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漂移的大陆:12.地球的伤疤

 科学声音 2021-04-08

闲言少叙,书接上文。上一次我们讲到了黄石公园的地热到底怎么来的。反正就是有个地下的热点,把上边的岩石圈给烤化了。要是哪天攒够了力气,那么就会造成超级喷发。好在目前看来,黄石公园下面的超级火山还算是老实。但是这一切都是说不准的,概率问题嘛!
尽管黄石的下面的热点很厉害,但是这个热点比起非洲的超级地幔柱,那就是小巫见大巫了。非洲下边有个超级地幔柱,在非洲板块下面制造出来一大串的热点,这可不是一个热点,而是一大串。这个超级地幔柱造成的后果就是东非大裂谷。从太空里能一眼就看出来,号称叫地球上的伤疤。这个地方可以研究地球科学的好地方。
东非大裂谷是个总称,从地理上来看的确是如此,这条大裂谷要是按照广义的来算的话,北部一直到黎巴嫩的贝卡谷地。我小时候知道有个贝卡谷地是因为1982年,以色列在现代电子干扰和压制的掩护下,出动飞机对叙利亚的苏系战斗机和地面防空力量进行了一次绝杀。以色列人说是他们取得了82:0的战绩。现在根据苏联解体以后公布的情况,叙利亚方面也有斩获,大约是23架。但是以色列压倒性胜利是可以肯定的。

从贝卡谷地到亚喀巴湾这一条线都是广义的东非大裂谷的最北端

小时候看世界地图册,找贝卡谷地找不到,那块区域画的太小了。长大以后趴着看Google Earth,才知道贝卡谷地的具体地形和位置。原来从贝卡谷地到约旦河到死海这都是在一条线上。死海是世界上最低的地方,当然海海沟不算哦。死海的水面在海平面以下424米。假如算湖底的话是海平面下800米,可见这个地方有多深。顺着往南是亚喀巴湾,也是个狭长的海湾,连接到红海。红海本身也是狭长的。

红海的南端就是曼德海峡,西边是红海,东边是亚丁湾,就是闹海盗的地方。红海和亚丁湾好像是拐了个120度的弯。从曼德海峡往西南方向延伸出一条巨大的裂谷,贯穿了埃塞俄比亚。这才是正式的东非大裂谷了。从肯尼亚开始,大裂谷分成两岔。西边有一连串的大湖,都是长条形的,比如艾伯特湖、爱德华湖、基伏湖、坦噶尼喀湖。坦噶尼喀湖算是世界第二深的淡水湖,最深的是贝加尔湖1600米深,非常古老,3000万年前就形成了。坦噶尼喀大概有1470米深,形成于2000万年前。
东边没那么多水,主要是裂谷。我们印象里山谷应该是两山夹一沟,地势非常险峻。其实东非大裂谷之所以壮观,就是因为它够宽,大概有几十公里到200公里宽,谷底非常的平坦,你可能都感觉不到这是个深谷。但是你真的到裂谷的边上看看,两边都是直上直下的高达2000米的山。这个地方整体高度很大,是个高原。裂谷带两侧的高原上分布有众多的火山,如乞力马扎罗山、肯尼亚山、尼拉贡戈火山等等。
东西两边就像两个括号,最南边若即若离的汇合在一起。再往南是马拉维湖,这也是个狭长型的湖泊,是世界第三深的湖泊,有700米深。大家其实都能明白,为什么有这么多狭长的湖泊,而且还都挺深的,还不是因为峡谷地形灌了水形成的嘛。最后大裂谷在莫桑比克延伸到赞比西河谷,逐渐消失了,这儿快到海边了,海对面是马达加斯加。

塞伦盖蒂的动物大迁徙

现在很多人去非洲旅游,去肯尼亚看动物大迁徙。去塞伦盖蒂,去马赛马拉。这地方其实就是在大裂谷东西两个大括号的中间,维多利亚湖的东边。东西两个大括号包围着中间这个维多利亚湖,维多利亚湖是世界第二大淡水湖,仅次于苏必利尔湖。但是这个湖可是相当的圆,人家可不是长条的。所以这个大湖和旁边的坦噶尼喀就好像一个是太阳,一个是月亮。为什么会有这样的差异呢?我们过会儿再讲。
总之,东非大裂谷全长能有6400公里,而且非常宽,所以特别的明显,在太空里都能一眼就看出来,这就好像是地球的一道伤疤。其实这个地方是个旅游的圣地,动植物的天堂。就在埃塞俄比亚的哈达尔,一只考察队发现了远古时代人科动物的化石。他们挖了三个礼拜,找到了一个女性古猿的部分骨骼化石。

