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Rift Valley: L’Africa orientale si frammenterà e nascerà un nuovo oceano

Un gruppo di ricerca coordinato dall’Istituto di geoscienze e georisorse del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Igg), ha ottenuto nuovi dati sullo sviluppo dei sistemi di rift continentali. In particolare, i ricercatori hanno studiato una porzione quasi sconosciuta della rift valley africana, il rift del Ririba (Sud dell’Etiopia), permettendo di ricostruirne la storia geologica.  I nuovi dati hanno dimostrato come la sua nascita sia dovuta alla propagazione verso sud della Rift valley etiopica intorno a 3,7 milioni di anni fa, sia stata di breve durata e si sia interrotta da circa 2,5 milioni di anni.

Rift Valley

La Rift Valley dell’Africa orientale è un enorme spaccatura geologica nella crosta della terra, migliaia di chilometri di lunghezza, fino a 125 miglia (200 chilometri) di larghezza, e tra poche centinaia a migliaia di metri di profondità. In primo luogo designato come Great Rift Valley verso la fine del 19 ° secolo e visibile dallo spazio, la valle è stata anche una grande fonte di fossili di ominidi, il più famoso in Tanzania Olduvai Gorge .

Punti chiave: Great Rift Valley

  • La Great Rift Valley è una enorme frattura nella crosta terrestre nella parte orientale dell’Africa.
  • spaccature della crosta terrestre si trovano in tutto il mondo, ma quello in Africa orientale è il più grande.
  • La spaccatura è una complessa serie di linee di faglia che corre dal Mar Rosso giù in Mozambico.
  • Il bacino del lago Turkana nella regione della Rift è conosciuta come la “culla dell’umanità” ed è stato una fonte di fossili di ominidi dal 1970.
  • Un documento 2019 suggerisce che le fratture keniane ed etiopiche stanno evolvendo in un unico spaccatura obliqua.

La Rift Valley è il risultato di un antico serie di guasti, spaccature, e vulcani derivanti dalla vagliatura di placche tettoniche alla giunzione tra la Somalia e le piastre africani. Gli studiosi riconoscono due rami del GRV: la parte orientale a metà, che è quel pezzo a nord del lago Vittoria che corre NE / SW e incontra il Mar Rosso; e il western a metà corsa quasi N / S da Victoria a fiume Zambesi, in Mozambico.

Le spaccature ramo orientale primo si è verificato a 30 milioni di anni fa, gli occidentali 12,6 milioni di anni fa. In termini di evoluzione spaccatura, molte parti della Great Rift Valley sono in diverse fasi, dalla pre-spaccatura nella valle Limpopo, A siglare-spaccatura palco della spaccatura Malawi; di fase tipico spaccatura nella regione settentrionale spaccatura Tanganica; a fase avanzata-spaccatura nella regione spaccatura Etiopia; e infine a oceanico-spaccatura fase della gamma Afar .

Ciò significa che la regione è ancora molto attiva tettonicamente: vedi Chorowicz (2005) per molto più dettagliato riguardante le età di diverse regioni della spaccatura.

Geografia e Topografia

L’africano Valley orientale Rift è una lunga valle fiancheggiata da spalle alzate che passo verso la spaccatura centrale, da difetti più o meno paralleli. La valle principale è classificato come un rift continentale, che si estende da 12 gradi di latitudine nord a 15 gradi a sud del nostro pianeta dell’equatore. Si estende una lunghezza di 3.500 km e interseca grandi porzioni dei paesi moderni di Eritrea, Etiopia, Somalia, Kenya, Uganda, Tanzania, Malawi e Mozambico e porzioni minori di altri.

Mappa satellitare di Great Rift Valley
Il sistema di Rift dell’Africa orientale si estende dal Mar Rosso al Mozambico. Esso è caratterizzato da Grandi Laghi africani, ed è attualmente il più grande spaccatura del mondo. S. Brune; Kartengrundlage: Nasa-World-Wind

La larghezza della valle varia tra 30 km a 200 km (20-125 mi), con la sezione più ampia nella parte settentrionale, dove si collega al Mar Rosso nella regione di Afar in Etiopia. La profondità della valle varia in tutta l’Africa orientale, ma per la maggior parte della sua lunghezza è più di 1 km (3280 piedi) di profondità e nella sua più profonda, in Etiopia, è più di 3 km (9.800 piedi) di profondità.

