Ko gero, ne vienas esame girdėję, esą Afrika skyla į kelias dalis. Įdomu, kad šie teiginiai nėra iš piršto laužti – šis reiškinys vyksta, tik labai lėtai, o prie jo tyrimų prisideda ir mūsų tautiečiai. Anot geochemikės dr. Rūtos Karolytės, kai kuriose Afrikos vietose jau galima įžvelgti naujo vandenyno formavimosi pradžią.
Prieš 335 milijonus metų Žemėje susiformavo superžemynas Pangėja. Prieš 200 mln. metų jis pradėjo skilti ir galiausiai susidarė šiandien žinomi žemynai. Ir nors šiandien jie mums atrodo nepajudinami, iš tiesų jie lėtai toliau juda.
„Žemynai juda į skirtingas puses, seni vandenynai užsidaro, nauji vandenynai susiformuoja. Per visą pasaulio istoriją buvo labai daug skirtingų žemynų padėties etapų. Tarkime, vienu metu buvo taip, kad turėjome tiktai vieną žemyną visame pasaulyje, – pasakoja inertinių dujų specialistė dr. R. Karolytė. – Aišku, visa tai trunka šimtus milijonų metų. Ir nors, tarkime, mūsų laikotarpio supratimu, žemynai visada atrodo panašiai, jie juda, tik visas tas judėjimas yra labai labai lėtas.“
Žemynai juda, nes jie yra tektoninių plokščių dalis. Pastarosios juda virš plastiškos viršutinės mantijos dalies. Ji daugiausia yra kieta, tačiau dėl aukštos temperatūros per labai ilgą laiką gali lėtai tekėti.
Mokslininkai nesutaria, kiek tektoninių plokščių šiuo metu yra, nes labai skiriasi jų dydžiai, įprastai pateikiamas skaičius varijuoja tarp 15 ir 20. Skaičiuojama, kad jos per metus pasislenka 2–15 cm.
Yra keli skirtingi plokščių judėjimo tipai. Kai jos juda viena į kitą ir stumia viena kitą, gali formuotis kalnų grandinės. Kai jos juda priešingomis kryptimis viena kitos atžvilgiu arba nyra viena po kita, susidaro seismiškai aktyvios zonos.
Jos taip pat gali tolti viena nuo kitos. Jei tai vyksta vandenyne, plečiasi jo dugnas, o jei sausumoje – ilgainiui gali susidaryti naujas vandenynas ar jūra. Būtent tai ir matoma Afrikoje.
Tačiau visų pirma tose vietose, kur plokštės išsiskiria, susidaro riftas – didelis, ilgas, įvairaus pločio plyšys Žemės plutoje.
Anot dr. R. Karolytės, kuri šiuo metu dirba vyriausiąja produktų mokslininke JK įmonėje „Snowfox Discovery“, užsiimančia natūralaus vandenilio žvalgymu, riftų visame pasaulyje yra daug – vieni jų aktyvūs (plečiasi), kiti – ne.
„Su riftais dažniausiai taip ir būna, kad jie prasideda, skiriasi ir sustoja, ir kartais jie daugiau niekada nesuaktyvėja. Tačiau kartais būna atvirkščiai – po daugybės metų jie pradeda vėl judėti“, – sako mokslininkė ir priduria, kad tai, ar riftas suaktyvės, priklauso nuo bendro pasaulio plokščių judėjimo.
„Turbūt galima įsivaizduoti, kad kadangi [pasaulyje] yra daug skirtingų plokščių ir kažkurios, tarkime, skiriasi, kitos juda viena link kitos, susidaro skirtingas jėgų laukas. Jeigu vienoje vietoje dvi plokštės skiriasi, kitoje pusėje jos stumia kitas plokštes. Tad vienų plokščių judėjimo kryptis ir greitis pasaulyje veikia kitas plokštes.“
Labiausiai pažengęs riftas – Afrikoje
Šiuo metu pasaulyje yra ne vienas aktyvus riftas – tiek sausumoje, tiek po vandeniu.
„Jų [riftų] yra labai daug ir po vandenynu. Bet ten visai kitokia sistema ir, aišku, ne taip lengvai galima viską apžiūrėti“, – priduria pašnekovė.
Vienas iš svarbiausių, labiausiai išsivysčiusių ir geriausiai ištirtų kontinentinėse plokštėse esančių riftų yra Rytų Afrikos riftas, sako R. Karolytė.
