เนื้อหา
- ส่วนที่ 1 ระบบความแตกแยกแอฟริกาตะวันออก
- ระบบ Rift แอฟริกาตะวันออกคืออะไร
- แบบฟอร์ม Rifts เหล่านี้เป็นอย่างไร
- ส่วนที่สอง รอยแยกแห่งแอฟริกาตะวันออก
- จุดสนใจอื่น ๆ :
- สรุป:
- เกี่ยวกับผู้แต่ง:
ทะเลสาบ Bogoria และน้ำพุร้อน - ลิขสิทธิ์ภาพ Alex Guth
รูปที่ 1: แบบจำลองการยกระดับแบบดิจิตอลที่มีสีแสดงขอบเขตของแผ่นเปลือกโลก, โครงร่างของเสียงสูงที่แสดงให้เห็นถึงการนูนของความร้อนและทะเลสาบขนาดใหญ่ของแอฟริกาตะวันออก คลิกเพื่อขยาย แผนที่ฐานเป็นภาพภูมิประเทศเรดาร์กระสวยอวกาศโดยองค์การนาซ่า
ส่วนที่ 1 ระบบความแตกแยกแอฟริกาตะวันออก
ระบบรอยแยกแอฟริกาตะวันออก (EARS) เป็นหนึ่งในสิ่งมหัศจรรย์ทางธรณีวิทยาของโลกซึ่งเป็นสถานที่ที่กองกำลังแปรสัณฐานของโลกกำลังพยายามสร้างแผ่นเปลือกโลกใหม่โดยแยกออกจากกัน ในแง่ง่ายรอยแยกอาจถูกมองว่าเป็นรอยร้าวในพื้นผิวโลกที่ขยายตัวเมื่อเวลาผ่านไปหรือมากกว่านั้นในทางเทคนิคเมื่อลุ่มน้ำยาวเหยียดล้อมรอบโดยไม่เห็นด้วยกับการจุ่มความผิดปกติแบบปกติ
นักธรณีวิทยายังคงถกเถียงกันอย่างชัดเจนว่าการรื้อฟื้นเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่กระบวนการดังกล่าวได้รับการจัดแสดงอย่างดีในแอฟริกาตะวันออก (เอธิโอเปีย - เคนยา - ยูกันดา - แทนซาเนีย) ที่นักธรณีวิทยาได้แนบชื่อกับแผ่นใหม่ จานนูเบียสร้างขึ้นส่วนใหญ่ของแอฟริกาในขณะที่แผ่นเล็ก ๆ ที่ดึงออกมาได้รับการตั้งชื่อว่าจานโซมาเลีย (รูปที่ 1) แผ่นเปลือกโลกทั้งสองนี้เคลื่อนห่างจากกันและอยู่ห่างจากแผ่นอาหรับไปทางเหนือ
จุดที่แผ่นเปลือกโลกทั้งสามนี้มาบรรจบกันในพื้นที่ไกลโพ้นของเอธิโอเปียก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าสามแยก อย่างไรก็ตามความแตกแยกทั้งหมดในแอฟริกาตะวันออกไม่ได้ถูก จำกัด อยู่ที่แตรแห่งแอฟริกา มีกิจกรรม rifting มากขึ้นไปทางใต้เช่นกันขยายไปถึงเคนยาและแทนซาเนียและภูมิภาค Great Lakes ของแอฟริกา วัตถุประสงค์ของบทความนี้คือเพื่อหารือเกี่ยวกับธรณีวิทยาทั่วไปของรอยแยกเหล่านี้และเน้นกระบวนการทางธรณีวิทยาที่เกี่ยวข้องในการก่อตัวของพวกเขา
รูปที่ 2: ชื่อเซ็กเมนต์ Rift สำหรับระบบ Rift แอฟริกาตะวันออก บางครั้งเซ็กเมนต์ที่เล็กกว่าจะได้รับชื่อของตัวเองและบางครั้งชื่อที่ให้กับเซ็กเมนต์รอยแยกหลักจะเปลี่ยนไปตามแหล่งที่มา คลิกเพื่อขยาย แผนที่ฐานเป็นภาพภูมิประเทศเรดาร์กระสวยอวกาศโดยองค์การนาซ่า
ระบบ Rift แอฟริกาตะวันออกคืออะไร
รอยแยกที่เก่าแก่ที่สุดและดีที่สุดที่กำหนดไว้เกิดขึ้นในภูมิภาคไกลของเอธิโอเปียและรอยแยกนี้มักจะถูกเรียกว่ารอยแยกของเอธิโอเปีย ไกลออกไปทางทิศใต้มีรอยแยกเกิดขึ้นซึ่งรวมถึงสาขาตะวันตกที่ "ทะเลสาบอัลเบิร์ตระแหง" หรือ "อัลเบิร์ตระแหง" ซึ่งมีแอฟริกาตะวันออกเกรตเลกส์และสาขาตะวันออกที่แบ่งออกเป็นสองส่วนเคนยาเหนือ - ใต้ ทางตะวันตกเล็กน้อยของไนโรบี (รูปที่ 2)
