Тектонічні процеси колосального масштабу далеко не завжди починаються з руйнівних землетрусів або вивержень гігантських вулканів.
Формування нових меж тектонічних плит не може бути непомітним. Розриви плит викликають землетруси, виверження вулканів і створюють ландшафти, які змінюються досить швидко, щоб це можна було відстежувати на картах.
Однак найчіткіша ознака формування такого розлому в центральній Замбії була виявлена не на сейсмометрі, а у воді гарячого джерела, пише Earth. Газ, що виходив разом із бульбашками, надходив із глибин, які не повинні легко з'єднуватися з поверхнею.
Джерела розташовані вздовж рифту Кафуе – довгої тріщини в земній корі, яка пролягає через Замбію. Дослідники давно підозрювали, що рифт все ще може бути активним. До цього дослідження ніхто не міг це довести.
Майк Дейлі, професор наук про Землю з Оксфордського університету, очолив команду, яка вирушила шукати відповідь у самій бурхливій воді. Його група взяла проби газу з восьми геотермальних свердловин і джерел по всьому регіону. Шість знаходилися всередині передбачуваної рифтової зони. Дві розташовувалися на стабільній території за її межами.
На кожному об'єкті команда збирала газ, що вільно вирує у воді, і запечатувала його в мідні трубки. Повернувшись до Оксфорда, вони проаналізували кожен зразок на наявність слідів ізотопів гелію та інших елементів.
Ізотопи – це різні версії одного й того ж елемента, ідентичні хімічно, але трохи відмінні за масою. Пропорції певних ізотопів у газі розкривають, де він перебував. Кора і мантія залишають абсолютно різні сліди.
Мантія Землі – шар розпеченої породи, що знаходиться під корою, – містить різновид гелію, який надзвичайно рідко зустрічається на поверхні. Породи кори генерують іншу версію в результаті повільного радіоактивного розпаду. Співвідношення між ними розкриває, де зародився будь-який зразок газу.
Попередні роботи в Єллоустоні використовували це вимірювання для виявлення зв'язків із глибокою магмою. Тут же сліди вказують на гази, що піднімаються з порід приблизно на глибині від 40 до 160 кілометрів під поверхнею.
Газ із шести джерел усередині рифту Кафуе показав чіткий мантійний компонент, який не було виявлено у двох джерелах за межами рифту. Контраст виявився достатньо різким, щоб виключити забруднення повітрям або звичайний шум земної кори.
"Гарячі джерела вздовж рифту Кафуе в Замбії мають ізотопні сигнатури гелію, які вказують на те, що джерела мають прямий зв'язок з мантією Землі", – пояснив Дейлі.
Показники з рифту Кафуе потрапили в той самий діапазон, що й зразки зі Східно-Африканської рифтової системи – стародавньої тріщини на півночі, яка розкривається протягом мільйонів років.
Це зробило порівняння корисним. Східний рифт Африки просунувся далі, з діючими вулканами та долинами, що поглиблюються, історія яких налічує мільйони років. Зразки із Замбії відповідали більш ранній стадії того ж процесу. Тріщина тільки починає доходити до гарячої породи. Мантійні флюїди знаходять шлях нагору. Вулканів поки що немає.
Якщо рифт Кафуе дійсно пробиває тверду зовнішню оболонку Землі, це частина чогось набагато більшого. Зона розлому простягається приблизно на 2500 кілометрів – від Танзанії вниз через Ботсвану і до Намібії.
Дослідники називають її Південно-Західним Африканським рифтом, і якщо вона продовжить розвиватися, то може розколоти Африку навпіл уздовж нового кордону плит.
Протягом десятиліть вчені припускали, що Східна Африка одного разу відокремиться від континенту вздовж Великої рифтової долини. Можливо, так і буде. Але це рифтоутворення просувається повільно, а геометрія навколо Африки чинить опір.
Південно-західний шлях може виявитися швидшим. Геологія, що лежить в основі, там більш вдало узгоджується з океанічними хребтами по обидва боки континенту, що полегшує повний розрив.
"Рифт може стати межею плити, але зазвичай активність рифту припиняється до моменту розпаду літосфери та формування межі плити", – підкреслив Дейлі.
Відкриття має практичне значення. Рифти на ранній стадії можуть виробляти геотермальне тепло, а також кишені гелію та водню, ще не розбавлені вулканічними газами.
Замбія вже проводить геотермальні дослідження вздовж рифту Кафуе в надії виробляти електроенергію на місцевому рівні. Нові свідчення мантійного зв'язку роблять ці перспективи значно цікавішими.
Світові запаси гелію обмежені, при цьому він затребуваний у медичних сканерах, мікросхемах і ракетному паливі. Водень, який все частіше шукають як чисте паливо, також може накопичуватися в ранніх рифтах.
Недавні роботи в аналогічних умовах виділили рифти на ранній стадії як одні з найперспективніших місць для пошуку цих ресурсів. Кафуе поповнив цей короткий список.
До цього дослідження ніхто прямо не підтверджував, що рифт Кафуе розриває мантію Землі. Геохімія тепер заповнює цю прогалину. Граничні розломи активні, кора тріскається, і газ із глибоких надр уже досяг поверхні – принаймні, уздовж дослідженої ділянки.
Дейлі обережний в оцінках того, наскільки далеко це можна застосувати.
"Однак це дослідження базується на аналізі гелію в одному загальному районі Південно-Західної Африканської рифтової системи, довжина якої становить тисячі кілометрів", – заявив він.
Додаткові польові роботи вздовж решти рифту, включаючи сегменти в Ботсвані та Намібії, вже ведуться, результати очікуються пізніше цього року.
Що змінюється, так це дискусія про можливий розпад Африки. Східна Африка тривалий час перебувала в центрі уваги. Тепер Замбія стає серйозним кандидатом на місце, де може сформуватися наступний справжній кордон плит Африки.
Раніше УНІАН повідомляв, що археологи були вражені знайденим під стародавньою дорогою запечатаним саркофагом.