Contente
- Parte I. O Sistema de Fendas da África Oriental
- O que é o Sistema de Fendas da África Oriental?
- Como essas fendas se formaram?
- Parte II. A fenda da África Oriental
- Outros pontos de interesse:
- Conclusões:
- Sobre os autores:
Lago Bogoria e gêiser - Direitos autorais da imagem Alex Guth.
Figura 1: Modelo de elevação digital colorido mostrando os limites das placas tectônicas, os contornos das elevações demonstrando as protuberâncias térmicas e os grandes lagos da África Oriental. Clique para ampliar. O mapa base é uma imagem de topografia de radar do ônibus espacial da NASA.
Parte I. O Sistema de Fendas da África Oriental
O Sistema de Fendas da África Oriental (EARS) é uma das maravilhas geológicas do mundo, um lugar onde as forças tectônicas da Terra estão atualmente tentando criar novas placas, separando as antigas. Em termos simples, uma fenda pode ser vista como uma fratura na superfície da Terra que se alarga com o tempo, ou mais tecnicamente, como uma bacia alongada delimitada por falhas normais acentuadamente opostas.
Os geólogos ainda estão debatendo exatamente como ocorre a brecha, mas o processo é tão bem exibido na África Oriental (Etiópia-Quênia-Uganda-Tanzânia) que os geólogos atribuíram um nome ao novo prato; a placa núbia compõe a maior parte da África, enquanto a placa menor que está se afastando foi denominada placa somaliana (Figura 1). Essas duas placas estão se afastando umas das outras e também da placa da Arábia ao norte.
O ponto em que essas três placas se encontram na região Afar da Etiópia forma o que é chamado de junção tripla. No entanto, toda a fenda na África Oriental não se limita ao Chifre da África; também há muitas atividades de rachaduras mais ao sul, estendendo-se para o Quênia, a Tanzânia e a região dos Grandes Lagos da África. O objetivo deste artigo é discutir a geologia geral dessas fendas e destacar os processos geológicos envolvidos em sua formação.
Figura 2: Nomes de segmentos de fenda para o Sistema de Fendas da África Oriental. Às vezes, segmentos menores recebem nomes próprios, e os nomes dados para os principais segmentos de fenda mudam dependendo da fonte. Clique para ampliar. O mapa base é uma imagem de topografia de radar do ônibus espacial da NASA.
O que é o Sistema de Fendas da África Oriental?
A fenda mais antiga e melhor definida ocorre na região Afar da Etiópia, e essa fenda é geralmente chamada de fenda etíope. Mais ao sul, ocorrem uma série de fendas que incluem um ramo ocidental, o "Lago Albert Rift" ou "Albertine Rift", que contém os Grandes Lagos da África Oriental, e um ramo oriental que aproximadamente corta o Quênia de norte a sul em uma linha ligeiramente a oeste de Nairobi (Figura 2).
Esses dois ramos juntos foram denominados Rift da África Oriental (EAR), enquanto partes do ramo oriental foram denominadas de Rift do Quênia ou Gregory Rift (depois do geólogo que o mapeou no início do século XX). Os dois ramos da AER são frequentemente agrupados com a Fenda Etíope para formar o Sistema de Fendas da África Oriental (EARS).
Portanto, o sistema completo de fendas se estende por milhares de quilômetros somente na África e por mais 1000 se incluirmos o Mar Vermelho e o Golfo de Áden como extensões. Além disso, existem várias estruturas bem definidas, mas definitivamente menores, chamadas grabens, que têm caráter de fenda e estão claramente associadas geologicamente às fendas principais. Alguns desses nomes receberam nomes que refletem isso, como a fenda de Nyanza, no oeste do Quênia, perto do lago Victoria. Assim, o que as pessoas podem assumir como uma única fenda em algum lugar da África Oriental é realmente uma série de bacias de fendas distintas, todas relacionadas e produzindo a geologia e topografia distintas da África Oriental.
Figura 3: Formação horst e graben do "livro didático" (esquerda) em comparação com o terreno de fenda real (canto superior direito) e a topografia (canto inferior direito). Observe como a largura ocupada pelas áreas trapezoidais submetidas a formação normal de falha e horst e graben aumenta de cima para baixo no painel esquerdo. As fendas são consideradas características extensionais (as placas continentais estão se separando) e, com frequência, exibem esse tipo de estrutura.
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Como essas fendas se formaram?
