Östafrika slits bokstavligen isär
Östafrika spricker långsamt sönder, och processen syns numera med blotta ögat. Forskare har nu avslöjat källan till detta fenomen – och den finns otroligt djupt nere.
Över tusentals kilometers sträcka uppstår ett system av dalgångar, vulkaner och sprickor som i framtiden potentiellt kan dela kontinenten i två separata landmassor. De senaste undersökningarna pekar på att en väldig, het ström av material i jordens mantel ansvarar för detta imponerande men farliga fenomen.
Den Stora Östafrikanska Gravsänkningen – ett geologiskt spektakel
Det som händer i Östafrika just nu är en av de mest spektakulära geologiska förändringarna på vår planet. Afrika delar sig gradvis i två självständiga landmassor, och gränsen mellan dem utgörs av en enorm spricka – den så kallade Stora Östafrikanska Gravsänkningen, ett vidsträckt system av språngluckor.
Denna tektoniska ”söm” sträcker sig över cirka 3 500 kilometer. Den löper genom Etiopien, Kenya, Uganda och Malawi och skapar stora försänkningar i terrängen, förkastningar och ras. Intensiv vulkanism följer gravsänkningen – frekventa utbrott på många ställen visar att jordens inre under denna region är ovanligt aktivt. Den Östafrikanska Gravsänkningen är en av de få platser på jorden där man nästan kan följa processen med kontinentalt uppbrott i realtid.
Gravsänkningens bildande är en fas i en välkänd geologisk cykel: först börjar kontinenten sträckas ut, sedan uppstår riftdalar, och med tiden kan ett helt nytt hav bildas när jordskorpan brister fullständigt och havsvatten tränger in i sprickan.
Varför slits Afrika isär just här?
Även om vi känner till flera exempel på kontinentalt uppbrott från jordens geologiska historia, förblev mekanismen bakom den Stora Östafrikanska Gravsänkningen länge ett mysterium. Regionen har blivit ett lärobok-territorium för forskning om hur kontinenter fragmenteras.
Geologerna diskuterade särskilt vad som driver sträckningsprocessen i jordskorpan och den förstärkta vulkanismen. Två huvudscenarier övervägdes: om allt sker främst ”lågt uppe” – i den översta delen av manteln och skorpan till följd av tektoniska krafter på de litosfäriska plattorna – eller om en djup, het ström av material i manteln spelar en avgörande roll genom att pressa kontinenten underifrån, försvaga skorpan och utlösa bristningar.
Den andra hypotesen förutsätter existensen av en så kallad superplym i manteln – en gigantisk ”skorsten” av varm bergart som sträcker sig från gränsområdet mellan kärna och mantel ända upp under Östafrika. Hittills saknades dock hårda data som direkt kopplade den lokala vulkanismen till en så djup källa.
Nyckeln gömd i gaser från jordens djup
En grupp forskare valde en okonventionell approach till problemet. Istället för att uteslutande fokusera på terrängformationen eller seismiska vågor analyserade de den kemiska sammansättningen av gaser som sipprar upp i ett geotermiskt fält i den kenyanska delen av riftdalen.
Det rör sig om heta gaser och ångor som tränger upp till ytan genom sprickor, fumaroler och geotermiska källor. Med exceptionell precision mätte forskarna bland annat neonisotoper – ett inert grundämne som är synnerligen lämpligt för att spåra ursprunget av material från jordens djup.
Gasernas isotopsammansättning från Kenya pekar på en överraskande djup, gemensam källa – inte bara för denna plats, utan för hela det vidsträckta riftbältet. Det visade sig att de undersökta gaserna bär ett tydligt fingeravtryck från de nedre lagren av jordens mantel. Vad mer är: deras sammansättning liknar gaser som tidigare analyserats i vulkaniska bergarter från Röda Havet i norr och från vulkaniska områden i Malawi i söder.
En gigantisk motor under Östafrika
En sådan överensstämmelse över så stora avstånd antyder något mycket konkret: hela denna vulkaniska zon, från Röda Havet till den södra delen av riftsystemet, kan dela ett gemensamt, djupt ”rörsystem” av hett material.
