شرق أفريقيا العظمى وادي الصدع: نظام الصدع المعقدة

المحتوى

• الجزء الأول - نظام شرق أفريقيا المتصدع
• ما هو نظام شرق أفريقيا المتصدع؟
• كيف تشكلت هذه الخلافات؟
• الجزء الثاني. شرق أفريقيا الصدع
• نقاط الاهتمام الأخرى:
• الاستنتاجات:
• عن المؤلفين:

بحيرة بوغوريا و السخان - حقوق الطبع والنشر صورة أليكس غوث.

شكل 1: نموذج الارتفاع الرقمي الملون يوضح حدود الصفائح التكتونية ، الخطوط العريضة لارتفاعات الارتفاع التي توضح الانتفاخات الحرارية والبحيرات الكبيرة في شرق إفريقيا. اضغط للتكبير. خريطة الأساس هي صورة طبوغرافية لرادار مكوك الفضاء بواسطة ناسا.

الجزء الأول - نظام شرق أفريقيا المتصدع

يعد نظام شرق إفريقيا المتصدع (EARS) أحد عجائب العالم الجيولوجية ، وهو المكان الذي تحاول فيه القوى التكتونية الأرضية حاليًا إنشاء لوحات جديدة عن طريق تقسيم اللوحات القديمة. بعبارات بسيطة ، يمكن اعتبار الصدع بمثابة كسر في سطح الأرض يتسع بمرور الوقت ، أو أكثر تقنيًا ، باعتباره حوضًا مستطيلًا تحده عيوب طبيعية شديدة الانحدار.

لا يزال الجيولوجيون يناقشون بالضبط كيف يحدث التصدع ، لكن العملية معروضة بشكل جيد في شرق إفريقيا (إثيوبيا - كينيا - أوغندا - تنزانيا) إلى درجة أن الجيولوجيين قد ألحقوا اسمًا بـ "اللوحة الجديدة" ؛ تشكل اللوحة النوبية معظم أفريقيا ، في حين تم تسمية اللوحة الأصغر التي يتم سحبها باسم اللوحة الصومالية (الشكل 1). هاتان اللوحتان تتحركان بعيدًا عن بعضها البعض وأيضًا بعيدًا عن الصفيحة العربية إلى الشمال.

تشكل النقطة التي تلتقي فيها هذه اللوحات الثلاث في منطقة عفار بإثيوبيا ما يُسمى التقاطع الثلاثي. ومع ذلك ، فإن كل الصدع في شرق إفريقيا لا يقتصر على القرن الأفريقي ؛ هناك الكثير من النشاط المتصدع جنوبًا أيضًا ، ويمتد إلى كينيا وتنزانيا ومنطقة البحيرات العظمى في إفريقيا. والغرض من هذه الورقة هو لمناقشة الجيولوجيا العامة لهذه الخلافات هي وتسليط الضوء على العمليات الجيولوجية المشاركة في تشكيلها.

الشكل 2: أسماء قطاعات الصدع لنظام شرق أفريقيا المتصدع. يتم أحيانًا تسمية القطاعات الصغيرة بأسمائها الخاصة ، وتتغير الأسماء المعطاة إلى شرائح الصدع الرئيسية اعتمادًا على المصدر. اضغط للتكبير. خريطة الأساس هي صورة طبوغرافية لرادار مكوك الفضاء بواسطة ناسا.

ما هو نظام شرق أفريقيا المتصدع؟

تحدث أقدم وأعرق الصدع في منطقة عفار في إثيوبيا وعادة ما يشار إلى هذا الصدع باسم الصدع الإثيوبي. إلى جانب الجنوب ، تحدث سلسلة من الخلافات تشمل فرعًا غربيًا ، أو "بحيرة ألبرت ريفت" أو "ألبرتين ريفت" التي تحتوي على البحيرات الكبرى في شرق إفريقيا ، وفرعًا شرقيًا تقريبًا كينيا من الشمال إلى الجنوب على خط غرب قليلا من نيروبي (الشكل 2).

أطلق على هذين الفرعين معًا اسم "صدع شرق إفريقيا" (EAR) ، بينما سميت أجزاء من الفرع الشرقي بشكل مختلف باسم "صدع كينيا" أو "غريغوري ريفت" (بعد الجيولوجي الذي رسمه لأول مرة في أوائل القرن العشرين). غالبًا ما يتم تجميع فرعي EAR مع الصدع الإثيوبي لتشكيل نظام شرق إفريقيا المتصدع (EARS).

