En kontinent i upplösning
Östafrika håller bokstavligen på att spricka sönder – och processen syns nu med blotta ögat. Forskare har precis identifierat orsaken, och den återfinns djupt inne i jordens inre.
Över tusentals kilometers längd uppstår ett system av dalar, vulkaner och sprickor som i framtiden kan dela kontinenten i två separata landmassor. De senaste undersökningarna pekar på att fenomenet drivs av en våldsam, het ström av material i jordens mantel.
En av jordens mest spektakulära geologiska förändringar
I östra Afrika pågår just nu en av de mest dramatiska geologiska transformationerna på vår planet. Afrika delar sig sakta i två åtskilda landmassor, och gränsen dem emellan är en enorm spricka – den så kallade Östafrikanska riftdalen, ett vidsträckt riftsystem.
Denna tektoniska ”söm” sträcker sig över cirka 3 500 kilometer och skär genom Etiopien, Kenya, Uganda och Malawi, där den skapar breda sänkor, förkastningar och sjunkna områden. Intensiv vulkanism följer med processen – regelbundna utbrott på många ställen visar att jordens inre under denna region är ovanligt aktivt.
Den Östafrikanska riftdalen är en av de få platser på jorden där man nästan kan följa en kontinents uppdelning i realtid.
Bildandet av en riftzon är ett välkänt kapitel i geologins bok: Först börjar kontinenten att sträckas ut, därefter uppstår riftdalar, och med tiden kan ett helt nytt hav bildas när jordskorpan brister fullständigt och havsvatten strömmar in i sprickan.
Varför fläks Afrika just där?
Även om vi känner till många exempel på kontinenters uppdelning från jordens geologiska historia, har mekanismen bakom den Östafrikanska riftdalen länge varit ett mysterium. Området har blivit ett läroboksexempel på hur kontinenter faller isär.
Geologer diskuterade särskilt vad som driver utsträckningen av jordskorpan och den ökade vulkaniska aktiviteten. Två övergripande scenarier övervägdes:
- Om allt primärt sker ”lågt upp” – i den översta delen av manteln och skorpan – till följd av tektoniska krafter som verkar på litosferplattorna.
- Om en djup, het materialström i manteln spelar en avgörande roll genom att trycka på kontinenten underifrån, försvaga jordskorpan och sätta igång sprickbildning.
Den andra hypotesen förutsätter existensen av en så kallad superplumestruktur – en gigantisk ”skorsten” av varm bergart som sträcker sig från gränsen mellan kärna och mantel ända upp under östra Afrika. Hittills har det saknats konkreta data som direkt förbinder lokal vulkanism med en så djupt liggande källa.
Nyckeln ligger i gaser från jordens inre
En grupp forskare valde en otraditionell strategi för att lösa problemet. Istället för att enbart fokusera på terrängen eller seismiska vågor analyserade de den kemiska sammansättningen av gaser som sipprar upp från ett geotermiskt fält i den kenyanska delen av riftdalen.
Det handlar om varma gaser och ångor som tränger till ytan genom sprickor, fumaroler och geotermiska källor. Forskarna mätte med anmärkningsvärd precision isotoperna av neon – ett inert grundämne som är idealiskt för att spåra var material från jordens djup kommer ifrån.
Gassammansättningens isotopsignatur från Kenya pekar på en överraskande djup och gemensam källa – inte bara för denna enda plats, utan för hela det vidsträckta riftsystemet.
Det visade sig att de undersökta gaserna bär ett tydligt fingeravtryck från de nedersta lagren av jordens mantel. Dessutom är sammansättningen slående lik de gaser man tidigare har analyserat i vulkaniska bergarter från Röda havet i norr och från vulkaniska områden i Malawi i söder.
En gigantisk ”motor” under östra Afrika
Denna överensstämmelse över så stora avstånd antyder något mycket konkret: Hela den vulkaniska zonen – från Röda havet till riftdalens södra utsträckning – kan dra på ett gemensamt, djupt liggande ”försörjningsrör” av varmt material.
Geologer beskriver det som en superplumestruktur förankrad nära gränsen mellan jordens kärna och mantel. Det är en struktur större och mäktigare än de typiska plumarna som förklarar klassiska ”hotspots” som Hawaii eller Island.
Superplumen under östra Afrika kan ha satt igång – och upprätthålla – processen att dela kontinenten genom att tillföra värme och material från jordens inre över ett enormt område.
