Традиционно в науке считалось, что геологические процессы формируют климат: горы растут и изменяют движение воздушных масс. Однако исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports в ноябре, доказывает обратную зависимость: изменение климата способно ускорять тектонический рифтогенез. Ученые установили, что высыхание Восточной Африки за последние 5000 лет привело к уменьшению веса воды в крупных озерах, что заставило тектонические плиты континента расходиться быстрее. Это подтверждает существование двусторонней связи между объемом воды на поверхности и активностью земной коры.
В центре внимания исследователей находится Восточно-Африканская рифтовая зона, где тектоническая плита, лежащая в основе Африки, постепенно раскалывается. В будущем этот процесс приведет к разделению континента на две части, между которыми образуется океан. Скорость этого разделения обычно составляет около 0,25 дюйма (6,35 миллиметра) в год. Однако новые данные показывают, что климатические факторы добавляют к этому значению в среднем 0,007 дюйма (0,17 миллиметра) дополнительного движения ежегодно.
Кристофер Шольц, геолог, физик и почетный профессор Колумбийского университета, выступающий старшим автором исследования, объясняет этот феномен механикой нагрузки. По его словам, удаление массивного веса воды из озер действует подобно «ослаблению тисков» на земной коре, позволяя разломам двигаться свободнее. Этот процесс аналогичен «изостатическому поднятию», когда суша поднимается после таяния ледников, но в данном случае ключевую роль играет испарение воды.
Для анализа ученые выбрали озеро Туркана в Кении. Этот водоем имеет длину 155 миль (250 км) и ширину 19 миль (30 км). Текущая максимальная глубина озера достигает 400 футов (120 метров). Исследователи сопоставили эти данные с историческими периодами: от 9600 до 5300 лет назад длился «Африканский влажный период», когда уровень воды был значительно выше. В то время древняя глубина озера превышала современные показатели на 500 футов (150 метров).
Методология исследования включала изучение донных отложений озера Туркана. Ученые искали следы древних уровней воды и потоков наносов, а также идентифицировали небольшие разломы и «отпечатки» давних землетрясений внутри осадочных пород. На основе полученных данных были созданы компьютерные симуляции, которые позволили определить причины сейсмического ускорения за последние 5300 лет, когда в регионе установились засушливые условия.
Компьютерное моделирование выявило два основных фактора ускорения рифтогенеза. Первый — механический, связанный со снижением давления воды на кору. Второй фактор — магматический. Снижение уровня воды вызывает декомпрессию мантии под вулканом, расположенным на острове в южной части озера Туркана. Это приводит к усилению плавления, магма поступает в камеру, раздувает ее и провоцирует дополнительную тектоническую активность на близлежащих линиях разломов.
В интервью изданию Live Science исследователи отметили, что работа над пониманием этих процессов продолжается. Следующим этапом станет проект на озере Малави, расположенном в Танзании и Мозамбике, где ученые планируют изучить временной интервал в 1,4 миллиона лет. Понимание взаимосвязи климата и тектоники имеет значение и для других регионов, таких как озеро Киву, называемое «бомбой замедленного действия», и залив, разделяющий Африку и Азию.
Изображение носит иллюстративный характер
В центре внимания исследователей находится Восточно-Африканская рифтовая зона, где тектоническая плита, лежащая в основе Африки, постепенно раскалывается. В будущем этот процесс приведет к разделению континента на две части, между которыми образуется океан. Скорость этого разделения обычно составляет около 0,25 дюйма (6,35 миллиметра) в год. Однако новые данные показывают, что климатические факторы добавляют к этому значению в среднем 0,007 дюйма (0,17 миллиметра) дополнительного движения ежегодно.
Кристофер Шольц, геолог, физик и почетный профессор Колумбийского университета, выступающий старшим автором исследования, объясняет этот феномен механикой нагрузки. По его словам, удаление массивного веса воды из озер действует подобно «ослаблению тисков» на земной коре, позволяя разломам двигаться свободнее. Этот процесс аналогичен «изостатическому поднятию», когда суша поднимается после таяния ледников, но в данном случае ключевую роль играет испарение воды.
Для анализа ученые выбрали озеро Туркана в Кении. Этот водоем имеет длину 155 миль (250 км) и ширину 19 миль (30 км). Текущая максимальная глубина озера достигает 400 футов (120 метров). Исследователи сопоставили эти данные с историческими периодами: от 9600 до 5300 лет назад длился «Африканский влажный период», когда уровень воды был значительно выше. В то время древняя глубина озера превышала современные показатели на 500 футов (150 метров).
Методология исследования включала изучение донных отложений озера Туркана. Ученые искали следы древних уровней воды и потоков наносов, а также идентифицировали небольшие разломы и «отпечатки» давних землетрясений внутри осадочных пород. На основе полученных данных были созданы компьютерные симуляции, которые позволили определить причины сейсмического ускорения за последние 5300 лет, когда в регионе установились засушливые условия.
Компьютерное моделирование выявило два основных фактора ускорения рифтогенеза. Первый — механический, связанный со снижением давления воды на кору. Второй фактор — магматический. Снижение уровня воды вызывает декомпрессию мантии под вулканом, расположенным на острове в южной части озера Туркана. Это приводит к усилению плавления, магма поступает в камеру, раздувает ее и провоцирует дополнительную тектоническую активность на близлежащих линиях разломов.
В интервью изданию Live Science исследователи отметили, что работа над пониманием этих процессов продолжается. Следующим этапом станет проект на озере Малави, расположенном в Танзании и Мозамбике, где ученые планируют изучить временной интервал в 1,4 миллиона лет. Понимание взаимосвязи климата и тектоники имеет значение и для других регионов, таких как озеро Киву, называемое «бомбой замедленного действия», и залив, разделяющий Африку и Азию.
