Contenido
- Parte I. El sistema de grietas de África Oriental
- ¿Qué es el sistema de grietas del este de África?
- ¿Cómo se formaron estas grietas?
- Parte II. La grieta del este de África
- Otros puntos de interés:
- Conclusiones:
- Sobre los autores:
Lago Bogoria y géiser - Derechos de autor de la imagen Alex Guth.
Figura 1: Modelo de elevación digital en color que muestra los límites de la placa tectónica, contornos de los altos de elevación que demuestran las protuberancias térmicas y los grandes lagos del este de África. Click para agrandar. El mapa base es una imagen de topografía de radar del transbordador espacial de la NASA.
Parte I. El sistema de grietas de África Oriental
El Sistema de Grietas del Este de África (EARS, por sus siglas en inglés) es una de las maravillas geológicas del mundo, un lugar donde las fuerzas tectónicas de la Tierra actualmente intentan crear nuevas placas separando las viejas. En términos simples, una grieta puede considerarse como una fractura en la superficie de la tierra que se ensancha con el tiempo, o más técnicamente, como una cuenca alargada delimitada por fallas normales de inmersión abrupta.
Los geólogos todavía están debatiendo exactamente cómo se produce la división, pero el proceso se muestra tan bien en el este de África (Etiopía-Kenia-Uganda-Tanzania) que los geólogos han asignado un nombre al nuevo plato; la Placa de Nubia constituye la mayor parte de África, mientras que la placa más pequeña que se está retirando se ha denominado Placa de Somalia (Figura 1). Estas dos placas se están alejando una de la otra y también lejos de la placa árabe hacia el norte.
El punto donde estas tres placas se encuentran en la región Afar de Etiopía forma lo que se llama una unión triple. Sin embargo, toda la división en África Oriental no se limita al Cuerno de África; También hay mucha actividad de ruptura más al sur, que se extiende hasta Kenia y Tanzania y la región de los Grandes Lagos de África. El propósito de este trabajo es discutir la geología general de estas grietas y resaltar los procesos geológicos involucrados en su formación.
Figura 2: Nombres de segmentos de grietas para el Sistema de fallas de África Oriental. Los segmentos más pequeños a veces reciben sus propios nombres, y los nombres dados a los segmentos de grietas principales cambian según la fuente. Click para agrandar. El mapa base es una imagen de topografía de radar del transbordador espacial de la NASA.
¿Qué es el sistema de grietas del este de África?
La grieta más antigua y mejor definida ocurre en la región Afar de Etiopía y esta grieta generalmente se conoce como la Grieta etíope. Más al sur se producen una serie de grietas que incluyen una rama occidental, la "Grieta del lago Albert" o "Grieta Albertina" que contiene los Grandes Lagos de África Oriental, y una rama oriental que divide aproximadamente a Kenia de norte a sur en una línea ligeramente al oeste de Nairobi (Figura 2).
Estas dos ramas juntas se han denominado la Grieta del Este de África (EAR), mientras que partes de la rama oriental se han denominado de manera diversa la Grieta de Kenia o la Grieta de Gregory (después del geólogo que la mapeó por primera vez a principios del siglo XX). Las dos ramas EAR a menudo se agrupan con la Grieta de Etiopía para formar el Sistema de Grietas de África Oriental (EARS).
Por lo tanto, el sistema de grietas completo se extiende por miles de kilómetros solo en África y varios 1000 más si incluimos el Mar Rojo y el Golfo de Adén como extensiones. Además, hay varias estructuras bien definidas pero definitivamente más pequeñas, llamadas grabens, que tienen un carácter de grieta y están claramente asociadas geológicamente con las grietas principales. Algunos de estos han recibido nombres que reflejan esto, como la Grieta de Nyanza en el oeste de Kenia, cerca del lago Victoria. Por lo tanto, lo que la gente podría suponer que es una grieta única en algún lugar del este de África es realmente una serie de cuencas de grietas distintas que están relacionadas y producen la geología y la topografía distintivas de África del Este.
Figura 3: Horst "libro de texto" y formación de graben (izquierda) en comparación con el terreno de la grieta real (arriba a la derecha) y la topografía (abajo a la derecha). Observe cómo el ancho ocupado por las áreas trapezoidales que experimentan fallas normales y la formación de horst y graben aumenta de arriba a abajo en el panel izquierdo. Las grietas se consideran características extensionales (las placas continentales se están separando) y, a menudo, muestran este tipo de estructura.
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¿Cómo se formaron estas grietas?