露西化石

从化石上看,这个家伙是直立行走的。骨盆和腿骨的结构和现代人类是非常接近的。正巧当时现场的录音机里正在播放披头士的一首歌《露西的天空镶满钻石》,于是给这个女性起名字叫露西。把她归为“南方古猿阿法种”。后来在这片地区又挖出了不少的古猿的化石。所以说,320万年前,这个地方很可能就是人类在祖先曾经生活的地方。
当然,很多人不知道,这个地方就是岩石圈下边的那个超级地幔柱撕裂非洲大陆和阿拉伯半岛的地方。东非大裂谷只是个地理上的称呼,从地质学上来看,这个结构叫做三联支。也就是红海,亚丁湾和东非大裂谷构成了一个Y字形。发现露西的这片区域,就靠近这个典型的三岔路口。

吉布提和埃塞俄比亚靠近红海的这个三角地带是个活跃区域

大家有机会不妨仔细观察一下,比如看到干涸的土地啦,看到开裂的墙皮啦。大家仔细观察一下,裂纹有没有那种十字路口呢?有吗?我今天找资料,找了很多土地开裂的图片,以及石头开裂的图片。很少出现十字路口的形状,找到的都是丁字路口或者是“Y”字形的三岔路口。我们的地球要是出裂纹,也是经常出现Y字形斜纹。所以,红海、亚丁湾和东非大裂谷构成了一个Y字形的三岔形裂缝。因为超级地幔柱造成的一连串热点,这个地方地下压力非常高,整块地皮都被顶起来了,构成了一片高原。就像吹气球一样,气球吹大了,皮就被拉薄了。所以这个地方的岩石圈是很薄的,有些地方就出现了裂纹。

拉伸造成的塌陷,这就是东非大裂谷的直接成因

大家玩儿过麻将牌吧。一排麻将牌,你拿手顶住两端就能把一整行的麻将牌提着离开桌面。你敢稍微松点儿劲儿吗?敢吗?你稍一松劲儿,中间的麻将牌立刻掉下去了。大裂谷被拉出一大串裂纹,岩石圈基本上也就相当于是这一排麻将牌,拉开以后就往下掉,因此地皮就塌了一大片。中间出现一个塌陷的山谷,所以底部还是比较平坦的,有的地方能看到山头像台阶一样。

台阶地形

1893年,英国的地质学家就对东非大裂谷开展了5个星期的考察,当时英国人就断言,这地方根本就不是靠河流给切出来的峡谷,跟美国科罗拉多大峡谷不是一码事。后来大家去研究一下裂谷之中的火山口,发现越往边上越古老,中间的普遍年轻,这说明什么?是不是很像海底扩张学说描绘的那些海底火山啊?所以,大陆漂移学说就拿东非大裂谷当做是非常强的证据。到了板块学说确立以后,大家开始用板块构造理论来解释这个裂谷的成因。
大概是3000万年之前,在埃塞俄比亚的阿法省脚下出现一个超级地幔柱,在这儿形成了个大热点。红海和亚丁湾开始裂开,那时候东非大裂谷还没能拉出裂纹呢。阿拉伯半岛开始和非洲分开。天崩地裂都是大事儿,大地裂开肯定不平静,在这个地区有一连串的火山爆发。从埃塞俄比亚到也门、苏丹、沙特西部,都有岩浆活动,开始是玄武岩,到3000万年开始,出现流纹岩。这个时候,红海和亚丁湾地区的海拔可能和海平面相当。海水还没进来,只是大地出了裂纹。
在2800万年前,地皮下陷越来越厉害,已经低于海平面了,于是红海和亚丁湾开始进水了当时肯定也还没这么宽。既然已经灌了水,这里就开始出现海相沉积物。和当年还是地面的时候肯定是不一样的了。
到了2500万年前,三岔口全都成型了,埃塞俄比亚这一条线上也开始到处火山爆发,但是地皮还不算正式裂开。2000万年前,红海开始快速沉降,说白了就是海底塌了。而且,红海和亚丁湾的海底再次裂开,中洋脊开始慢慢长出来。大洋板块和海有什么不同啊?因为大洋是有中洋脊的,海底是会扩张的,没这个本事不叫大洋板块。因此别小看人家红海和亚丁湾,人家可是正经八百的大洋的坯子。
一直到了1100万年前,埃塞俄比亚这一段是彻底裂开,后边就一路开裂,东非大裂谷形成。然后一直扩展到了今天,在非洲大地上留下一道巨大的伤疤。一边是努比亚地块,一边是索马里地块。红海和亚丁湾的海底,我们看不到,所以一般人根本就不知道这三个属于同一个三联支结构。

维多利亚湖和其他的湖泊成因不同,形状也完全不一样

那么,为什么东非大裂谷会分裂成两岔呢?也就是左右两个括号。这是因为在这儿有一个形成非常早的克拉通,叫做坦桑尼亚克拉通,克拉通其实就是一种非常硬核的地块,这东西形成以后就非常的硬。简直就是个蒸不熟、煮不烂、捶不扁、炒不爆,响当当一粒铜豌豆。非洲板块肚子里刚好有这么个玩意儿,就算裂纹都要绕着走。在这个地方在这片地区的中心就是维多利亚湖,这个湖非常大,绕着转一圈有3200多公里,湖周边有三国家,据说在湖里还打过架。这个湖的年龄只有40万年,比旁边的坦噶尼喀湖年轻多了,最深的地方只有82米深,因为这个湖很浅,所以在17300年前曾经干涸过,可能跟冰河期有关。到14000年前,这一湖水又灌满了。大概是天气暖和了。

