Кора под Африкой истончилась до критического предела, обнаружили геофизики

Раскол Африки уже неминуем — в рифте Туркана, эпицентре этого процесса, толщина континентальной коры уменьшилась до 13 км, сообщили геофизики в журнале Nature Communications.

Рифт Туркана давно привлекает ученых. Эта обширная низменность шириной 500 километров простирается на территории Кении и Эфиопии. Она входит в более крупную Восточно-Африканскую рифтовую систему, которая тянется от Афарской котловины на северо-востоке Эфиопии до Мозамбика на юге. С одной стороны от системы находится Африканская тектоническая плита, с другой — Аравийская и Сомалийская. В районе рифта Туркана Африканская и Сомалийская плиты расходятся со скоростью около 4,7 миллиметра в год.

В процессе рифтогенеза земная кора растягивается, становится тоньше и разрушается, а из глубин поднимается магма. Не каждый рифтогенез приводит к расколу континента — но рифту Туркана уготована именно такая участь.

«Мы обнаружили, что рифтогенез в этой зоне продвинулся дальше, а кора стала тоньше, чем предполагалось ранее. Восточная Африка прошла в этом процессе дальше, чем считалось», — говорит геофизик Кристиан Роуэн из обсерватории Земли Ламонта-Доэрти в Колумбийском университете, ведущий автор исследования.

Обнаружена шейка

Авторы обработали уникальный массив высокоточных сейсмических данных, собранных отраслевыми партнерами и полученных в сотрудничестве с Институтом бассейна Туркана. Проанализировали, как акустические волны отражаются от подземных слоев, а затем объединили эти данные с результатами других методов глубинного зондирования. Так они смогли восстановить структуру осадочных пород и определить глубину верхней границы земной коры в пределах рифта Туркана.

Вдоль оси рифта мощность коры утончилась до 12,7 ±2,8 км. Для сравнения, на участках дальше отсюда кора толще 35 километров. Налицо явный признак тонкого пережима — геологи называют это «шейкой».

С определенного момента узкое место из следствия становится причиной и усиливает процесс разрушения, объясняет исследователь: «Чем тоньше становится кора, тем она слабее, а это способствует дальнейшему рифтогенезу».

«Мы достигли этого критического порога» разрушения коры, подтверждает геофизик Анн Бесель из той же обсерватории, соавтор статьи.

Впрочем, понятие «критический» тут весьма относительно — ведь все эти процессы происходят в геологических масштабах времени. Рифт Туркана начал раскалываться около 45 миллионов лет назад. К образованию шейки привели массовые извержения вулканов примерно 4 миллиона лет назад. Еще несколько миллионов лет пройдет, прежде чем стадия шейки сменится следующим этапом — океанизацией, когда магма хлынет через разломы и образует новое дно океана, которое затопит вода Индийского океана.

Кроме того, ученые нашли свидетельства более древнего этапа рифтогенеза, который не привел к разрыву континента, но ослабил и истончил кору, тем самым подготовив почву для нынешней фазы. «Это ставит под сомнение некоторые устоявшиеся представления о том, как распадаются континенты», — замечает Роуэн.

Рифтогенез и эволюция

Рифт Туркана — первая активная континентальная рифтовая зона, в которой обнаружена шейка, поэтому он так ценен для науки. «По сути, мы получили место в первом ряду, чтобы наблюдать ключевую фазу рифтогенеза, которая сформировала все рифтовые окраины мира», — доволен структурный геолог Фоларин Колаволе из Ламонт-Доэрти, еще один соавтор.

Процессы рифтогенеза, в свою очередь, связаны с другими системами планеты; их понимание помогает воссоздавать прошлые ландшафты, растительность и климат. «Мы можем использовать эти знания, чтобы понять, что произойдет в будущем, даже на относительно коротких временных интервалах», — добавляет Бесель.

Полученные результаты имеют значение и в совершенно другой области — в изучении эволюции человека. В рифте Туркана найдено более 1200 ископаемых останков гомининов, охватывающих последние 4 миллиона лет. Это треть всех подобных находок в Африке. Многие палеоантропологи считают этот регион «колыбелью человечества». Однако у Роуэна и его коллег другое объяснение.

После массового вулканизма около 4 млн лет назад началось проседание рифта Туркана, и там стали быстро накапливаться мелкозернистые отложения, благоприятные для сохранения окаменелостей. «Условия сложились идеальные для того, чтобы сохранилась непрерывная ископаемая летопись», — констатирует геофизик.

Таким образом, возможно, рифт Туркана был не уникальным центром эволюции и диверсификации наших предков-гомининов, а просто местом, где эта эволюция запечатлелась в камне. Однако это лишь гипотеза, подчеркивает Роуэн.

«Но теперь другие исследователи могут использовать наши результаты, чтобы проверить эту идею. Кроме того, их можно подставить в тектонические модели, которые связаны с климатическими, и изучить, как подвижки тектоники и смена климата влияли на нашу эволюцию», — заключил он.