La pendenza topografica delle sue spalle e la profondità della valle hanno creato microclimi specializzati e idrologia tra le sue mura. La maggior parte dei fiumi sono brevi e piccoli all’interno della valle, ma alcuni seguono le spaccature per centinaia di chilometri, che scarica in bacini lacustri profondi.

Gli atti valle come un corridoio nord-sud per la migrazione di animali e uccelli e inibisce i movimenti est / ovest. Quando i ghiacciai hanno dominato la maggior parte di Europa e Asia durante il Pleistocene , i bacini lacustri della spaccatura erano paradisi per gli animali e la vita vegetale, compresi i primi ominidi .

Storia delle Rift Valley Studi

In seguito la metà e al lavoro di decine di esploratori tra cui il famoso tardo 19 ° secolo David Livingstone , il concetto di una frattura spaccatura dell’Africa orientale è stato istituito dal geologo austriaco Eduard Suess, e chiamato Great Rift Valley dell’Africa orientale nel 1896 da geologo britannico John Walter Gregory.

Nel 1921, Gregorio ha descritto il GRV come un sistema di bacini Graben che comprendeva le valli dei rossi e mari morti in Asia occidentale, come il sistema di spaccatura afro-araba. L’interpretazione di Gregorio di formazione GRV era che due guasti si erano aperti e un pezzo centrale sceso formando la valle (chiamata graben ).

Dal momento che le indagini di Gregory, gli studiosi hanno reinterpretato la spaccatura come il risultato di guasti multipli Graben organizzati nel corso di un importante linea di faglia nella congiuntura piastra. I guasti si sono verificati nel tempo dal Paleozoico al Quaternario epoche, un arco di tempo di circa 500 milioni di anni. In molte zone, ci sono stati eventi di rifting ripetuti, di cui almeno sette fasi di rifting negli ultimi 200 milioni di anni.

Paleontologia nella Rift Valley

Nel 1970, il paleontologo Richard Leakey designato la regione africana orientale Rift come la “culla dell’umanità”, e non c’è dubbio che i primi ominidi-membri della Homo specie sorti all’interno dei suoi confini. Perché quello che è successo è una questione di congetture, ma può avere qualcosa a che fare con le pareti della valle ripide e microclimi creati al loro interno.

Rift Valley: L'Africa orientale si frammenterà e nascerà un nuovo oceano 1
Trappi Vicino Al Monastero Di Debre Lybanos (Cliccare Sopra Per Scaricare Per Una Versione Più Grande)

L’interno della Rift Valley è stato isolato dal resto dell’Africa durante l’era glaciale pleistocenica  e laghi d’acqua dolce al riparo situati in savane. Come con gli altri animali, i nostri primi antenati potrebbero aver trovato rifugio lì quando il ghiaccio copriva gran parte del pianeta e poi si è evoluto come ominidi entro le spalle alte.

Un interessante studio sulla genetica di specie di rane di Freilich e colleghi hanno dimostrato che microclimi e la topografia della valle sono almeno, in questo caso, una barriera biogeografica che ha portato alla divisione della specie in due pool genici distinti.

E ‘il ramo orientale (gran parte del Kenya ed Etiopia), dove gran parte del lavoro paleontologico ha individuato ominidi. Inizio circa 2 milioni di anni fa, le barriere del ramo orientale eroso di distanza, un tempo che è coeva (tanto quanto quella di clock può essere chiamato coeva) con la diffusione della specie Homo al di fuori dell’Africa .

Evoluzione Rift

Analisi della frattura riportata dal geologo tedesco Sascha Brune e colleghi marzo 2019 (Corti et al. 2019) suggerisce che, anche se la spaccatura iniziato come due sovrapposti spaccature scollegati (etiope e del Kenya), il laterale di offset che si trova nella depressione Turkana si è evoluta e continua ad evolvere in un’unica frattura obliqua.

