Bilim adamları, Dünya’nın en büyük kıta yarığında olağandışı deformasyonun kaynağını ortaya çıkardılar.

Bilgisayar simülasyonları, Afrika süperelementinin, Doğu Afrika Rift Sisteminin altında tespit edilen faya paralel olarak olağandışı deformasyonlara ve sismik anizotropiye neden olduğunu doğrulamaktadır.

Jeofizikçi Dr. Bu süreç, Dünya’nın sert dış tabakası olan litosferin uzamasıyla ilgilidir. Litosfer daraldıkça, litosferin üst kısımları kırılgan değişimlere uğrar, bu da kayalarda kırılmalara ve depremlere yol açar.

Bu süreçleri bilgisayar modellemesi kullanarak inceleyen ve Küresel Konumlama Sistemi Yüzey hareketlerini milimetrik hassasiyetle haritalamak için, aptalca bir macunla oynayarak, yarıklanan kıtanın farklı deformasyon modellerini karşılaştırıyor.

Virginia Tech Bilim Koleji’nin bir parçası olan Yer Bilimleri Bölümü’nde doçent olan Stamps, “Selülit macununa bir çekiçle vurursanız, çatlayabilir ve kırılabilir” dedi. “Ama yavaşça gevşetirseniz, aptal macun genişler. Yani farklı zaman ölçeklerinde, Dünya’nın litosferi farklı şekillerde davranır.”

İster esneme ister kırılma olsun, kıtasal bir yarıkla gelen deformasyon genellikle yarığa göre öngörülebilir yön modellerini takip eder: deformasyon yarığa dik olma eğilimindedir. Dünyadaki en büyük kıtasal yarık sistemi olan Doğu Afrika Yarık Sistemi, bu dikey deformasyonlara sahiptir. Ancak Stamps, 12 yılı aşkın bir süredir arıza sistemini GPS cihazlarıyla ölçtükten sonra, sistemin arızalarına paralel olarak ters yönde ilerleyen bir deformasyon da fark etti. Jeodezi ve Tektonik Fizik Laboratuvarı’ndaki ekibi bunun nedenini bulmak için çalıştı.

Yardımcı Doçent Dr. Sarah Pulları. Kredi bilgileri: Virginia Tech

Yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada Jeofizik Araştırma Dergisi, ekip, çalışmanın ilk yazarı ve New Mexico Tech’te doktora sonrası araştırmacı olan ve Ph.D. Virginia Tech’te Stamps Lab’in bir üyesi olarak. Modelleri, yarık sisteminin paralel yarık deformasyonunun, Büyük Afrika Yüzeyi ile ilişkili kuzeye doğru manto akışı tarafından yönlendirildiğini gösterdi; . Çünkü kuzeye uzanır.

Bulguları, araştırmacıların Rajaonarisson modelleme tekniklerini kullanarak 2021’de yayınladığı bir çalışmanın içgörüleriyle birleştiğinde, hem dik deformasyonu hem de paralel yarıklanmayı açıklayan Doğu Afrika Rift Sisteminde hangi plaka itici kuvvetlerin hakim olduğu hakkındaki bilimsel tartışmayı netleştirmeye yardımcı olabilir. Litosferdeki kaldırma kuvvetleri, mantodaki sürükleme kuvvetleri veya her ikisi.

Doktora sonrası bir araştırmacı olarak Stamps, yaklaşık 25.000 kilometre öteden Dünya’nın yörüngesinde dönen 30’dan fazla uydudan gelen sinyalleri ölçen GPS istasyonlarından gelen verileri kullanarak Doğu Afrika sisteminin alışılmadık, paralel çatlak deformasyonunu gözlemlemeye başladı. Gözlemleri, hata sistemini neyin yönlendirdiği hakkındaki tartışmaya bir karmaşıklık katmanı ekledi.

Bazı bilim adamları, Doğu Afrika Yarığı’nın esas olarak Afrika Süper Kuyusu olarak bilinen yarık sisteminin yüksek topografyasına ve litosferdeki yoğunluk farklılıklarına atfedilen nispeten sığ kuvvetler olan litosferdeki kaldırma kuvvetleri tarafından yönlendirildiğini teorileştiriyor. Diğerleri, altta yatan sürücü olarak Doğu Afrika’nın altında yatay olarak akan manto ile etkileşimlerden kaynaklanan daha derin kuvvetler olan yatay manto sürükleme kuvvetlerine işaret ediyor.

takım 2021 Eğitimi 3D bilgisayar simülasyonları aracılığıyla, çatlağın ve deformasyonunun iki kuvvetin bir kombinasyonu tarafından yönlendirilebileceğini buldu. Modelleri, litosferdeki kaldırma kuvvetlerinin daha öngörülebilir dikey çatlak deformasyonundan sorumlu olduğunu gösterdi, ancak bu kuvvetler, Stamps’in GPS ölçümleri tarafından yakalanan faya paralel anormal deformasyonu açıklayamıyor.

Rajaonarison, yeni yayınlanan çalışmasında, bu kez çatlağa paralel deformasyonların kaynağına odaklanmak için yine 3B termomekanik modellemeyi kullandı. Modelleri, Doğu Afrika Rift Sistemi altında gözlemlenen faylanmaya paralel sismik anizotropinin yanı sıra olağandışı deformasyonlardan Afrika süper tüyünün sorumlu olduğunu doğruluyor.

Sismik anizotropi, litosferdeki manto akışına, eriyik ceplerine veya önceden var olan yapısal dokulara yanıt olarak kayaların belirli bir yönde yönlendirilmesi veya hizalanmasıdır, dedi Stamps. Bu durumda, kaya hizalaması, büyük Afrika manto akışının kuzeye doğru yönünü takip ederek manto akışının kaynağı olduğunu gösteriyor.

Rajaonarisson, “Manto akışının doğu-batı, ortogonal bir miktar deformasyona neden olmadığını, ancak yarığa paralel anormal kuzeye doğru deformasyona neden olabileceğini söylüyoruz” dedi. “Litosferdeki kaldırma kuvvetlerinin çatlağı sürdüğüne dair önceki fikirleri doğruladık, ancak Doğu Afrika’da anormal deformasyonun meydana gelebileceğine dair yeni bilgiler sağlıyoruz.”

Anormal olanlar da dahil olmak üzere kıtasal riftleşmeyle ilgili süreçler hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak, bilim adamlarının onlarca yıldır denedikleri bir şey olan kıta parçalanmasının ardındaki karmaşıklığı çözmelerine yardımcı olacaktır. Stamps, “Dr. Rajaonarison’un sayısal modellemesinden elde edilen bu sonuç bizi heyecanlandırıyor çünkü bu, kıtasal yarık yoluyla Dünya’nın yüzeyini şekillendiren karmaşık süreçler hakkında yeni bilgiler sağlıyor” dedi.

Referans: “Doğu Afrika Riftinin Altındaki Litosfer ve Tüy Etkileşimlerinin Jeodinamik İncelenmesi”, Taheri A. Rajaonarison ve Dr. Sarah Stamps, John Nalipov, Andrew Nibbled ve Emmanuelle A. Jeofizik Araştırma Dergisi, Solid Earth.
doi: 10.1029/2022JB025800