สองสาขานี้รวมกันถูกเรียกว่า East African Rift (EAR) ในขณะที่บางส่วนของสาขาตะวันออกเรียกว่า Kenya Rift หรือ Gregory Rift (หลังจากนักธรณีวิทยาผู้ทำแผนที่เป็นครั้งแรกในช่วงต้นทศวรรษ 1900) ทั้งสองกิ่ง EAR มักถูกจัดกลุ่มกับระแหงเอธิโอเปียเพื่อสร้างระบบระแหงแอฟริกาตะวันออก (EARS)
ระบบความแตกแยกที่สมบูรณ์จึงขยายออกไป 1000 กิโลเมตรในแอฟริกาเพียงอย่างเดียวและอีกหลายพันถ้าเรารวมทะเลแดงและอ่าวเอเดนเป็นส่วนขยาย นอกจากนี้ยังมีโครงสร้างที่ชัดเจน แต่มีขนาดเล็กกว่าหลายแห่งเรียกว่า Grabens ซึ่งมีลักษณะคล้ายรอยแยกและมีความสัมพันธ์ทางธรณีวิทยากับรอยแยกขนาดใหญ่อย่างชัดเจน บางส่วนของชื่อเหล่านี้ได้รับการสะท้อนเช่น Nyanza Rift ในเคนยาตะวันตกใกล้กับทะเลสาบวิกตอเรีย ดังนั้นสิ่งที่ผู้คนอาจคิดว่าเป็นรอยแยกเดี่ยวที่ใดที่หนึ่งในแอฟริกาตะวันออกคือชุดรอยแยกที่แตกต่างกันซึ่งเกี่ยวข้องกันและก่อให้เกิดธรณีวิทยาและภูมิประเทศที่โดดเด่นของแอฟริกาตะวันออก
รูปที่ 3: "ตำรา" ที่น่ากลัวและการก่อตัวคว้า (ซ้าย) เมื่อเทียบกับภูมิประเทศระแหงที่เกิดขึ้นจริง (บนขวา) และภูมิประเทศ (ขวาล่าง) ขอให้สังเกตว่าความกว้างของพื้นที่สี่เหลี่ยมคางหมูที่เกิดจากความผิดปกติและความน่ากลัวและการก่อตัวแบบคว้าเพิ่มขึ้นจากบนลงล่างในแผงด้านซ้าย รอยแยกถือเป็นคุณสมบัติแบบมิติ (แผ่นทวีปถูกดึงแยก) และมักแสดงโครงสร้างประเภทนี้
คลิกเพื่อขยาย
แบบฟอร์ม Rifts เหล่านี้เป็นอย่างไร
กลไกที่แท้จริงของการก่อความแตกแยกคือการถกเถียงกันอย่างต่อเนื่องในหมู่นักธรณีวิทยาและนักธรณีฟิสิกส์ แบบจำลองที่ได้รับความนิยมอย่างหนึ่งสำหรับ EARS สมมติว่าการไหลของความร้อนที่เพิ่มขึ้นจากเสื้อคลุม (asthenosphere อย่างเคร่งครัด) ทำให้เกิด "bulges" ความร้อนในเคนยาตอนกลางและภูมิภาค Afar ของเอธิโอเปียตอนกลางตอนกลาง นูนเหล่านี้สามารถมองเห็นได้ง่ายเป็นที่ราบสูงยกระดับบนแผนที่ภูมิประเทศใด ๆ ของพื้นที่ (รูปที่ 1)
เมื่อรูปนูนเหล่านี้ขยายตัวและแตกหักเปลือกนอกที่เปราะเป็นชุดของความผิดปกติทั่วไปก่อให้เกิดความน่ากลัวแบบคลาสสิกและโครงสร้างคว้าของหุบเขารอยแยก (รูปที่ 3) ความคิดทางธรณีวิทยาในปัจจุบันส่วนใหญ่ถือได้ว่า bulges เกิดขึ้นจากเนื้อโลกภายใต้ทวีปที่ทำความร้อนให้กับเปลือกโลกที่อยู่ไกลออกไปและทำให้มันขยายตัวและแตกหัก