Nel marzo del 2018, una grande crepa misura largo 50 piedi e miglia di lunghezza aperto nella zona Suswa del Kenya sudoccidentale. Gli scienziati ritengono che la causa non è stato un cambiamento recente improvviso delle placche tettoniche, ma piuttosto l’erosione brusco alla superficie di una fessura sotto la superficie di lunga data che ha sviluppato nel corso di migliaia di anni. Recenti forti piogge hanno causato il terreno per crollare sopra il crack, esponendolo alla superficie, un po ‘come una voragine.

La storia pre-rift: il vulcanismo “trappico” ed il sollevamento degli altopiani
Il rifting Terziario in Etiopia è stato preceduto da un’intensa fase di vulcanismo, avvenuta in un breve intervalllo di tempo intorno a 30Ma, che ha dato luogo alla deposizione di voluminose colate balsatiche (i cosiddetti “trappi” etiopici).

Un importante sollevamento della regione all’interno della quale si imposta successivamente la rift valley è iniziato contemporaneamente o poco dopo questo intenso vulcanismo, sebbene la tempistica di questi movimenti verticali rimanga molto controversa.

L’occorrenza di questo vulcanismo e del sollevamento prima delle fasi di estensione è generalmente ritenuta una prova dell’influenza di pennacchi (o “plume”) di mantello profondo nella dinamica estensionale dell’Africa Orientale (il cosidetto “rifting attivo”).

Recenti modelli, in particolare, suggeriscono l’esistenza di un mega-pennacchio (African super-plume) che si originerebbe al limite mantello-nucleo sotto l’Africa meridionale e risalirebbe verso la superficie sotto l’Africa orientale dando luogo a plume minori nella porzione più superficiale del mantello. Tuttavia le caratteristiche (ed anche l’esistenza) delle mantle plumes al di sotto del continente africano sono dibattute.

E’ stato ipotizzato come il sollevamento degli altopiani possa aver avuto influenze sulla circolazione atmosferica portando ad una modificazione del clima dell’Africa Orientale. In particolare, la creazione questi rilievi montuosi avrebbe dato luogo a barriere orografiche in grado di inibire la circolazione zonale di aria umida, causando l’instaurazione di climi più aridi e determinando il passaggio da vegetazione di tipo foresta a vegetazione prevalentemente erbosa in ambiente di savana.

L’adattamento a questa variazione negli habitat naturali avrebbe avuto un ruolo primario negli andamenti evolutivi degli ominidi dell’Africa orientale.

Rift Valley
Trappi Vicino A Lalibela (Cliccare Sopra Per Scaricare Per Una Versione Più Grande)

Evoluzione del rifting: localizzazione della deformazione e attivazione delle grandi faglie normali
La principali fasi di rifting sono iniziate diacronamente lungo il settore etiopico della rift valley durante l’Oligo-Miocene; la propagazione del rift non è stato un processo continuo ma caratterizzato da episodi deformazione seguiti da periodi di relativa quiescenza.

La deformazione estensionale è legata al moto relativo delle tre placche principali Arabia, Africa e Somalia; in particolare il rifting nella depressione dell’Afar è controllato dalla divergenza Africa-Arabia, mentre più a sud l’estensione è generata dal moto Africa-Somalia.

La localizzazione della rift valley è stata controllata dalla riattivazione di una zona di debolezza pre-esistente di età pre-Cambriana; a sud della depressione dell’Afar l’orientazione di questa zona di debolezza (circa NE-SO) e la dinamica recente delle placche litosferiche (che ha determinato una direzione di estensione circa E-O) hanno fatto sì che la rift valley sia stata controllata da condizioni di rifting obliquo (cioè di estensione non ortgonale rispetto alla direzione dell’asse del rift).

Analisi geologiche e geofisiche suggeriscono che il rifting continentale nel Main Etihopian si sia evoluto in due fasi principali. In una prima fase, la deformazione è stata caratterizzata dall’attività delle grandi faglie normali ai bordi della depressione, con approfondimento della stessa, formazione di profondi bacini (con accumulo di uno spessore di sedimenti e vulcaniti fino a 5km) talvolta asimmetrici e diffusa attività vulcanica.