O mecanismo exato da formação de fendas é um debate contínuo entre geólogos e geofísicos. Um modelo popular para o EARS supõe que o fluxo de calor elevado do manto (estritamente a astenosfera) esteja causando um par de "protuberâncias" térmicas no centro do Quênia e na região de Afar, no centro-norte da Etiópia. Essas protuberâncias podem ser facilmente vistas como planaltos elevados em qualquer mapa topográfico da área (Figura 1).
À medida que essas protuberâncias se formam, elas esticam e fraturam a crosta frágil externa em uma série de falhas normais, formando a estrutura clássica horst e graben dos vales do rift (Figura 3). O pensamento geológico mais atual sustenta que protuberâncias são iniciadas por plumas de manto sob o continente, aquecendo a crosta sobreposta e fazendo com que ela se expanda e se frature.
Idealmente, as fraturas dominantes criadas ocorrem em um padrão que consiste em três fraturas ou zonas de fratura irradiando de um ponto com uma separação angular de 120 graus. O ponto a partir do qual os três ramos irradiam é chamado de "junção tripla" e é bem ilustrado na região Afar da Etiópia (Figura 4), onde dois ramos são ocupados pelo Mar Vermelho e pelo Golfo de Aden, e o terceiro ramo do rift é executado para o sul através da Etiópia.
O processo de alongamento associado à formação de fendas é frequentemente precedido por enormes erupções vulcânicas que fluem por grandes áreas e são geralmente preservadas / expostas nos flancos da fenda. Essas erupções são consideradas por alguns geólogos como "basaltos de inundação" - a lava é rompida ao longo de fraturas (e não em vulcões individuais) e atravessa a terra em lençóis como a água durante uma enchente.
Tais erupções podem cobrir grandes áreas de terra e desenvolver espessuras enormes (as Armadilhas Deccan da Índia e as Armadilhas Siberianas são exemplos). Se o alongamento da crosta continuar, ele formará uma "zona esticada" de crosta diluída, consistindo de uma mistura de rochas basálticas e continentais que eventualmente caem abaixo do nível do mar, como aconteceu no Mar Vermelho e no Golfo de Aden. Alongamentos adicionais levam à formação de crosta oceânica e ao nascimento de uma nova bacia oceânica.
Figura 4: Junção tripla na região Afar da Etiópia. A imagem mostra áreas de crosta esticada e oceânica, bem como áreas de basaltos de inundação expostos que precederam a fenda. Áreas não sombreadas ou cobertas por basaltos de inundação representam crosta continental normal. À medida que a crosta é separada, você acaba com uma crosta mais fina com uma mistura complexa de rochas continentais e vulcânicas. Eventualmente, a crosta afina a ponto de surgir basaltos do tipo oceânico, que é o sinal de que uma nova crosta oceânica está sendo formada. Isso pode ser visto no Golfo de Áden, bem como uma pequena lasca no Mar Vermelho. A extensão original dos basaltos de inundação teria sido maior, mas grandes áreas foram enterradas no vale do rift por outras erupções vulcânicas e sedimentos. Clique para ampliar.
Parte II. A fenda da África Oriental
Se o processo de rachadura descrito ocorrer em um cenário continental, teremos uma situação semelhante à que está ocorrendo agora no Quênia, onde a fenda da África Oriental / Gregory está se formando. Nesse caso, é chamado de "fenda continental" (por razões óbvias) e fornece uma visão do que pode ter sido o desenvolvimento inicial da fenda etíope.
Como mencionado na Parte I, a fenda da África Oriental é complicada pelo fato de duas ramificações terem se desenvolvido, uma a oeste que abriga os Grandes Lagos Africanos (onde a fenda se encheu de água) e outra fenda quase paralela, a cerca de 600 quilômetros da leste, que quase corta o Quênia de norte a sul antes de entrar na Tanzânia, onde parece desaparecer (Figura 2).
O lago Victoria fica entre esses dois galhos. Pensa-se que essas fendas geralmente seguem suturas antigas entre massas continentais antigas que colidiram bilhões de anos atrás para formar o cráton africano e que a divisão em torno da região do Lago Victoria ocorreu devido à presença de um pequeno núcleo de rocha metamórfica antiga, o Craton da Tanzânia, que era muito difícil para a fenda irromper. Como a fenda não podia atravessar essa área, ela divergiu ao redor, levando aos dois galhos que podem ser vistos hoje.
Como é o caso na Etiópia, um ponto quente parece estar situado no centro do Quênia, como evidenciado pela cúpula topográfica elevada lá (Figura 1). Isso é quase exatamente análogo à fenda da Etiópia e, de fato, alguns geólogos sugeriram que a cúpula do Quênia é o mesmo hotspot ou pluma que deu origem à fenda etíope inicial. Qualquer que seja a causa, é claro que temos duas brechas separadas o suficiente para justificar dar nomes diferentes, mas próximas o suficiente para sugerir que elas são geneticamente relacionadas.