El mecanismo exacto de la formación de grietas es un debate continuo entre geólogos y geofísicos. Un modelo popular para el EARS supone que el flujo de calor elevado desde el manto (estrictamente la astenosfera) está causando un par de "protuberancias" térmicas en el centro de Kenia y la región Afar del centro-norte de Etiopía. Estas protuberancias pueden verse fácilmente como tierras altas elevadas en cualquier mapa topográfico del área (Figura 1).
A medida que se forman estas protuberancias, se estiran y fracturan la corteza frágil externa en una serie de fallas normales que forman la estructura clásica de horst y graben de los valles de las grietas (Figura 3). La mayoría del pensamiento geológico actual sostiene que las protuberancias son iniciadas por plumas de manto debajo del continente que calientan la corteza suprayacente y hacen que se expanda y se fracture.
Idealmente, las fracturas dominantes creadas ocurren en un patrón que consiste en tres fracturas o zonas de fractura que irradian desde un punto con una separación angular de 120 grados. El punto desde el cual irradian las tres ramas se llama "unión triple" y está bien ilustrado en la región Afar de Etiopía (Figura 4), donde dos ramas están ocupadas por el Mar Rojo y el Golfo de Adén, y corre la tercera rama de la grieta. al sur a través de Etiopía.
El proceso de estiramiento asociado con la formación de grietas suele ir precedido de grandes erupciones volcánicas que fluyen sobre grandes áreas y generalmente se conservan / exponen en los flancos de la grieta. Algunos geólogos consideran que estas erupciones son "basaltos de inundación": la lava entra en erupción a lo largo de fracturas (en lugar de en volcanes individuales) y se extiende sobre la tierra en capas como el agua durante una inundación.
Tales erupciones pueden cubrir áreas masivas de tierra y desarrollar enormes espesores (las trampas Deccan de India y las trampas siberianas son ejemplos). Si el estiramiento de la corteza continúa, forma una "zona estirada" de corteza adelgazada que consiste en una mezcla de rocas basálticas y continentales que eventualmente cae por debajo del nivel del mar, como ha sucedido en el Mar Rojo y el Golfo de Adén. El estiramiento adicional conduce a la formación de corteza oceánica y al nacimiento de una nueva cuenca oceánica.
Figura 4: Triple cruce en la región de Afar, Etiopía. La imagen muestra áreas de corteza estirada y oceánica, así como áreas de basaltos de inundación expuestos que precedieron a la ruptura. Las áreas sin sombra o cubiertas por basaltos de inundación representan la corteza continental normal. Cuando la corteza se separa, terminas con una corteza adelgazada con una mezcla compleja de roca continental y volcánica. Con el tiempo, la corteza se adelgaza hasta el punto en que brotan los basaltos de tipo oceánico, que es la señal de que se está formando una nueva corteza oceánica. Esto se puede ver en el Golfo de Adén, así como en una pequeña astilla dentro del Mar Rojo. La extensión original de los basaltos de inundación habría sido mayor, pero grandes áreas han sido enterradas dentro del valle del rift por otras erupciones volcánicas y sedimentos. Click para agrandar.
Parte II. La grieta del este de África
Si el proceso de ruptura descrito ocurre en un entorno continental, entonces tenemos una situación similar a la que está ocurriendo ahora en Kenia, donde se está formando la Grieta de África Oriental / Gregorio. En este caso, se conoce como "grietas continentales" (por razones obvias) y proporciona una idea de lo que pudo haber sido el desarrollo temprano de la grieta etíope.
Como se mencionó en la Parte I, la división de África Oriental se complica por el hecho de que se han desarrollado dos ramas, una hacia el oeste que alberga los Grandes Lagos africanos (donde la grieta se llenó de agua) y otra grieta casi paralela a unos 600 kilómetros de distancia. Este, que casi divide a Kenia de norte a sur antes de entrar a Tanzania, donde parece extinguirse (Figura 2).
El lago Victoria se encuentra entre estas dos ramas. Se cree que estas grietas generalmente siguen a viejas suturas entre antiguas masas continentales que colisionaron hace miles de millones de años para formar el cratón africano y que la división alrededor de la región del lago Victoria se produjo debido a la presencia de un pequeño núcleo de roca metamórfica antigua, El maratón de Tanzania, que era demasiado difícil de romper para la grieta. Debido a que la grieta no pudo atravesar esta área, en cambio divergió a su alrededor y condujo a las dos ramas que se pueden ver hoy.
Como es el caso en Etiopía, un punto caliente parece estar situado debajo del centro de Kenia, como lo demuestra la cúpula topográfica elevada allí (Figura 1). Esto es casi exactamente análogo a la grieta Etiopía, y de hecho, algunos geólogos han sugerido que la cúpula de Kenia es el mismo punto de acceso o penacho que dio lugar a la ruptura etíope inicial. Cualquiera sea la causa, está claro que tenemos dos grietas que están lo suficientemente separadas como para justificar darles nombres diferentes, pero lo suficientemente cerca como para sugerir que están genéticamente relacionadas.