وبالتالي ، يمتد نظام الصدع الكامل إلى آلاف الكيلومترات في إفريقيا وحدها وعدة آلاف أخرى إذا قمنا بتضمين البحر الأحمر وخليج عدن كملحقات. بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من الهياكل المحددة جيدًا ولكنها بالتأكيد أصغر ، والتي تسمى grabens ، والتي لها طابع يشبه الصدع وترتبط بوضوح من الناحية الجيولوجية بالصداع الرئيسية. وقد تم إعطاء بعض هذه الأسماء التي تعكس هذا مثل نيانزا ريفت في غرب كينيا بالقرب من بحيرة فيكتوريا. وبالتالي ، فإن ما قد يفترض الناس أنه شق واحد في مكان ما في شرق إفريقيا هو في الحقيقة سلسلة من أحواض الصدع المتميزة التي ترتبط جميعها وتنتج جيولوجيا وتضاريس شرق إفريقيا.

الشكل 3: تشكيل "الكتاب المدرسي" للخيول والقبض (يسار) مقارنةً بتضاريس الصدع الفعلية (أعلى اليمين) والطبوغرافيا (أسفل اليمين). لاحظ كيف يزداد العرض الذي تشغله المناطق شبه المنحرفة التي تتعرض للخطأ الطبيعي وتكوين الهورسات والإمساك من أعلى إلى أسفل في اللوحة اليمنى. تعتبر الصدع ميزات امتدادية (اللوحات القارية تتفكك) وغالبًا ما تعرض هذا النوع من الهيكل.
اضغط للتكبير.

كيف تشكلت هذه الخلافات؟

الآلية الدقيقة لتشكيل الصدع هي نقاش مستمر بين الجيولوجيين والجيوفيزيائيين. يفترض أحد النماذج الشائعة لـ EARS أن ارتفاع الحرارة المتدفقة من الوشاح (وهو الغلاف الوريدي الدقيق) يسبب زوجًا من "الانتفاخات" الحرارية في وسط كينيا ومنطقة عفار في شمال وسط إثيوبيا. يمكن رؤية هذه الانتفاخات بسهولة كمرتفعات مرتفعة على أي خريطة طبوغرافية للمنطقة (الشكل 1).

عندما تتشكل هذه الانتفاخات ، فإنها تمدد وتكسر القشرة الخارجية الهشة في سلسلة من العيوب الطبيعية التي تشكل البنية التقليدية للقبض والورق في الوديان المتصدعة (الشكل 3). يعتقد معظم التفكير الجيولوجي الحالي أن الانتفاخات تبدأ بأعمدة الوشاح تحت القارة لتسخين القشرة العلوية وتسببها في التمدد والكسر.

من الناحية المثالية ، تحدث الكسور السائدة الناتجة في نمط يتكون من ثلاثة كسور أو مناطق كسر تشع من نقطة بفصل زاوي قدره 120 درجة. يطلق على النقطة التي تشع منها الفروع الثلاثة اسم "تقاطع ثلاثي" ويتضح بشكل جيد في منطقة عفار في إثيوبيا (الشكل 4) ، حيث يشغل البحر الأحمر وخليج عدن فرعين ، ويدير فرع الصدع الثالث إلى الجنوب عبر إثيوبيا.

غالبًا ما تسبق عملية التمدد المرتبطة بتكوين الصدع ثورات بركانية ضخمة تتدفق على مناطق واسعة وعادةً ما يتم الحفاظ عليها / التعرض لها على جوانب الصدع. يعتبر بعض الجيولوجيين أن هذه الانفجارات هي "البازلت" - حيث تنفجر الحمم البركانية على طول الكسور (وليس في البراكين الفردية) وتمتد فوق الأرض في صحائف مثل الماء أثناء الفيضان.

يمكن أن تغطي هذه الانفجارات مساحات شاسعة من الأرض وتطور سماكة هائلة (تعد شركتا ديكان في الهند وشراك سيبيريا مثالين). إذا استمر امتداد القشرة ، فإنه يشكل "منطقة ممتدة" من القشرة الرقيقة تتكون من مزيج من الصخور البازلتية والقارية التي تنخفض في النهاية تحت مستوى سطح البحر ، كما حدث في البحر الأحمر وخليج عدن. يؤدي الامتداد الإضافي إلى تكوين قشرة محيطية وولادة حوض محيطي جديد.

