Геологи обнаружили прямые доказательства ранней стадии раскола Африки

Тектонические плиты Земли находятся в постоянном движении. Там, где они сталкиваются, возникают горные хребты; там, где расходятся, земная кора истончается и разрывается, давая начало новым океанам. Один из самых известных примеров такого процесса — Восточно-Африканская рифтовая система (EARS), где континент медленно раскалывается уже десятки миллионов лет. Однако на ранних этапах внешние проявления глубинных процессов практически незаметны.

Цепочка рифтовых долин Центральной Африки

К юго-западу от EARS, через всю Центральную Африку — от Танзании до Намибии — тянется цепочка изолированных рифтовых долин: Луангва, Луано, Кафуэ, Окаванго и Эйсеб. Ранее геофизики зафиксировали там аномалии: низкую скорость сейсмических волн, повышенный тепловой поток и слабую фоновую сейсмичность. Это навело ученых на мысль, что цепочка разломов — не набор отдельных структур, а единая зарождающаяся граница между Нубийской плитой и новой микроплитой, которую назвали плитой Сан. Если гипотеза верна, этот разлом соединяет EARS с Атлантикой через подводный Китовый хребет, что означает раскол Африки сразу на три части.

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Earth Science, решили проверить эту гипотезу на примере рифта Кафуэ в Замбии. В этом регионе на поверхность выходят геотермальные источники, которые могли бы дать ключ к пониманию глубинных процессов.

Мантийные газы как индикатор рифтогенеза

Ученые отобрали пробы газа в восьми точках — как в самом разломе, так и за его пределами. Сравнив соотношение изотопов гелия-3 и гелия-4, можно определить происхождение газа и характер глубинных процессов. В шести пробах из зоны разлома соотношение изотопов гелия в восемь раз превысило стандартный показатель, что является прямым доказательством присутствия мантийных газов на поверхности. Кроме того, изотопный состав углерода в CO₂ показал близкое к мантийному диапазону значение — это второе независимое подтверждение.

Такое соотношение газов, когда доминирует азот из коровых пород с высокой концентрацией радиогенного гелия и лишь небольшой добавкой мантийного CO₂, типично для ранней, незрелой стадии рифтогенеза. Это подтверждается данными исследований других рифтов — Руква и Северо-Танзанийской зоны, где наблюдаются похожие процессы. По мере созревания рифта и нарастания магматизма картина меняется: объем мантийного углекислого газа резко возрастает, и он начинает доминировать.

Таким образом, геохимические данные совпадают с геофизическими и указывают, что под рифтом Кафуэ идет активный разрыв литосферы на самой ранней стадии. Если аналогичные мантийные сигналы будут найдены в других сегментах этой зоны, гипотеза о расколе Африки на три плиты получит убедительное подтверждение.