Seismiska instrument har tidigare antytt att det under Afrika finns stora, onormalt varma zoner i manteln. Gasanalyserna tillför den saknade pusselbiten – en kemisk ”signatur” som binder samman den vulkaniska aktiviteten från norr till söder till en sammanhängande bild.
Från gaser till plattektonik
Varför intresserar vi oss så mycket för var dessa gaser kommer ifrån? Eftersom det utan förståelse för den djupa energikällan är omöjligt att beskriva hur hela riftsystemet fungerar. Om de inblandade krafterna härstammar ända från gränsen mellan kärna och mantel, förändrar det bilden av litosferplattornas rörelse i hela regionen.
Enligt forskarna bakom undersökningen tyder resultaten på att superplumen fungerar som en motor som:
- värmer upp och försvagar den kontinentala jordskorpans understa del,
- underlättar dess utsträckning och sprickbildning,
- levererar magman som är ansvarig för de många vulkanutbrotten längs riftdalen,
- påverkar riktningen och hastigheten av de angränsande tektoniska plattornas rörelser.
Forskningsresultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Geophysical Research Letters, där de nu är tillgängliga för den bredare geologiska och geofysiska forskarvärlden.
Vad kan hända med Afrika om miljontals år?
Tektoniska processer mäts i miljoner år, så inget dramatiskt kommer att ske under vår livstid. Sett med en geologs ögon befinner sig dock östra Afrika i början av en resa som kan sluta med bildandet av ett helt nytt hav.
| Fas | Vad händer | Exempelregion |
|---|---|---|
| Kontinental utsträckning | Sprickor och sänkor uppstår, vulkanisk aktivitet ökar | Östra Afrika idag |
| Mogen riftzon | En bred dal bildas, lokala vattenreservoarer kan uppstå | Delar av riftzonen i Afrika och på Arabiska halvön |
| Nytt hav | Den kontinentala skorpan brister fullständigt, havsbotten bildas | Röda havet som exempel på en ung havsbassäng |
Om processen fortsätter kan det om tiotusentals miljoner år uppstå en ny havsbassäng i östra Afrika – liknande det nuvarande Röda havet – och i en ännu mer avlägsen framtid ett fullfjädrat hav. Den östra delen av kontinenten skulle då kunna bli en självständig landplatta.
Risker för människor och geotermisk energipotential
Även om de tektoniska förändringarna är mycket långsamma märker vi redan deras konsekvenser idag. Riftzonen är ett av jordens mer seismiskt och vulkaniskt aktiva områden. Jordbävningar – även mindre sådana – utgör ett hot mot infrastruktur och befolkning. Vulkanutbrott kan förstöra skördar, lamslå lufttrafiken och tvinga invånare till evakuering.
Å andra sidan rymmer samma energi en enorm potential. Aktiva geotermiska fält – som i Kenya – är en källa till förnybar elektricitet och värme. I flera länder i regionen håller geotermiska kraftverk på att bli en viktig del av energimixen och hjälper till att minska beroendet av fossila bränslen.
Så här ”läser” forskare jordens inre
Dessa undersökningar är ett bra exempel på hur olika vetenskapliga discipliner arbetar tillsammans för att förstå processer som pågår hundratals eller till och med tusentals kilometer under våra fötter. Geokemister analyserar gas- och bergartssammansättningar, seismologer följer seismiska vågornas vägar, och geofysiker bygger tredimensionella modeller av manteln och skorpan.
Neon- och heliumisotoper fungerar som färgade spårämnen som avslöjar från vilket djup och vilket reservoar det material som hamnar i magman kommer ifrån. När denna signal upprepas på platser som ligger tusentals kilometer från varandra pekar det på en gemensam, vidsträckt källa djupt nere i manteln.
Förståelsen av en sådan superplumestruktur har betydelse långt utanför bara Afrika. Den sortens strukturer påverkar plattornas rörelser i planetär skala och har format fördelningen av kontinenter, hav och bergskedjor i miljarder år. För dagens människor är dock de mer jordnära konsekvenserna viktigast: Var det kan löna sig att investera i geotermisk energi, och var man särskilt måste vara uppmärksam på risken för jordbävningar och vulkanutbrott.
Kunskapen om den djupa ”motorn” under östra Afrika ger oss bättre verktyg för att bedöma både hot och möjligheter. Och den påminner oss om att även en till synes solid kontinent – på tillräckligt lång sikt – beter sig som en långsamt flytande massa som ständigt omformar och omorganiserar sig själv.