Remiantis enciklopedija „Encyclopaedia Britannica“, Rytų Afrikos riftas driekiasi nuo Jordanijos šiaurėje iki Mozambiko pietuose. Bendras jo ilgis yra daugiau nei 6 tūkst. km, o plotis vidutiniškai – 48–64 km.
Anot kalbintos mokslininkės, matomos labai skirtingos šio rifto aktyvumo stadijos: viršuje esanti sritis yra pati seniausia – skaičiuojanti maždaug 40 milijonų metų, ji ir daugiausia prasiskyrusi, ten daug vulkanų. Žemiau, einant link Tanzanijos, yra daug jaunesnės sritys.
„Tai Rytų Afrikos riftas jau kaip ir būtų naujos jūros, naujo vandenyno pradžia. Tai galėtume įsivaizduoti, kad galbūt po 50–100 milijonų metų Afrika galėtų suskilti į dvi dalis ir vidury bus naujas vandenynas“, – sako R. Karolytė.
Gali būti naujas aktyvus riftas
Anot geochemikės, kadangi tektoninių plokščių atsiskyrimas trunka dešimtis ar net šimtus milijonų metų, daugelį aktyvių riftų mokslininkai šiandien jau yra atradę. Tad atrasti naujų riftų judesių pavyksta gana retai. Vis dėlto kai R. Karolytė atliko podoktorantūros stažuotę Oksfordo universitete, jos vadovaujamai komandai nusišypsojo sėkmė tai padaryti.
Jie tyrė Pietvakarių Afrikos riftą (angl. Kafue rift), kuris susijungia su jau minėtu Rytų Afrikos riftu.
„Iš įvairių praėjusių tyrimų turėjome informacijos, daugiausia geofizinės, kad einant toliau nuo Rytų Afrikos rifto, labiau į pietus ir pietvakarius, taip pat pradeda judėti Žemės plokštės. (…) Manyta, kad galbūt ten irgi prasideda tas rifto lūžis. Bet tai buvo netiesioginiai įrodymai. Dėl to mes išsikėlėme hipotezę, kad [mūsų surinkti] geocheminiai įrodymai galėtų būti pirmi tiesioginiai įrodymai“, – pasakoja mokslininkė.
Vienas pašnekovės įvardytų netiesioginių Pietvakarių Afrikos rifto aktyvumo įrodymų yra silpnas seismiškumas – žmonių nejaučiami, tačiau prietaisų jau fiksuojami žemės drebėjimai.
„Tai yra labai ilga zona, prasidedanti nuo Tanzanijos, kur baigiasi didysis Rytų Afrikos riftas. Visa ši zona yra apie 2 500 kilometrų. Tai tas seismiškumas užfiksuotas joje visoje.“
Taip pat aktyvumą minėtoje zonoje rodė ir palydovų duomenys – iš jų matoma, kad vienoje rifto pusėje esančios uolienos kyla. „Šis judėjimas yra labai lėtas – keletas centimetrų per metus. Jį taip pat (kaip ir su žemės drebėjimais) būtų sunku užfiksuoti ar pamatyti patiems žmonėms.“
Pirmieji tiesioginiai įrodymai
R. Karolytė LRT.lt pasakoja, kad visoje jos komandos tirto rifto teritorijoje yra daug geoterminių šaltinių. Tad siekdami įsitikinti, kad Pietvakarių Afrikos riftas iš tiesų aktyvus, mokslininkai nusprendė rinkti ir tirti karštųjų versmių dujas, o tiksliau – jose esantį helį.
Helis turi dvi formas (izotopus): helis-3 ir helis-4. Mokslininkų hipotezė buvo tokia: jei riftas yra aktyvus, tai dujose, kurios bus surinktos paviršiuje, turėtų būti įprastai Žemės mantijoje randamo helio-3.
„Helis-3 daugiausia yra iš Žemės mantijos, tai čia kalbame apie bent jau 30 kilometrų arba daug giliau, iš kur jis kyla į paviršių. O helis-4 formuojasi pačiose [Žemės plutos] uolienose. Tai mes ir mėginome tikrinti, ar ten [paviršiuje] mes rasime daugiau helio-3, kuris įrodytų, kad Žemės mantija iš tokių didelių gelmių jau yra paviršiuje“, – pasakoja geochemikė.