Escarpas de Baringo: Esta imagem mostra várias escarpas de falhas que estão progressivamente mais distantes. Essencialmente, estamos olhando as bordas de vários quarteirões de horst de dentro de um graben que contém o Lago Baringo. Direitos autorais da imagem Alex Guth. Clique para ampliar.
Outros pontos de interesse:
O que mais podemos dizer sobre as fendas da Etiópia e do Quênia? Bastante na verdade; embora os ramos oriental e ocidental tenham sido desenvolvidos pelos mesmos processos, eles têm caracteres muito diferentes. O Ramo Oriental é caracterizado por maior atividade vulcânica, enquanto o Ramo Ocidental é caracterizado por bacias muito mais profundas que contêm grandes lagos e muitos sedimentos (incluindo os Lagos Tanganyika, o segundo lago mais profundo do mundo e o Malawi).
Recentemente, erupções de basalto e formação de fendas ativas foram observadas na fenda etíope, o que nos permite observar diretamente a formação inicial de bacias oceânicas em terra. Esta é uma das razões pelas quais o Sistema de Fendas da África Oriental é tão interessante para os cientistas. A maioria das fendas em outras partes do mundo progrediu a tal ponto que agora estão debaixo d'água ou foram preenchidas com sedimentos e, portanto, são difíceis de estudar diretamente. O Sistema de Fendas da África Oriental, no entanto, é um excelente laboratório de campo para estudar um sistema de fendas moderno e em desenvolvimento ativo.
Esta região também é importante para entender as raízes da evolução humana. Muitos achados fósseis de hominídeos ocorrem dentro da fenda, e atualmente acredita-se que a evolução das fendas possa ter desempenhado um papel integral na formação de nosso desenvolvimento. A estrutura e a evolução da fenda podem ter tornado a África Oriental mais sensível às mudanças climáticas, que levam a muitas alternâncias entre períodos chuvosos e áridos. Essa pressão ambiental poderia ter sido o impulso necessário para que nossos ancestrais se tornassem bípedes e mais inteligentes à medida que tentavam se adaptar a esses climas variáveis (consulte os artigos da Geotimes 2008: Rocking the Berad of Humanity por Beth Christensen e Mark Maslin, e Tectonic Hypotheses of Human Evolution por M.Royhan Gani e Nahid DS Gani).
Dique ígnea no desfiladeiro de Njorowa: Esta foi tirada no desfiladeiro de Njorowa, no Parque Nacional Hells Gate. O desfiladeiro foi esculpido pela água e é bastante espetacular em muitos aspectos, mas aqui temos um dique ígneo cortando a parede do desfiladeiro, com o Dr. Wood e um de nossos guias de escala. Direitos autorais da imagem Alex Guth. Clique para ampliar.
Conclusões:
O Sistema de Fendas da África Oriental é um sistema complicado de segmentos de fendas que fornece um analógico moderno para nos ajudar a entender como os continentes se separam. É também um ótimo exemplo de quantos sistemas naturais podem ser interligados - esse cenário geológico único pode ter alterado o clima local, o que por sua vez levou os nossos ancestrais a desenvolver as habilidades necessárias para andar de pé, desenvolver a cultura e refletir sobre como essa fenda Veio a ser. Assim como o Grand Canyon, o Sistema de Fendas da África Oriental deve estar no topo de qualquer lista de maravilhas geológicas dos geólogos a visitar.
Sobre os autores:
James Wood é PhD pela Johns Hopkins University e atualmente é professor de Geologia na Michigan Technological University em Houghton, Michigan, onde ensina História da Terra, Geoquímica, Mapeamento Remoto e realiza um curso de campo a cada primavera na África Oriental. Seus principais interesses de pesquisa são depósitos de energia, principalmente gás e petróleo, e trabalho de campo em vales de fenda. Mais informações sobre o curso de campo da África Oriental podem ser encontradas em www.geo-kenya.com.
Alex Guth é atualmente um candidato a PhD na Michigan Tech e está analisando os efeitos do clima no verniz do deserto sobre os fluxos e aluviões expostos no Vale do Rift na África Oriental. Ela auxilia o Dr. Wood no campo de geologia. Ela recentemente produziu um mapa geológico da metade sul da Fenda do Quênia, que pode ser encontrado em www.geo-kenya.com. Seu site pode ser visto em: pages.mtu.edu/~alguth/.