Geologerna beskriver det just som en superplym i manteln, förankrad tätt vid gränsen mellan kärna och mantel. Det är en struktur som är större och kraftfullare än typiska plymstrukturer som förklarar klassiska ”hot spots” som Hawaii eller Island. Superpklymen under Östafrika kan ha satt igång och upprätthåller nu processen med kontinentalt uppbrott – den levererar värme och material från jordens djup över ett enormt område.
Seismiska instrument har tidigare antytt att det under Afrika finns stora, abnormt varma zoner i manteln. Gasanalysen tillför det saknade elementet till detta pussel – en kemisk ”signatur” som binder samman vulkanisk aktivitet från norr till söder till en sammanhängande helhet.
Från gaser till teorin om plattektonik
Varför intresserar vi oss överhuvudtaget så mycket för dessa gasers ursprung? Eftersom det är svårt att beskriva hur hela riftsystemet fungerar utan att förstå den djupa energikällan. Om det handlar om krafter som verkar helt från gränsområdet mellan kärna och mantel, förändrar det bilden av de litosfäriska plattornas rörelser i regionen.
Enligt forskarna visar resultaten att superpklymen fungerar som en motor som:
- värmer upp och försvagar den nedre delen av den kontinentala skorpan
- underlättar dess utsträckning och bristning
- levererar magma som ansvarar för de många vulkanutbrotten längs gravsänkningen
- påverkar riktningen och hastigheten av de angränsande tektoniska plattornas rörelser
Forskningsresultaten publicerades i det specialiserade vetenskapliga tidskriften Geophysical Research Letters, där de nådde fram till en bred gemenskap av geologer och geofysiker som sysslar med jordens inre.
Vad kan hända med Afrika om miljoner år?
Tektoniska processer mäts i miljoner år, så det kommer inte att hända något dramatiskt under vår livstid. Sett med en geologs ögon befinner sig Östafrika dock i början av en resa som kan sluta med bildandet av ett nytt hav.
Om processen fortsätter kan det om tiotals miljoner år bildas en ny havsbassäng i Östafrika – liknande det nuvarande Röda Havet – och i en ännu mer avlägsen framtid ett fullvärdigt hav. Den östra delen av kontinenten skulle då kunna bli en självständig kontinentalplatta.
Riftregionen hör till de mer seismiskt och vulkaniskt aktiva platserna på jorden. Jordbävningar, även de mindre, utgör ett hot mot infrastruktur och befolkning. Vulkanutbrott kan förstöra skördar, lamslå flygtrafiken och tvinga invånare till evakuering.
Å andra sidan rymmer samma energi en enorm potential. Aktiva geotermiska fält, som i Kenya, representerar en källa till förnybar elektricitet och värme. I några av regionens länder håller geotermiska kraftverk på att bli viktiga element i energimixen och bidrar till oberoende från fossila bränslen.
Så läser forskare jordens inre
Den omtalade forskningen är ett gott exempel på hur olika vetenskapliga discipliner förenas för att förstå processer som pågår hundratals – ja, tusentals kilometer under våra fötter. Geokemister analyserar gasernas och bergarterns sammansättning, seismologer följer seismiska vågornas förlopp, och geofysiker bygger tredimensionella modeller av mantel och skorpa.
Neon- eller heliumisotoper fungerar som en slags ”färgmarkörer” som avslöjar från vilket djup och vilken reservoar det material härstammar som hamnar i magman. Upprepar denna signal sig på många platser som ligger tusentals kilometer från varandra, pekar det på en gemensam, vidsträckt källa i mantelns djup.
Att förstå en sådan superplym har betydelse inte bara för Afrika i sig. Denna typ av strukturer påverkar plattornas rörelse i planetär skala och formar fördelningen av kontinenter, hav och bergskedjor över miljarder år. För dagens invånare är dock de jordnära konsekvenserna viktigare: var det kan löna sig att investera i geotermisk energi, och var man särskilt bör vara uppmärksam på risken för jordbävningar och utbrott. Kunskapen om den djupa ”motorn” under Östafrika hjälper till att bedöma både dessa risker och möjligheter långt mer precist.
