Africa de Est se rupe încet, pe măsură ce crusta Faliei Turkana se subțiază până la punctul de rupere, oferind o privire rară asupra modului în care se divid continentele.
Falia Turkana din Africa de Est este cunoscută atât pentru bogata sa arhivă de fosile umane timpurii, cât și pentru activitatea vulcanică intensă, cauzată de plăcile tectonice în mișcare. Acum, oamenii de știință raportează că crusta de sub această regiune s-a subțiat mult mai mult decât se înțelegea anterior, indicând ruperea pe termen lung a continentului african și oferind o nouă explicație pentru motivul pentru care au fost păstrate atât de multe rămășițe umane antice. Rezultatele au fost publicate în Nature Communications.
**O falie vastă modelată de plăcile tectonice în mișcare**
Falia Turkana se întinde pe aproximativ 500 de kilometri prin Kenya și Etiopia și face parte din sistemul mai larg al Faliei Est-Africane. Acest sistem masiv se extinde din Depresiunea Afar din nord-estul Etiopiei până în Mozambic, separând placa tectonică africană de plăcile arabă și somaleză. În regiunea Turkana, plăcile africană și somaleză se îndepărtează încet una de cealaltă cu aproximativ 4,7 milimetri pe an. Pe măsură ce se produce această separare, un proces numit rupere întinde crusta lateral. Tulpina face ca suprafața să se deformeze și să crape, permițând magmei din adâncul Pământului să se ridice în sus.
Nu toate faliile continuă să împartă complet continentele. În acest caz, însă, Falia Turkana pare să fie pe această cale.
**Oamenii de știință detectează o crustă neașteptat de subțire**
"Am constatat că ruperea în această zonă este mai avansată, iar crusta este mai subțire decât recunoștea cineva", spune autorul principal al studiului, Christian Rowan, doctorand la Observatorul Pământului Lamont-Doherty de la Universitatea Columbia, care face parte din Școala Climatică Columbia. "Africa de Est a progresat mai mult în procesul de rupere decât se credea anterior."
Pentru a ajunge la această concluzie, Rowan și colegii săi au analizat un set rar de date seismice de înaltă calitate colectate cu parteneri din industrie și în colaborare cu Institutul Bazinului Turkana, fondat de regretatul paleoantropolog Richard Leakey. Examinând modul în care undele sonore au călătorit prin straturile subterane și combinând aceste rezultate cu alte metode de imagistică, echipa a cartografiat structurile sedimentare și a determinat adâncimea crustei sub falie. De-a lungul centrului faliei, crusta are doar aproximativ 13 kilometri grosime. Mai departe, depășește 35 de kilometri. Această diferență dramatică indică un proces cunoscut sub numele de "gâtuire".
**"Gâtuirea" semnalează o fază tectonică critică**
Termenul descrie modul în care crusta se întinde și se subțiază la mijloc, similar cu "gâtul" îngustat care se formează atunci când o bucată de caramea sărată este trasă în afară. Pe măsură ce crusta devine mai subțire, ea devine, de asemenea, mai slabă, ceea ce face mai ușor continuarea ruperii.
"Cu cât crusta devine mai subțire, cu atât devine mai slabă, ceea ce ajută la promovarea ruperii continue", spune Rowan. În cele din urmă, crusta se poate rupe complet.
"Am atins acel prag critic" al ruperii crustei", spune Anne Bécel, geofizician la Lamont și co-autor al studiului. "Credem că acesta este motivul pentru care este mai predispusă la separare."
Chiar și așa, aceste schimbări se desfășoară pe perioade de timp imense. Falia Turkana a început să se deschidă acum aproximativ 45 de milioane de ani, iar cercetătorii estimează că gâtuirea a început după erupții vulcanice răspândite în urmă cu aproximativ 4 milioane de ani. Ar putea dura încă câteva milioane de ani până când va începe următoarea fază, cunoscută sub numele de oceanizare. În acea etapă, magma se va ridica prin fracturi pentru a forma un nou fund marin, iar apa din Oceanul Indian de la nord ar putea eventual să inunde.
**Dovezi ale ruperii anterioare eșuate**
Echipa a descoperit, de asemenea, semne ale unui episod anterior de rupere care nu a dus la o împărțire continentală completă. În schimb, a lăsat crusta mai subțire și mai slabă, pregătind terenul pentru faza actuală de activitate.
"Contrazice unele dintre ideile mai tradiționale despre modul în care se despart continentele", spune Rowan.
Deoarece Falia Turkana este prima falie continentală activă cunoscută care suferă în prezent gâtuire, aceasta oferă oamenilor de știință o șansă rară de a studia această etapă crucială a evoluției tectonice.
"În esență, avem acum un loc în primul rând pentru a observa o fază critică de rupere care a modelat fundamental toate marginile rupte din întreaga lume", spune co-autorul Folarin Kolawole, care este, de asemenea, cu Lamont.
Aceste procese sunt strâns legate de alte sisteme ale Pământului, ajutând cercetătorii să reconstruiască peisajele, vegetația și tiparele climatice din trecut.
"Apoi putem folosi acea cunoaștere pentru a înțelege ce se va întâmpla în viitorul nostru, chiar și pe scări de timp mai scurte", spune Bécel.
**Regândirea arhivei fosilelor evoluției umane**
Descoperirile aruncă, de asemenea, o nouă lumină asupra arhivei extraordinare de fosile a regiunii. Falia Turkana a produs mai mult de 1.200 de fosile de hominide din ultimii 4 milioane de ani, reprezentând aproximativ o treime din toate aceste descoperiri din Africa. Mulți oameni de știință au considerat de mult timp această zonă ca fiind un centru cheie al evoluției umane.
Rowan și colegii săi sugerează o altă posibilitate. După activitatea vulcanică răspândită în urmă cu aproximativ 4 milioane de ani, debutul gâtuirii a făcut ca terenul din falie să se scufunde. Această subsidență a creat condiții în care sedimentele cu granulație fină s-au acumulat rapid, ceea ce este ideal pentru conservarea fosilelor.
"Condițiile au fost potrivite pentru a păstra o arhivă continuă de fosile", spune Rowan.
Aceasta înseamnă că Falia Turkana ar putea să nu fi fost unic importantă ca un loc în care au evoluat strămoșii umani, ci mai degrabă un loc în care condițiile geologice au făcut mai ușoară înregistrarea istoriei lor. Această idee rămâne o ipoteză, dar deschide noi căi de cercetare.
"Dar alți cercetători pot folosi acum rezultatele noastre pentru a explora aceste idei", spune Rowan. "În plus, rezultatele noastre pot fi introduse în modele tectonice care sunt cuplate cu clima pentru a explora cu adevărat modul în care tectonica și climatele în schimbare ne-au influențat evoluția."