Ir iš tiesų mokslininkų hipotezė pasitvirtino: dujų mėginiuose jie aptiko daugiau helio-3, nei paprastai jo randama Žemės plutoje. Tokia tendencija buvo matoma mėginiuose, paimtuose šešiose vietose vienoje rifto teritorijoje. Tačiau mokslininkai taip pat paėmė mėginius iš dviejų karštųjų šaltinių, esančių maždaug už 95 kilometrų nuo įtariamo rifto. Ten jie nepastebėjo panašaus helio-3 ir helio-4 santykio pokyčio.
Be kita ko, mokslininkai matavo ne tik helį, bet ir C-13 anglį, kuri sudaro vos 1,1 proc. visos gamtoje randamos anglies.
Anot Vilniaus universiteto (VU) geologijos profesoriaus Andrejaus Spiridonovo, mokslininkų išmatuotas skirtingų helio formų santykis ir minėtos anglies atomų koncentracija leidžia galvoti, kad šių medžiagų šaltinis yra mantija, kitaip tariant, tai nurodo į pradinę žemyno skilimo stadiją.
„Pats rifto buvimas nurodo į žemynų skilimo procesą – tai buvo žinoma seniai. Tačiau aprašyti įrodymai nusako, kad procesas yra labai aktyvus, negęstantis, besivystantis“, – sako mokslininkas.
Jam pritaria ir VU geochemijos srities mokslininkas doc. dr. Donatas Kaminskas.
„Išvados logiškos, paremtos konkrečiais rezultatais. (…) Straipsnyje akcentuojama, kad dujų sudėtyje esančių helio ir anglies izotopų santykis atspindi mantijos kilmę, tai, tikėtina, rodo, kad dujos atkeliauja iš gilių Žemės sluoksnių, šiuo atveju iš viršutinės mantijos. Paprastai tai yra būdinga labai ankstyvai skėtros fazei, kurios metu nematome tokių reiškinių kaip aktyvus vulkanizmas ar seismingumas (žemės drebėjimai)“, – elektroniniame laiške rašo mokslininkas.
Ar Afrika galiausiai suskils?
R. Karolytė pasakoja, kad jų tirtoje Afrikos teritorijoje yra senų riftų ženklų. Jie galėjo būti aktyvūs prieš 300 milijonų metų, tačiau vėliau sustojo. Dabar tyrėjų komanda mano, kad šie nauji geocheminiai duomenys gali būti ankstyvas signalas, rodantis ir vėl atsinaujinusį plokščių atsiskyrimą.
„Prieš 300 milijonų metų jie [riftai] plėtėsi ir galbūt ten buvo net vulkaninės veiklos ir panašių dalykų. Ir nuo to laiko šioje teritorijoje nebuvo užfiksuota tokio aktyvumo. Dabar fiksuojame tai, kad šitoje zonoje po 300 mln. metų pauzės ir vėl prasideda aktyvumas“, – sako pašnekovė.
R. Karolytės tirtas Pietvakarių Afrikos riftas yra susijungęs su Rytų Afrikos riftu ir šiuo metu skelia Afrikos tektoninę plokštę į dvi dalis: į vakaruose esančią milžinišką Nubijos plokštę, kuri apima didžiąją dalį žemyno, ir į mažesnę Somalio plokštę, kuri apima didžiąją dalį rytinės pakrantės ir Madagaskaro salą. Tai, anot mokslininkės, yra pagrindinis tirto rifto poveikis.
Tačiau ar galiausiai tas skilimas įvyks ir susiformuos nauja jūra ir du žemynai, pašnekovės teigimu, pasakyti sudėtinga, mat riftų aktyvumas, kaip jau buvo minėta, kinta. Tad gali būti, kad po keliasdešimties milijonų metų atsiskyrimas sustos.
Visgi šių metų balandžio gale prestižiniame žurnale „Nature“ publikuotame JAV mokslininkų straipsnyje teigiama, kad Rytų Afrikos riftas pasiekė „kritinę ribą“, kai žemyno skilimas tampa beveik neišvengiamas. Anot mokslininkų, plutos storis rifto zonoje yra toks nedidelis, kad jau vos po kelių milijonų metų gali prasidėti okeanizacija – naujo vandens telkinio susidarymas.
Anot geochemiko D. Kaminsko, geologai iš esmės neabejoja, kad anksčiau ar vėliau Afrika skils.