الشكل 4: تقاطع ثلاثي في ​​منطقة عفار بإثيوبيا. تُظهر الصورة مناطق من القشرة الممتدة والمحيطية بالإضافة إلى مناطق من البازلت المكشوف الذي سبق الصدع. تمثل المناطق غير المظللة أو التي تغطيها البازلت الفيضان القشرة القارية الطبيعية. عندما يتم سحب القشرة إلى جانبك ، ينتهي بك المطاف بالقشرة الرقيقة بمزيج معقد من الصخور القارية والبركانية. في نهاية المطاف تندفع القشرة إلى النقطة التي تندلع فيها البازلت من النوع المحيطي ، وهي إشارة إلى أن قشرة المحيطات الجديدة تتشكل. يمكن رؤية ذلك في خليج عدن وكذلك في قطاع صغير داخل البحر الأحمر. كان الحجم الأصلي لبازلت الفيضانات أكبر ، ولكن تم دفن مناطق واسعة داخل الوادي المتصدع بفعل الانفجارات البركانية والرواسب الأخرى. اضغط للتكبير.

الجزء الثاني. شرق أفريقيا الصدع

إذا حدثت عملية الصدع الموصوفة في مكان قاري ، عندئذٍ لدينا وضع مشابه لما يحدث الآن في كينيا حيث يتشكل شرق إفريقيا / غريغوري ريفت. في هذه الحالة يشار إليها باسم "الصدع القاري" (لأسباب واضحة) وتقدم لمحة عما قد يكون التطور المبكر للصدع الإثيوبي.

كما هو مذكور في الجزء الأول ، فإن الصدع في شرق إفريقيا معقد بسبب تطور فرعين ، أحدهما إلى الغرب الذي يستضيف البحيرات الكبرى الأفريقية (حيث امتلأ الصدع بالمياه) وصدع آخر موازٍ تقريبًا على بعد حوالي 600 كيلومتر من شرقًا تقطع كينيا تقريبًا من الشمال إلى الجنوب قبل دخول تنزانيا حيث يبدو أنها قد ماتت (الشكل 2).

تقع بحيرة فيكتوريا بين هذين الفرعين. يُعتقد أن هذه الانقسامات تتبع بشكل عام الخيوط القديمة بين الكتل القارية القديمة التي اصطدمت قبل مليارات السنين لتشكيل هجرة أفريقية وأن الانقسام حول منطقة بحيرة فيكتوريا حدث بسبب وجود نواة صغيرة من الصخور المتحولة القديمة ، تنزانيا هراوة ، كان ذلك صعباً للغاية على الصدع المسيل للدموع. نظرًا لأن الصدع لم يستطع الانتقال مباشرة عبر هذه المنطقة ، فقد انحرفت حوله مؤدية إلى الفرعين اللذين يمكن رؤيتهما اليوم.

كما هو الحال في إثيوبيا ، يبدو أن نقطة ساخنة تقع في وسط كينيا ، كما يتضح من القبة الطبوغرافية المرتفعة هناك (الشكل 1). يشبه هذا تمامًا الصدع الإثيوبي ، وفي الواقع ، اقترح بعض الجيولوجيين أن قبة كينيا هي نفس النقطة الساخنة أو العمود الذي أدى إلى الصدع الإثيوبي الأولي. أيا كان السبب ، فمن الواضح أن لدينا شقين مفصولين بما فيه الكفاية لتبرير منحهم أسماء مختلفة ، ولكن بالقرب من أن تشير إلى أنها مرتبطة وراثيا.

وشاح بارينغو: تُظهر هذه الصورة العديد من الأوشحة الخاطئة التي تكون تدريجية بعيدة. في الأساس نحن ننظر إلى حواف عدة كتل هورست من داخل المسكة التي تحتوي على بحيرة بارينغو. حقوق الطبع والنشر صورة أليكس غوث. اضغط للتكبير.

نقاط الاهتمام الأخرى:

ماذا يمكن أن نقول عن الخلافات الاثيوبية وكينيا؟ في الواقع الكثير على الرغم من أن الفروع الشرقية والغربية تم تطويرها من خلال نفس العمليات التي لها شخصيات مختلفة للغاية. يتميز الفرع الشرقي بنشاط بركاني أكبر بينما يتميز الفرع الغربي بأحواض أعمق بكثير تحتوي على بحيرات كبيرة والكثير من الرواسب (بما في ذلك بحيرات تنجانيقا ، ثاني أعمق بحيرة في العالم ، وملاوي).

