I ricercatori del College of Arts and Sciences hanno pubblicato nuovi dettagli sull'evoluzione della East African Rift Valley (EAR), una delle zone di spaccatura continentale più grandi del mondo.

Christopher Scholz, professore di Scienze della Terra, e un team di studenti e ricercatori, hanno trascorso l'ultimo anno a elaborare e analizzare i dati acquisiti nel 2015 dal Lago Malawi, il risultato di uno sforzo di ricerca multinazionale sponsorizzato dalla National Science Foundation (NSF). Studiando l'interazione tra sedimentazione e tettonica, hanno confermato che il rifting, il processo mediante il quale le placche tettoniche della Terra si allontanano, è avvenuto lentamente nel bacino centrale del lago negli ultimi 1,3 milioni di anni, utilizzando una serie di faglie più vecchie di molti milioni di anni.

Scholz afferma che la natura dell'attività tettonica è attribuita a una forte, litosfera fredda e sollecitare la localizzazione di faglie avvenute milioni di anni prima, quando il bacino si è formato. La litosfera terrestre comprende la crosta e il mantello superiore.

I risultati del team sono oggetto di un articolo nel Giornale di geologia strutturale (Elsevier, 2016), di cui Scholz è stato coautore con l'autore principale e il dottorato di ricerca. candidato Tannis McCartney G'17.

"Abbiamo raccolto dati durante una crociera di ricerca di un mese a bordo di una nave portacontainer convertita sul lago Malawi, "dice Scholz, leader nell'analisi dei bacini sedimentari dei sistemi estensionali. "Per la prima volta, una sorgente sismica su scala crostale è stata dispiegata su un lago africano, rivelando allettante, nuovi dettagli sull'evoluzione stratigrafica e strutturale dell'East African Rift System".

Le placche tettoniche sono enormi lastre di crosta e mantello che sono costantemente in movimento, spesso sbattendo contro, stridono l'uno contro l'altro o cadono l'uno sotto l'altro, causando terremoti nel processo. Quando questo accade, le placche si lacerano per formare una regione di pianura nota come rift valley.

Una delle più grandi Rift Valley al mondo è l'EAR, circa 3, 700 miglia di lunghezza e 30-40 miglia di larghezza. La Rift Valley è così grande che sta lentamente dividendo in due l'Africa. La più grande placca tettonica nubiana comprende la maggior parte del continente, mentre il piatto somalo più piccolo porta il Corno d'Africa.

"L'EAR è considerato la culla dell'umanità, " Dice Scholz. "Durante la sua formazione più di 25 milioni di anni fa, la regione ha subito notevoli spaccature, alterando i suoi fiumi, laghi e clima, e ponendo le basi per l'evoluzione dei primati e degli esseri umani".

All'interno dell'EAR ci sono due sistemi di valli, uno dei quali è il Western Rift. Questo sistema ospita una catena di enormi laghi e zone umide, compreso il lago Malawi. Confina con il Malawi, Tanzania e Mozambico, Il Lago Malawi ha una superficie di oltre 11, 400 miglia quadrate, rendendolo il nono corpo idrico d'acqua dolce più grande del mondo. È anche il terzo lago più grande dell'Africa, e, alle 2, 300 piedi, il suo secondo più profondo.

Il lago Malawi è noto per le sue oltre mille specie di pesci ciclidi, una diversificazione probabilmente innescata dalle mutevoli forze ambientali. Scholz ha recentemente fatto notizia quando ha confermato che i livelli dell'acqua nel lago Malawi sono scesi e scorrevano circa due dozzine di volte, a volte fino a 600 piedi, negli ultimi milioni di anni.

Scholz spiega che una spaccatura è una frattura nella superficie terrestre che si allarga nel tempo. "In Africa orientale, rifting ha creato una serie di strette, profonde rift valley che contengono alcuni dei più grandi laghi d'acqua dolce del mondo, " dice. Sebbene questi laghi derivino da milioni di anni di stiramento e assottigliamento tettonico, Il lago Malawi è relativamente giovane. Sulla base delle analisi effettuate da McCartney, il bacino del rift del lago si è formato probabilmente circa 8 milioni di anni fa. "Le condizioni delle acque profonde non sono persistite fino a circa 4 milioni di anni dopo, quando l'acqua dolce inondò la Rift Valley, " aggiunge Scholz.

Nel 2015, Scholz e un team di colleghi hanno ripreso le strutture geologiche e registrato i terremoti sotto il lago Malawi. Lo hanno fatto usando una fornitura di "fucili ad aria compressa, " generando onde sonore che sono state registrate da sensori di pressione all'interno di un 5, Cavo lungo 000 piedi rimorchiato dietro la loro nave da ricerca convertita. (L'ex nave portacontainer vantava un laboratorio, generatori, compressori e attrezzature pesanti per il traino della sorgente sismica.) I dati raccolti dai sensori del cavo sono stati confrontati con quelli raccolti da decine di sismometri a terra e sul fondo del lago.

La squadra è tornata a Siracusa con carichi di geofisica, dati geologici e geochimici. Non sapevano quanto fosse davvero rivoluzionario. McCartney, infatti, su questo ha basato la sua tesi di dottorato. "I dati ci stanno aiutando a rispondere alle domande chiave sull'origine e il ruolo del magma durante il rifting precoce, la formazione e l'evoluzione della segmentazione del rift e la sua manifestazione nella crosta e nel mantello superiore, " lei dice.

Gran parte del lavoro del team si è concentrato sulla comprensione delle forme e dell'estensione delle faglie che formano rift, che producono depressioni topografiche chiamate semigraben. Quando la crosta terrestre si stacca, la litosfera si estende, nel caso del lago Malawi, meno di un pollice all'anno e crea una spaccatura. "Ora abbiamo prove conclusive della migrazione della faglia dalla faglia di confine del half-graben, " Aggiunge McCartney. "Sappiamo anche che le faglie nel muro sospeso [la sezione della spaccatura sotto il lago, si], si sono allungati negli ultimi milioni di anni".

Scholz spera che i risultati forniranno un quadro geologico unificato per chiunque esplori il sistema EAR, e farà luce su altri sistemi di rift continentali, anche antichi, come i bacini di rift lungo la costa orientale del Nord America.

Il governo del Malawi è interessato al potenziale della spaccatura per le quantità commerciali di petrolio e gas naturale.

"La presenza di sistemi di idrocarburi funzionanti nei giovani bacini lacustri - quelli di qualche milione di anni - ha stimolato un vasto interesse esplorativo nella Great Rift Valley, " Dice Scholz. "Le scoperte scientifiche che emergono dallo studio NSF sono di natura puramente accademica, ma i governi della regione stanno usando i risultati per aiutare a identificare le risorse energetiche per alcune delle persone più povere del mondo".

Molti ricercatori considerano l'EAR e, per estensione, Lago Malawi:uno degli esempi meglio espressi di un continente nelle prime fasi della disgregazione. "L'Africa orientale è sempre stata un focolaio di evoluzione, " conclude Scholz. "La tettonica a zolle e la variabilità del clima non hanno solo trasformato il suo paesaggio, ma ha anche dettato lo sviluppo e la dispersione dei nostri antenati dall'Africa al resto del mondo. Stiamo assistendo all'evoluzione, sotto ogni aspetto della parola».