ตามหลักแล้วการแตกหักที่เด่นชัดที่เกิดขึ้นนั้นเกิดขึ้นในรูปแบบที่ประกอบด้วยการแตกหักหรือการแตกหักสามโซนซึ่งแผ่จากจุดที่มีการแยกเชิงมุม 120 องศา จุดที่กิ่งก้านทั้งสามเปล่งออกมาเรียกว่า "สามแยก" และแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในภูมิภาคเอธิโอเปีย (รูปที่ 4) ที่อยู่ไกลออกไปซึ่งกิ่งไม้สองกิ่งถูกครอบครองโดยทะเลแดงและอ่าวเอเดนและรอยแยกกิ่งที่สาม ทางใต้ผ่านเอธิโอเปีย
กระบวนการยืดที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของรอยแยกมักจะเกิดจากการปะทุของภูเขาไฟขนาดใหญ่ซึ่งไหลไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่และมักจะถูกสงวนไว้ / สัมผัสบนขอบของรอยแยก นักธรณีวิทยาบางคนคิดว่าการปะทุเหล่านี้เป็น "หินบะซอลต์น้ำท่วม" - ลาวาปะทุขึ้นตามการแตกหัก (มากกว่าภูเขาไฟแต่ละลูก) และไหลไปทั่วผืนแผ่นดินในแผ่นน้ำในช่วงน้ำท่วม
การปะทุดังกล่าวสามารถครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของแผ่นดินและพัฒนาความหนามหาศาล (ตัวอย่างกับดักของอินเดียและกับดักของไซบีเรีย) หากการยืดตัวของเปลือกโลกดำเนินต่อไปมันจะก่อตัวเป็น "เขตยืด" ของเปลือกโลกที่บางซึ่งประกอบด้วยหินบะซอลต์และคอนติเนนตัลซึ่งในที่สุดก็ตกลงมาต่ำกว่าระดับน้ำทะเลเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในทะเลแดงและอ่าวเอเดน การยืดออกไปอีกนำไปสู่การก่อตัวของเปลือกโลกมหาสมุทรและการเกิดของมหาสมุทรใหม่
รูปที่ 4: Triple Junction ในภูมิภาค Afar ของประเทศเอธิโอเปีย รูปภาพแสดงพื้นที่ของเปลือกโลกที่ถูกยืดและมหาสมุทรรวมถึงพื้นที่ของหินบะซอลต์ที่ถูกน้ำท่วม พื้นที่ที่ไม่มีเงาหรือปกคลุมด้วยหินบะซอลต์เป็นตัวแทนของเปลือกโลกทวีป เมื่อเปลือกโลกถูกดึงออกจากกันคุณจะพบกับเปลือกบางที่มีส่วนผสมที่ซับซ้อนของหินคอนติเนนตัลและภูเขาไฟ ในที่สุดเปลือกโลกจะพัดไปถึงจุดที่หินบะซอลต์ชนิดมหาสมุทรปะทุขึ้นซึ่งเป็นสัญญาณว่าเปลือกโลกใหม่กำลังก่อตัวขึ้น สิ่งนี้สามารถเห็นได้ในอ่าวเอเดนและเศษไม้เล็ก ๆ ในทะเลแดง ระดับเดิมของหินบะซอลต์จะสูงขึ้น แต่พื้นที่ขนาดใหญ่ถูกฝังอยู่ในหุบเขาที่มีรอยแตกจากการระเบิดของภูเขาไฟและตะกอน คลิกเพื่อขยาย
ส่วนที่สอง รอยแยกแห่งแอฟริกาตะวันออก
หากกระบวนการ rifting ที่อธิบายเกิดขึ้นในการตั้งค่าแบบทวีปเรามีสถานการณ์คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นในเคนยาที่ซึ่งรอยแยกแอฟริกาตะวันออก / เกรกอรี่กำลังก่อตัว ในกรณีนี้มันถูกเรียกว่า "คอนติเนนตัล rifting" (ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน) และแสดงให้เห็นสิ่งที่อาจเป็นการพัฒนาในช่วงต้นของเอธิโอเปียระแหง
ดังที่กล่าวไว้ในส่วนที่ 1 ความแตกแยกของแอฟริกาตะวันออกนั้นซับซ้อนโดยความจริงที่ว่ามีการพัฒนาสองกิ่งสาขาหนึ่งไปทางทิศตะวันตกซึ่งเป็นเจ้าภาพเกรตเลกเกรตเลกแอฟริกัน (ที่รอยแยกเต็มไปด้วยน้ำ) ตะวันออกซึ่งเกือบจะเป็นสองเท่าของเคนยาเหนือจรดใต้ก่อนเข้าแทนซาเนียซึ่งดูเหมือนว่าจะตาย (รูปที่ 2)
