонен к разделению. Тем не менее, важно понимать, что эти изменения разворачиваются в течение огромных промежутков времени.

Долгая история и свидетельства былых неудач

Рифт Туркана начал открываться около 45 миллионов лет назад. Исследователи полагают, что процесс шейкинга начался после масштабных извержений вулканов, произошедших примерно 4 миллиона лет назад. До начала следующей фазы, известной как океанизация, может пройти ещё несколько миллионов лет. На этом этапе магма поднимется через трещины, чтобы сформировать новое морское дно. В результате вода из Индийского океана с севера в конечном итоге может затопить образовавшуюся впадину. Команда также обнаружила свидетельства более раннего эпизода рифтинга, который не привёл к полному разрыву континента. Однако он оставил кору более тонкой и слабой, тем самым подготовив почву для нынешней фазы активности. По словам Роуэна, это бросает вызов некоторым традиционным представлениям о том, как континенты разрываются на части.

Уникальная обсерватория для геологов

Поскольку рифт Туркана является первым известным активным континентальным рифтом, который в настоящее время переживает фазу шейкинга, он предоставляет учёным редкую возможность изучить эту ключевую стадию тектонической эволюции. Соавтор Фоларин Колаволе, также работающий в обсерватории Ламонт, отмечает, что теперь учёные имеют место в первом ряду, чтобы наблюдать критическую фазу рифтинга, которая фундаментально сформировала все рифтовые окраины мира. Эти процессы тесно связаны с другими системами Земли. Они помогают исследователям реконструировать прошлые ландшафты, растительность и климатические модели. Бесель добавляет, что затем учёные могут использовать эти знания, чтобы понять, что будет происходить в нашем будущем, даже в относительно коротких временных масштабах.

Переосмысление летописи эволюции человека

Сделанные открытия также проливают новый свет на необычайную ископаемую летопись региона. Рифт Туркана дал учёным более 1200 окаменелостей гоминидов, возраст которых достигает 4 миллионов лет. Это составляет примерно одну треть всех подобных находок в Африке. Многие исследователи долгое время рассматривали этот район как ключевой центр эволюции человека. Однако Роуэн и его коллеги предлагают иное объяснение. После широкомасштабной вулканической активности около 4 миллионов лет назад начало процесса шейкинга привело к тому, что земля в рифте просела. Это проседание создало идеальные условия для быстрого накопления мелкозернистых отложений, которые, как известно, лучше всего сохраняют ископаемые останки. Иными словами, в регионе сложились подходящие условия для сохранения непрерывной летописи окаменелостей. Это означает, что рифт Туркана, возможно, был важен не столько как место, где эволюционировали предки человека, сколько как место, где геологические условия позволили лучше запечатлеть эту историю.

Перспективы для будущих исследований

Данная идея пока остаётся гипотезой, но она открывает новые направления для исследований. Роуэн подчёркивает, что другие учёные теперь могут использовать полученные результаты для изучения этих идей. Кроме того, результаты исследования можно будет включить в тектонические модели, которые сочетаются с климатическими моделями. Это позволит глубже изучить, как изменение тектоники и климата влияло на эволюцию человека.

По материалам www.sciencedaily.com (Материал Columbia Climate School)