„Somalio ir Nubijos tektoninės plokštės šiuo metu tolsta viena nuo kitos, pamažu skeldamos Afrikos žemyną į dvi dalis. Dėl Žemės plutos tempimosi ir plonėjimo rifto vietoje tikėtina, po kelių milijonų metų Indijos vandenyno vanduo užlies įdubas, o Rytų Afrika taps sala, rifto vietoje tyvuliuos naujas vandenynas ar jūra“, – komentavo D. Kaminskas.
Anot jo, viena iš pagrindinių to priežasčių, tikėtina, yra iš mantijos kylantis plumas (karštos medžiagos srautas), o panašių skilimų ne kartą buvo ir anksčiau.
„Kaip pavyzdį galima paminėti centrinės Atlanto vandenyno dalies formavimąsi. Prieš 200–170 milijonų metų tuo metu egzistavęs superžemynas Pangėja pradėjo skilti į du didžiulius žemynus: šiaurinę – Lauraziją ir pietinę – Gondvaną, o pirmasis riftas atsivėrė tarp dabartinės Šiaurės Amerikos ir Šiaurės Vakarų Afrikos“, – teigė VU mokslininkas.
Jam antrino ir jo kolega prof. A. Spiridonovas. Geologo teigimu, tikėtina, kad ateityje Rytų Afrika atskils, virs atskiru žemynu arba uolienų kompleksu, priklausomai nuo to, kokio dydžio bus fragmentas, ir judės į rytus. Tiesa, tai įvyks, jei dabartinis riftas nepraras aktyvumo, kaip jau buvo minėta anksčiau.
„Ne visuomet, kai vyksta riftingas, kontinentai suskyla. Kartais riftai „numiršta“ ir virsta aulakogenais – pailgais sedimentaciniais baseinais, vėliau jie užpildomi nuosėdų ir nuosėdinių uolienų“, – teigė mokslininkas.
Afrikos ateitis – geoterminė energetika
Afrikos skilimo mes tikrai nepamatysime, bet gal galime atkreipti dėmesį į tai, kokį poveikį riftai daro šiam žemynui mažesniu mastu?
Dr. R. Karolytė LRT.lt pasakoja, kad mėginius savo tyrimams komanda rinko tose Zambijos vietose, kur jau veikia geoterminės energijos įmonė. Anot jos, apskritai ten, Afrikoje, kur driekiasi Rytų Afrikos ir Pietvakarių Afrikos riftai, yra daugybė į Žemės paviršių ateinančio karšto (net verdančio) vandens šaltinių. Tad, kalbėdama apie Afrikos ateitį, mokslininkė svarsto apie tai, kad žemyne yra tikrai gerų galimybių geoterminės energetikos plėtrai.
Be kita ko, riftų zonos gali būti turtingos ir įvairių išteklių.
„Riftai ir tokios vietos Žemėje, kur yra aktyvi komunikacija iš Žemės gelmių į paviršių, dažniausiai apskritai yra labai įdomūs ir unikalūs geologiniu požiūriu ir dažniausiai yra susiję su kokiais nors resursais, – sako R. Karolytė. – (…) Dažniausiai čia galima rasti ir įvairių metalų, ir dujų resursų, ir panašių dalykų. Manau, Afrikoje yra didelė galimybė tai padaryti.“
Vienas iš žmonių ieškomų resursų yra helis-4. Pašnekovė sako, kad Afrikoje jau yra įmonių, kurios jo ieško.
„Šiame tyrime mes matavome helio izotopų (skirtingų formų – LRT) santykį. Pirmiausia žiūrėjome, kiek yra helio-3. Bet kitas dalykas, kad apskritai mėginiuose yra labai daug helio-4. O helis-4 yra tas helis, kurio apskritai ieško žmonės ir kuris yra daug kam naudojamas. Tai čia, kur mes darėme tyrimą, tas helis ir visos tos dujos pakyla į paviršių. Būtų galima pasižvalgyti, gal šitoje teritorijoje yra kažkokių kitokių geologinių struktūrų, kur tas helis gali būti išsaugomas po žeme ir iš kur galima būtų jį išgauti“, – teigė geochemikė dr. R. Karolytė ir pridūrė, kad šiuo metu „didžiausių helio koncentracijos radinių yra Tanzanijoje“.
Šaltinis: lrt.lt