Escarpes de Baringo: Esta imagen muestra varios escarpes de fallas que están progresivamente más lejos. Esencialmente estamos mirando los bordes de varios bloques horst desde dentro de un graben que contiene Lake Baringo. Derechos de autor de la imagen Alex Guth. Click para agrandar.
Otros puntos de interés:
¿Qué más podemos decir sobre las fallas de Etiopía y Kenia? Bastante mucho en realidad; A pesar de que las ramas orientales y occidentales se desarrollaron mediante los mismos procesos, tienen caracteres muy diferentes. La Rama Oriental se caracteriza por una mayor actividad volcánica, mientras que la Rama Occidental se caracteriza por cuencas mucho más profundas que contienen grandes lagos y gran cantidad de sedimentos (incluidos los Lagos Tanganica, el segundo lago más profundo del mundo y Malawi).
Recientemente, se han observado erupciones de basalto y formación de grietas activas en la Grieta de Etiopía, lo que nos permite observar directamente la formación inicial de las cuencas oceánicas en tierra. Esta es una de las razones por las cuales el Sistema de Grietas del Este de África es tan interesante para los científicos. La mayoría de las grietas en otras partes del mundo han progresado hasta el punto de que ahora están bajo el agua o se han rellenado con sedimentos y, por lo tanto, son difíciles de estudiar directamente. Sin embargo, el Sistema de fallas de África Oriental es un excelente laboratorio de campo para estudiar un sistema de fallas moderno y en desarrollo activo.
Esta región también es importante para comprender las raíces de la evolución humana. Muchos hallazgos de fósiles de homínidos ocurren dentro de la grieta, y actualmente se cree que la evolución de las grietas puede haber jugado un papel integral en la configuración de nuestro desarrollo. La estructura y la evolución de la grieta pueden haber hecho que África Oriental sea más sensible a los cambios climáticos que conducen a muchas alternancias entre períodos húmedos y áridos. Esta presión ambiental podría haber sido el impulso necesario para que nuestros antepasados se volvieran bípedos y más inteligentes al intentar adaptarse a estos climas cambiantes (ver artículos de Geotimes 2008: Rocking the Cradle of Humanity de Beth Christensen y Mark Maslin, y Tectonic Hypotheses of Human Evolución por M.Royhan Gani y Nahid DS Gani).
Dique ígneo en Njorowa Gorge: Esta fue tomada en el desfiladero de Njorowa en el Parque Nacional Hells Gate. El desfiladero fue tallado por el agua, y es bastante espectacular en muchos aspectos, pero aquí tenemos un dique ígneo cortando la pared del cañón, con el Dr. Wood y uno de nuestros guías de escala. Derechos de autor de la imagen Alex Guth. Click para agrandar.
Conclusiones:
El Sistema de fallas de África Oriental es un sistema complicado de segmentos de fallas que proporciona un análogo moderno para ayudarnos a comprender cómo se separan los continentes. También es un gran ejemplo de cuántos sistemas naturales se pueden entrelazar: este entorno geológico único puede haber alterado el clima local, lo que a su vez puede haber causado que nuestros antepasados desarrollen las habilidades necesarias para caminar erguidos, desarrollar cultura y reflexionar sobre cómo una grieta vino a ser. Al igual que el Gran Cañón, el Sistema de Grietas del Este de África debe estar en la cima de cualquier lista de geólogos de maravillas geológicas para visitar.
Sobre los autores:
James Wood tiene un doctorado de la Universidad Johns Hopkins y actualmente es profesor de geología en la Universidad Tecnológica de Michigan en Houghton, Michigan, donde enseña Historia de la Tierra, Geoquímica, Mapeo remoto y realiza un curso de campo cada primavera en África Oriental. Sus principales intereses de investigación son los depósitos de energía, principalmente gas y petróleo, y hacer trabajo de campo en valles de grietas. Puede encontrar más información sobre el curso de campo de África Oriental en www.geo-kenya.com.
Alex Guth es actualmente candidato a doctorado en Michigan Tech y está analizando los efectos del clima sobre el barniz del desierto en los flujos y aluviones expuestos en el Valle del Rift de África Oriental. Ella ayuda al Dr. Wood con el campamento de geología. Recientemente produjo un mapa geológico de la mitad sur de la Grieta de Kenia que se puede encontrar en www.geo-kenya.com. Su sitio web se puede ver en: pages.mtu.edu/~alguth/.