ทะเลสาบวิกตอเรียตั้งอยู่ระหว่างสองสาขานี้ เป็นที่เชื่อกันว่ารอยแยกเหล่านี้มักจะตามรอยเย็บเก่าระหว่างมวลทวีปโบราณที่ชนกันหลายพันล้านปีก่อนเพื่อก่อตัวเป็นแอฟริกัน craton และการแยกบริเวณรอบทะเลสาบวิกตอเรียเกิดขึ้นเนื่องจากการปรากฏตัวของแกนหินขนาดเล็กของหินแปรโบราณ craton แทนซาเนียซึ่งยากเกินไปที่รอยแยกจะฉีกขาด เนื่องจากรอยแยกไม่สามารถผ่านตรงบริเวณนี้ได้จึงแยกกันอยู่รอบ ๆ ซึ่งนำไปสู่กิ่งไม้ทั้งสองที่สามารถเห็นได้ในปัจจุบัน
อย่างในกรณีของประเทศเอธิโอเปียสถานที่น่าสนใจดูเหมือนจะอยู่ใต้เคนยาตอนกลางซึ่งเห็นได้จากโดมภูมิประเทศที่สูง (รูปที่ 1) นี่คล้ายกับรอยแยกของเอธิโอเปียและในความเป็นจริงนักธรณีวิทยาบางคนแนะนำว่าโดมเคนยานั้นเป็นฮอตสปอตหรือขนนกเดียวกันที่ก่อให้เกิดความแตกแยกเอธิโอเปียเริ่มแรก ไม่ว่าสาเหตุใดเป็นที่ชัดเจนว่าเรามีสอง rifts ที่แยกออกจากกันพอที่จะให้ชื่อที่แตกต่างกัน แต่ใกล้พอที่จะแนะนำว่าพวกเขามีความเกี่ยวข้องทางพันธุกรรม
Baringo scarps: ภาพนี้แสดงให้เห็นถึงความผิดปกติหลายประการที่อยู่ไกลออกไป โดยพื้นฐานแล้วเรากำลังดูที่ขอบของบล็อกที่น่ากลัวหลายแห่งจากภายในตัวยึดที่บรรจุทะเลสาบบาริงโก ภาพลิขสิทธิ์ Alex Guth คลิกเพื่อขยาย
จุดสนใจอื่น ๆ :
เราสามารถพูดอะไรได้อีกเกี่ยวกับเอธิโอเปียและเคนยาระแหง จริง ๆ แล้วค่อนข้างมาก แม้ว่าสาขาตะวันออกและตะวันตกได้รับการพัฒนาโดยกระบวนการเดียวกันพวกเขามีตัวละครที่แตกต่างกันมาก สาขาตะวันออกนั้นโดดเด่นด้วยกิจกรรมภูเขาไฟที่ยิ่งใหญ่ในขณะที่สาขาตะวันตกนั้นมีลักษณะเป็นแอ่งน้ำลึกที่ประกอบด้วยทะเลสาบขนาดใหญ่และตะกอนจำนวนมาก (รวมถึง Lakes Tanganyika, ทะเลสาบที่ลึกที่สุดอันดับ 2 ของโลกและมาลาวี)
เมื่อไม่นานมานี้การปะทุของหินบะซอลต์และการเกิดรอยแยกที่เกิดขึ้นในรอยแยกของเอธิโอเปียทำให้เราสามารถสังเกตการก่อตัวเริ่มต้นของแอ่งมหาสมุทรบนบกได้โดยตรง นี่คือหนึ่งในเหตุผลที่ระบบความแตกแยกแอฟริกาตะวันออกเป็นสิ่งที่น่าสนใจสำหรับนักวิทยาศาสตร์ รอยแยกส่วนใหญ่ในส่วนอื่น ๆ ของโลกได้ก้าวหน้าไปจนถึงจุดที่ตอนนี้พวกเขาอยู่ใต้น้ำหรือเต็มไปด้วยตะกอนและจึงยากที่จะศึกษาโดยตรง อย่างไรก็ตามระบบ Rift แอฟริกาตะวันออกเป็นห้องปฏิบัติการภาคสนามที่ยอดเยี่ยมในการศึกษาระบบระแหงที่ทันสมัยและพัฒนาอย่างแข็งขัน
