Африка распадается на части: под континентом обнаружен гигантский раскаленный плюм
Восточно-Африканская рифтовая система — самый масштабный активный разлом на планете, протянувшийся более чем на три тысячи километров от Красного моря до Мозамбика. Континент здесь медленно распадается на Нубийскую и Сомалийскую плиты, однако детальные наблюдения показывают: процесс идет вовсе не по простой схеме расхождения двух гигантских массивов. Между основными ветвями рифта обособляются промежуточные участки коры — микроплиты, и крупнейшая из них, Виктория, вместо того чтобы смещаться вслед за соседями, непрерывно вращается.
Международная группа исследователей из США, Уганды, Кении и Танзании опубликовала в журнале Geophysical Research Letters работу, которая радикально уточняет представления о динамике этого блока. Ученые объединили спутниковые геодезические измерения высокой точности с данными о древних смещениях горных пород. Выяснилось, что считавшийся неделимым массив деформируется изнутри, а его границы работают в ином режиме, чем предполагалось ранее.
Причина появления микроплиты — неоднородность земной коры. В центре региона расположен Танзанийский кратон, древнейший и чрезвычайно прочный участок литосферы. Когда тектонические силы начали растягивать континент, разлом не смог рассечь это ядро напрямую и пошел в обход, вдоль подвижных складчатых поясов. Так единая зона разделилась на Восточную ветвь через Кению и Западную — вдоль цепи Великих Африканских озер. Зажатый между ними участок суши оказался изолирован, и противоположные края блока начали испытывать неравномерное воздействие с запада и востока.
Чтобы зафиксировать точные параметры вращения, авторы использовали данные 36 станций спутникового позиционирования. Пятнадцать работали в непрерывном режиме более двух с половиной лет, еще 21 представляла собой пункты повторных измерений, что позволило исключить погрешности от сезонных деформаций почвы. Объем данных превысил показатели всех предыдущих моделей региона на 425%. Расчеты показали: микроплита поворачивается против часовой стрелки со скоростью 0,0583 градуса за миллион лет, а ее внешние границы смещаются относительно Нубийской плиты примерно на 6,5 миллиметра в год. Для сравнения, микроплита Данакиль на севере Африки вращается почти в пятьдесят раз быстрее, что указывает на раннюю стадию тектонического обособления Виктории.
Ключевое открытие касается положения оси вращения. Прежние расчеты 2014 года помещали полюс Эйлера в восточной части Судана. Новые данные сдвинули его на 402 километра северо-западнее, вглубь территории страны. Это смещение имеет прямое физическое следствие: южная часть микроплиты находится дальше от центра вращения, чем северная, поэтому скорость расхождения коры вдоль западного разлома различается. В районе озер Джордж и Эдуард она достигает 2,0–2,2 миллиметра в год, а у озера Альберт падает до 1,8 миллиметра.
Разница в скоростях дополняется колоссальным контрастом сейсмической активности. Сопоставив геодезию с каталогом землетрясений за период с 1910 по 2025 год, ученые обнаружили, что 73% всех толчков приходятся на южную половину разлома. Причина — температурный режим недр. На юге расположена вулканическая провинция Торо-Анколе, где мантийное вещество подходит близко к поверхности, нагревая кору и снижая ее прочность. На севере, в районе озера Альберт, вулканизма нет: мощная холодная литосфера сопротивляется растяжению и накапливает напряжение, сбрасывая его редкими, но мощными ударами.
Полевые исследования на стенках разломов Альбертинского грабена подтвердили спутниковые расчеты. Анализ борозд скольжения на разломах Кибуку, Рвими-Васа, Тонья и Торо-Буньоро показал: блоки пород испытывают косой сброс, одновременно расходясь в стороны, опускаясь вниз и сдвигаясь по горизонтали. Главная ось растяжения направлена с северо-северо-востока на юго-юго-запад, что опровергает прежнюю теорию о растяжении строго по линии восток—запад. Именно вращение микроплиты создает этот диагональный сдвиг, формируя ступенчатые асимметричные впадины.
Отдельная проверка касалась монолитности самого блока. Сравнение модели абсолютно жесткого тела с моделью, допускающей внутреннюю упругую деформацию, показало: на северо-западе микроплиты станции в районе Энтеббе, Мбарары и Хоймы зафиксировали небольшое, но статистически надежное растяжение. Это согласуется с землетрясением магнитудой 5,9, произошедшим в сентябре 2016 года на северо-западе Танзании — внутри считавшегося стабильным блока. Вращающий момент сил постепенно оживляет древние рифтовые впадины Ньянза, Эяси и Мара, заставляя работать разломы в фундаменте плиты.
Смещение оси вращения выявило и скрытую угрозу дальше на север. Четко выраженные рифтовые впадины заканчиваются в районе грабена Рино на севере Уганды, однако математическая модель показывает: напряжения коры не могут внезапно прерываться. Литосфера Южного Судана обязана накапливать упругие деформации. Историческое подтверждение этому — серия мощных толчков в мае-июле 1990 года с главным ударом магнитудой 7,2, когда разорвался глубокий 50-километровый скрытый разлом, не выходивший на поверхность. Рифтовая трещина продолжает медленно прорастать на север, готовя условия для будущих расколов в зонах, которые считались сейсмически пассивными.
Новые данные требуют пересмотра моделей оценки сейсмической опасности в густонаселенных районах Восточной Африки. Диагональный сдвиг вместо прямого растяжения меняет параметры устойчивости грунтов и подходы к проектированию гидротехнических сооружений, мостов и магистралей от Танзании до Уганды и Южного Судана. В глобальном масштабе исследование дает детальный инструментальный снимок того, как распадаются континенты. На примере микроплиты Виктория ученые впервые напрямую измерили, как тепло мантии, прочность древних пород и геометрия разломов заставляют фрагменты суши вращаться, растрескиваться изнутри и постепенно формировать контуры будущего океана.