In particolare, in questa fase iniziale, il magmatismo interessa tutta la rift valley, estendendosi anche a limitate porzioni dei fianchi del rift (dando luogo al cosiddetto vulcanismo fuori asse o off-axis volcanism).

Rift Valley
Grande Scarpata Di Faglia Normale Presso Golja (Cliccare Sopra Per Scaricare Per Una Versione Più Grande)

Evoluzione del rifting: Abbandono delle faglie bordiere e sviluppo delle faglie interne alla depressione
La progressiva estensione porta alla seconda fase di rifting, ben espressa sia nella parte settentrionale del Main Ethiopian Rift che in Afar.

Questa fase che porta alla focalizzazione dell’attività vulcano tettonica all’interno della rift valley, con disattivazione delle grandi faglie normali bordiere e formazione di densi sciami di faglie nella parte assiale della depressione con associato voluminoso vulcanismo (segmenti tettono-magmatici).

L’assottigliamento progressivo della litosfera continentale durante il rifting ha controllato questo cambio nello stile deformativo, probabilmente in tandem con l’azione di indebolimento legato a processi magmatici.

Nel Main Ethiopian Rift, le condizioni di rifting obliquo hanno creato una particolare architettura dei segmenti di faglie assiali, che sono infatti caratterizzati da un tipico arrangiamento “en-echelon”. I magmi in risalita all’interno della litosfera sono, in questa fase, focalizzati dalle faglie interne, dando luogo ad eruzioni che avvengono preferenzialmente in prossimità dei segmenti tettono-magmatici.

Rift Valley
Le Due Principali Fasi Evolutive Del Rifting Continentale (Cliccare Sopra Per Scaricare Per Una Versione Più Grande)
Rift Valley
Differenza Morfologica Tra Faglie Bordiere (In Alto) E Faglie Interne (In Basso) (Cliccare Sopra Per Scaricare Per Una Versione Più Grande)

Rottura continentale
Allorchè l’attività tettonica e vulcanica si localizza all’interno dei segmenti tettono-magmatici interni alla depressione, si sviluppa un importante feedback tra deformazione e magmatismo: la litosfera assottigliata viene fortemente modificata ed indebolita dalla voluminosa intrusione di magma, facilitando in questo modo l’estensione.

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Modello Schematico Di Evoluzione Del Rift (Modificato Da Ebinger, 2005, Astronomy And Geophysics) (Cliccare Sopra Per Scaricare Per Una Versione Più Grande)

La deformazione è in questa fasi accomodata da una combinazione di intrusione di magma, formazione di dicchi e fagliazione. In queste condizioni, la messa in posto di magma lungo le faglie interne permette la rottura della spessa litosfera continentale ed i segmenti tettono-magmatici inziano a comportarsi come dorsali medio-oceaniche ad espansione lenta.

In generale, l’evoluzione sopra descritta documenta una transizione tra una morfologia del rift inziale dominata dalla fagliazione ad un rifting aiutato dal magmatismo (magma assisted-rifting) nella fasi finali dell’estensione che portanto alla rottura continentale.

Questo testimonia un forte aumento dell’accoppiamento tra deformazione e magmatismo con l’aumentare dell’estensione, con il magma e l’intrusione di dicchi che giocano un ruolo più importante della fagliazione allorchè si passa da rifting continentale a formazione di una nuova dorsale oceanica.

Le fasi finali della rottura continentale sono visibili, senza copertura da parte di acqua marina, nella Depressione dell’Afar, dove le catene vulcaniche Quaternarie assiali (come l’Erta Ale) si comportano in pratica come dorsali medio-oceaniche subaree.

Recenti dati geofisici hanno mostrato come alcune aree dell’Afar siano caratterizzate dalla presenza di strisce magnetiche ai lati dei segmenti magmatici del tutto simili, come pattern e ampiezza, a quelle che caratterizzano le dorsali medio-oceaniche.

Rift Valley
La Catena Dell’erta Nella Depressione Dancala In Afar Settentrionale (Cliccare Sopra Per Scaricare Per Una Versione Più Grande)

 

Riferimenti e approfondimenti

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