Исследование объясняет необычную деформацию в крупнейшем континентальном рифте Земли

Компьютерные модели подтвердили, что Африканский суперплюм ответственен за необычные деформации, а также сейсмическую анизотропию, параллельную рифту, наблюдаемую под Восточно-Африканской рифтовой системой (EARS).

Геофизик Д. Сара Стампс, изучающая эти процессы с помощью компьютерного моделирования и GPS, объяснила, что при континентальном рифтогенезе происходит растяжение литосферы. Обычно эта деформация направлена перпендикулярно рифту. Однако, после более чем 12 лет измерений системы с помощью GPS-инструментов, Стампс также наблюдала деформацию, идущую в противоположном направлении — параллельно рифтам. Её команда из Лаборатории геодезии и тектонофизики занялась поиском причины.

В исследовании, опубликованном в Journal of Geophysical Research: Solid Earth, команда использовала 3D термомеханическое моделирование. Модели, разработанные ведущим автором Таири Раджаонарисоном, показали, что необычная деформация, параллельная рифту, вызвана северным потоком мантии, связанным с Африканским суперплюмом. Это массивный мантийный апвеллинг, поднимающийся из глубин Земли под юго-западной Африкой и простирающийся на северо-восток через континент.

Эти результаты, в сочетании с выводами исследования 2021 года, помогают прояснить научные дебаты о силах, движущих плиты в EARS. Одни учёные считают основной движущей силой относительно неглубокие силы литосферной плавучести, другие — более глубокие силы горизонтального мантийного тракционного потока. Моделирование команды показало, что за обычную, перпендикулярную рифту деформацию отвечают силы литосферной плавучести, но они не могут объяснить аномальную параллельную деформацию.

«Мы подтверждаем, что силы литосферной плавучести ответственны за рифтогенез, но привносим новое понимание того, что в Восточной Африке может происходить аномальная деформация», — сказал Раджаонарисон. Новое моделирование также объяснило причину наблюдаемой под рифтом параллельной сейсмической анизотропии — ориентировки горных пород в направлении потока мантии от суперплюма. Это открытие даёт новую информацию о сложных процессах, формирующих поверхность Земли в ходе континентального рифтогенеза.