في الآونة الأخيرة ، لوحظت ثورات البازلت وتشكيل شق نشط في الصدع الإثيوبي الذي يسمح لنا بمراقبة مباشرة التكوين الأولي لأحواض المحيط على الأرض. هذا هو أحد الأسباب التي تجعل نظام شرق إفريقيا المتصدع مثيراً للاهتمام للعلماء. تقدمت معظم الانقسامات في أجزاء أخرى من العالم إلى درجة أنها أصبحت الآن إما تحت سطح الماء أو مليئة بالرواسب وبالتالي يصعب دراستها مباشرة. ومع ذلك ، فإن نظام شرق أفريقيا المتصدع هو مختبر ميداني ممتاز لدراسة نظام صدع حديث نشط يتطور بفعالية.

هذه المنطقة مهمة أيضًا لفهم جذور التطور البشري. تحدث العديد من الاكتشافات الأحفورية البشرية داخل الصدع ، ويعتقد حاليًا أن تطور الصدع ربما يكون قد لعب دورًا أساسيًا في تشكيل تنميتنا. ربما جعل هيكل وتطور الصدع شرق إفريقيا أكثر حساسية للتغيرات المناخية التي تؤدي إلى العديد من البدائل بين الفترات الرطبة والجافة. كان يمكن أن يكون هذا الضغط البيئي هو الدافع اللازم لأسلافنا لكي يصبحوا ذوو قدمين وأكثر عقليًا عندما حاولوا التكيف مع هذه المناخات المتغيرة (انظر مقالات Geotimes 2008: Rocking the Cradle of Humanity by Beth Christensen و Mark Maslin، فرضيات الإنسان التكتونية) تطور م.روهان جاني وناهيد دي إس جاني).

السد الناري في مضيق نجوروا: وقد اتخذ هذا في Njorowa الخانق في حديقة الجحيم بوابة الوطنية. تم نحت الخانق بالماء ، وهو مذهل للغاية في كثير من النواحي ، ولكن لدينا هنا سدًا ناريًا يخترق جدار الوادي ، مع الدكتور وود وواحد من أدلةنا على نطاق واسع. حقوق الطبع والنشر صورة أليكس غوث. اضغط للتكبير.

الاستنتاجات:

يعد نظام شرق إفريقيا المتصدع نظامًا معقدًا من شرائح الصدع التي توفر تناظرية حديثة لمساعدتنا في فهم كيفية تفكك القارات. إنه أيضًا مثال رائع على عدد النظم الطبيعية التي يمكن أن تتشابك - فقد يكون هذا المحيط الجيولوجي الفريد من نوعه قد غيّر المناخ المحلي الذي ربما تسبب بدوره في تطوير أجدادنا للمهارات اللازمة للمشي في وضع مستقيم وتنمية الثقافة والتفكير في كيفية حدوث مثل هذا الصدع جاء ليكون. تمامًا مثل جراند كانيون ، يجب أن يكون نظام شرق إفريقيا المتصدع على رأس قائمة الجيولوجيين التي تضم أعجوبة جيولوجية لهذه الزيارة.

عن المؤلفين:

جيمس وود حاصل على درجة الدكتوراه من جامعة جونز هوبكنز ، ويعمل حاليًا أستاذاً للجيولوجيا في جامعة ميشيغان التكنولوجية في هوتون ، ميشيغان ، حيث يدرس تاريخ الأرض والكيمياء الجيولوجية ورسم الخرائط عن بُعد ، كما يجري دورة ميدانية كل ربيع في شرق إفريقيا. اهتماماته البحثية الرئيسية هي رواسب الطاقة ، لا سيما الغاز والنفط ، وممارسة العمل الميداني في الوديان المتصدعة. يمكن الاطلاع على مزيد من المعلومات حول الدورة التدريبية لشرق إفريقيا على الموقع www.geo-kenya.com.

أليكس غوث حاليًا مرشح لدرجة الدكتوراه في ميتشيجان تك ، وينظر في تأثيرات المناخ على ورنيش الصحراء على التدفقات المكشوفة والرواسب الطينية في وادي شرق إفريقيا المتصدع. إنها تساعد الدكتور وود في معسكر الجيولوجيا الميداني. وقد أنتجت مؤخرًا خريطة جيولوجية للنصف الجنوبي من صدع كينيا يمكن العثور عليها على الموقع www.geo-kenya.com. يمكن الاطلاع على موقعها الإلكتروني على: pages.mtu.edu/~alguth/.