ภูมิภาคนี้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจรากฐานของวิวัฒนาการของมนุษย์ ซากดึกดำบรรพ์ Hominid จำนวนมากพบว่าเกิดขึ้นภายในรอยแยกและในปัจจุบันมีความคิดว่าวิวัฒนาการของรอยแยกอาจมีบทบาทสำคัญในการกำหนดพัฒนาการของเรา โครงสร้างและวิวัฒนาการของรอยแยกอาจทำให้แอฟริกาตะวันออกมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมากขึ้นซึ่งนำไปสู่ทางเลือกมากมายระหว่างช่วงเวลาที่เปียกและแห้งแล้ง ความกดดันด้านสิ่งแวดล้อมนี้อาจเป็นแรงผลักดันที่จำเป็นสำหรับบรรพบุรุษของเราที่จะกลายเป็นสองเท้าและฉลาดขึ้นเมื่อพวกเขาพยายามที่จะปรับตัวให้เข้ากับสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงเหล่านี้ (ดูบทความ Geotimes 2008: โยกเปลมนุษย์) โดย Beth Christensen และ Mark Maslin และ Tectonic Hypotheses of Human วิวัฒนาการโดย M.Royhan Gani และ Nahid DS Gani)
เขื่อนที่มีน้ำขังในช่องเขา Njorowa: สิ่งนี้ถูกนำไปที่หุบเขา Njorowa ในอุทยานแห่งชาติ Hells Gate หุบเขานั้นถูกแกะสลักด้วยน้ำและมีความงดงามในหลาย ๆ ด้าน แต่ที่นี่เรามีเขื่อนกั้นน้ำร้อนลวกตัดผ่านผนังของหุบเขาพร้อมด้วยดร. วู้ดและไกด์นำทางคนหนึ่งของเรา ภาพลิขสิทธิ์ Alex Guth คลิกเพื่อขยาย
สรุป:
ระบบความแตกแยกแอฟริกาตะวันออกเป็นระบบที่ซับซ้อนของส่วนความแตกแยกซึ่งให้อนาล็อกที่ทันสมัยเพื่อช่วยให้เราเข้าใจว่าทวีปแตกสลาย นอกจากนี้ยังเป็นตัวอย่างที่ดีของจำนวนระบบธรรมชาติที่สามารถพันกัน - การตั้งค่าทางธรณีวิทยาที่ไม่ซ้ำกันนี้อาจมีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในท้องถิ่นซึ่งอาจทำให้บรรพบุรุษของเราพัฒนาทักษะที่จำเป็นในการเดินตั้งตรงพัฒนาวัฒนธรรมและไตร่ตรอง มาเป็น เช่นเดียวกับแกรนด์แคนยอนระบบระแหงแอฟริกาตะวันออกควรสูงในรายการนักธรณีวิทยาทางธรณีวิทยาที่น่าเยี่ยมชม
เกี่ยวกับผู้แต่ง:
James Wood จบการศึกษาระดับปริญญาเอกจาก Johns Hopkins University และปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ด้านธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมิชิแกนใน Houghton รัฐมิชิแกนซึ่งเขาสอนประวัติศาสตร์โลกธรณีเคมีการทำแผนที่ระยะไกลและดำเนินการหลักสูตรภาคสนามทุกฤดูใบไม้ผลิในแอฟริกาตะวันออก งานวิจัยที่สำคัญของเขาคือการสะสมพลังงานส่วนใหญ่เป็นแก๊สและน้ำมันและการทำงานภาคสนามในหุบเขาที่มีรอยแยก ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักสูตรภาคตะวันออกของแอฟริกาสามารถดูได้ที่ www.geo-kenya.com
ปัจจุบันอเล็กซ์กูทเป็นผู้สมัครระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนเทคและกำลังมองหาผลกระทบของสภาพอากาศที่มีต่อการเคลือบเงาของทะเลทรายที่มีต่อการไหลเวียนของน้ำและตะกอนในหุบเขาในแอฟริกาตะวันออกระแหงลีย์ เธอช่วยดร. วู้ดกับค่ายทุ่งธรณีวิทยา เมื่อไม่นานมานี้เธอได้สร้างแผนที่ทางธรณีวิทยาทางตอนใต้ของ Rift เคนยาซึ่งสามารถพบได้ที่ www.geo-kenya.com เว็บไซต์ของเธอสามารถดูได้ที่: pages.mtu.edu/~alguth/