اكتشف الجيوفيزيائيون أن القشرة تحت أفريقيا قد تضاءلت إلى حد حرج

إن انقسام أفريقيا أمر لا مفر منه بالفعل – ففي صدع توركانا، مركز هذه العملية، انخفض سمك القشرة القارية إلى 13 كم، حسبما أفاد علماء الجيوفيزياء في المجلة. اتصالات الطبيعة.

لقد اجتذب صدع توركانا العلماء منذ فترة طويلة. تمتد هذه الأراضي المنخفضة الشاسعة، التي يبلغ عرضها 500 كيلومتر، عبر كينيا وإثيوبيا. وهو جزء من نظام الصدع الأكبر في شرق أفريقيا، والذي يمتد من حوض عفار في شمال شرق إثيوبيا إلى موزمبيق في الجنوب. على جانب واحد من النظام توجد الصفيحة التكتونية الأفريقية، ومن ناحية أخرى – اللوحة العربية والصومال. تتباعد الصفائح الأفريقية والصومالية في منطقة توركانا ريفت بسرعة حوالي 4.7 ملم في السنة.

أثناء عملية التصدع، تتمدد القشرة الأرضية، وتصبح أرق وتنهار، وترتفع الصهارة من الأعماق. ليس كل صدع يؤدي إلى تفكك القارة، لكن صدع توركانا مقدر له مثل هذا المصير.

يقول عالم الجيوفيزياء كريستيان روان، من مرصد لامونت دوهرتي للأرض بجامعة كولومبيا، والمؤلف الرئيسي للدراسة: “لقد وجدنا أن التصدع في هذه المنطقة قد تقدم أكثر وأن القشرة أصبحت أرق مما كان يعتقد سابقًا. وتتقدم شرق إفريقيا في هذه العملية أكثر مما كان يعتقد سابقًا”.

تم الكشف عن عنق الرحم

قام المؤلفون بمعالجة مجموعة فريدة من البيانات الزلزالية عالية الدقة التي جمعها شركاء الصناعة وتم الحصول عليها بالتعاون مع معهد حوض توركانا. وقاموا بتحليل كيفية انعكاس الموجات الصوتية من الطبقات تحت الأرض، ثم دمجوا هذه البيانات مع نتائج طرق السبر العميق الأخرى. لذلك تمكنوا من استعادة بنية الصخور الرسوبية وتحديد عمق الحد العلوي للقشرة الأرضية داخل صدع توركانا.

على طول محور الصدع، تضاءلت سماكة القشرة الأرضية إلى 12.7 ± 2.8 كم. وللمقارنة، في المناطق الأبعد من هنا تكون القشرة أكثر سمكًا من 35 كيلومترًا. هناك علامة واضحة على وجود انقباض رقيق – يسميه الجيولوجيون “الرقبة”.

ومن نقطة معينة يتحول عنق الزجاجة من تأثير إلى سبب وتشتد عملية التدمير، يوضح الباحث: “كلما أصبحت القشرة أرق، كلما كانت أضعف، وهذا يساهم في مزيد من التشقق”.

“لقد وصلنا إلى هذه العتبة الحرجة” لتدمير القشرة الأرضية، كما تؤكد عالمة الجيوفيزياء آن بيزل من المرصد نفسه، والمؤلفة المشاركة في الورقة.

ومع ذلك، فإن مفهوم “الحرج” نسبي للغاية هنا – بعد كل شيء، تحدث كل هذه العمليات على نطاقات زمنية جيولوجية. بدأ صدع توركانا في التفكك منذ حوالي 45 مليون سنة. أدت الانفجارات البركانية الهائلة منذ حوالي 4 ملايين سنة إلى تكوين الرقبة. وستمر بضعة ملايين من السنين الأخرى قبل أن تفسح مرحلة العنق الطريق للمرحلة التالية – تحويل المحيطات، عندما تتدفق الصهارة عبر الصدوع وتشكل قاعًا جديدًا للمحيط، والذي ستغمره مياه المحيط الهندي.

بالإضافة إلى ذلك، وجد العلماء أدلة على مرحلة أقدم من التصدع، لم تؤد إلى تمزق القارة، بل أضعفت القشرة وترققها، مما مهد الطريق للمرحلة الحالية. ويشير روان إلى أن “هذا يتحدى بعض الأفكار القديمة حول كيفية تفكك القارات”.

الصدع والتطور

يعد صدع توركانا أول منطقة صدع قاري نشط يتم اكتشاف رقبتها، ولهذا السبب فهو ذو قيمة كبيرة للعلم. وقال فولارين كولاوولي، عالم الجيولوجيا البنيوية من لامونت دوهرتي، وهو مؤلف مشارك آخر: “لدينا أساسًا مقعد في الصف الأمامي لمرحلة رئيسية من الصدع الذي شكل كل الهوامش المتصدعة في العالم”.

وترتبط عمليات التصدع بدورها بأنظمة الكوكب الأخرى؛ يساعد فهمها في إعادة بناء المناظر الطبيعية والنباتات والمناخ الماضية. ويضيف بيزل: “يمكننا استخدام هذه المعرفة لفهم ما سيحدث في المستقبل، حتى على فترات زمنية قصيرة نسبيًا”.

النتائج التي تم الحصول عليها لها أهمية في مجال مختلف تمامًا – في دراسة التطور البشري. تم العثور على أكثر من 1200 حفرية لأشباه البشر في صدع توركانا، والتي تمتد على مدار الأربعة ملايين سنة الماضية. وهذا يمثل ثلث هذه الاكتشافات في أفريقيا. يعتبر العديد من علماء الإنسان القديم أن هذه المنطقة هي “مهد الإنسانية”. ومع ذلك، روان وزملاؤه لديهم تفسير مختلف.

بعد البراكين الضخمة منذ حوالي 4 ملايين سنة، بدأ صدع توركانا في الانخفاض، وبدأت الرواسب الدقيقة الحبيبات المواتية للحفاظ على الحفريات في التراكم بسرعة هناك. يقول الجيوفيزيائي: «كانت الظروف مثالية للحفاظ على سجل حفريات مستمر».

لذا ربما لم يكن صدع توركانا مركزًا فريدًا للتطور والتنوع بالنسبة لأسلافنا من أشباه البشر، ولكنه ببساطة مكان نُقش فيه هذا التطور على الحجر. ومع ذلك، هذه مجرد فرضية، كما يؤكد روان.

واختتم قائلاً: “لكن الآن يمكن لباحثين آخرين استخدام نتائجنا لاختبار هذه الفكرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استبدالها بنماذج تكتونية مرتبطة بالنماذج المناخية، ودراسة كيفية تأثير الحركات التكتونية وتغير المناخ على تطورنا”.