三岔形裂口往往是撕开两岔,还有一岔被废弃

那么,东非大裂谷将来会不会也扩展成大洋呢?按照主流的观点,够呛。为什么,地球上三岔口的结构其实很多。但是现在看来,总是两岔能撕开以后发展成大洋板块,第三岔拉不开。也就是说,红海和亚丁湾岩石圈扯开了,下面的地幔软流圈物质上涌,开始形成中洋脊,开始海底扩张的过程了。但是,这一来,地球内部的劲儿就给卸了,释放出来了,没力气再把东非大裂谷给扯开,Y字形的一撇一捺扯开了,一竖已经没力气扯开了。
实际的案例在地球上有没有呢?当然是有的,最典型的案例是大西洋。大家有没有觉得很奇怪哦,大西洋两岸,为什么非洲的有个几内亚湾。科特迪瓦到尼日利亚这一线的海岸线是横着的,喀麦隆这儿就开始大拐弯,到下边的赤道几内亚、加蓬刚果安哥拉就变成竖着的了?

同样,在巴西的海岸,也是一个90度大拐弯,只不过巴西是鼓起来的,非洲那边是凹进去的。从魏格纳就发现了,这两块地图是可以拼在一起的。下面要发挥想象力了,假如当初巴西和非洲是拼在一起的,大西洋裂开的时候也是一个拐了90度的裂缝。这其实也是一个“三联支”,也就是三岔口,裂开了两岔,第三个岔胎死腹中没能裂开。这个被废弃的裂缝如今变成了乍得盆地。非洲大陆上这样的裂缝也还有好几条。
假如真的按照大西洋的这个模式,东非大裂谷是属于胎死腹中,没戏了。红海和亚丁湾,未来还有前途。但是,悲催的是,这个地方太挤了。北边是阿拉伯半岛和亚欧板块。非洲板块还在往北跑呢。未来要和亚欧板块挤到一起。红海和亚丁湾有这么大的力气撑开吗?再宽也宽不到哪儿去。GPS测量数据表明,红海大概每年张开20mm,东非大裂谷也就是几毫米左右吧。所以这个地方看来扩张不是太快,果然不像是很给力的样子。

不过,目前看来,地下的事儿相当的复杂。这个超级地幔柱还挺给力的。1978年,在吉布提冒出来一座火山,离开港口也就70多公里。这个火山就是从地下裂缝里冒出来的,熔岩到处流。爆发前地面突然鼓起个大鼓包。后来喷了一阵子,但是山头才300米。这个火山和夏威夷的火山很像,不是那种喷出大量火山灰的火山,而是到处流淌岩浆的那一种。不过这座火山别看不高,可是把非洲大陆和阿拉伯半岛给掰开了1.2米。相比每年移动两公分,这算是很有效率了。

地震震出的裂缝

2005年,埃塞俄比亚的阿法盆地发生了一场大地震。跟附近的火山的活动有关系,这个地方的脚下32公里的地方有一大包岩浆,大约有3000立方公里这么多。要是涌上来兴风作浪,那可是真够呛。
有个地方被震出了个大裂缝,地面突然下沉3米,迅速向两侧裂开,裂开的大裂缝足以把好几只骆驼和山羊吞没。在接下来3周时间,这个地方发生了160次地震,形成一个宽8米、长约500多米的大裂缝。没多久这条大裂缝就已经开裂到好几十里地了。
看来大地的撕裂不见得是缓慢的一点点的分离,倒有可能是突然裂开一条缝。肯尼亚那边也发生过突然裂开一条沟的事儿。所以这种地方也就成了研究地球科学的好地方,大洋深处的下不去啊,这地方就在地上,能仔仔细细的观察记录。
所以说,到现在为止,到底东非大裂谷能不能真的变成海洋呢?这还真的难说。就拿埃塞俄比亚这个裂缝的地方来讲,别看埃塞俄比亚是高原。唯独在最北部的阿法盆地非常的低,大概能有海平面以下120米左右。这个盆地的最北端和红海的海岸还相差50多公里。有几个几百米高的丘陵挡住了,否则红海的海水就灌进这个盆地了,这儿就变成海湾了。

非洲大陆分离示意图

所以东非大裂谷最后裂开到能灌进海水,可能性还是有的。但是到底能不能变成真正的大洋板块,这就不好说了。大洋板块必须要有中洋脊,洋底必须开启传送带模式。目前亚丁湾就已经是标准的大洋板块了,这事儿不以面积为准。红海似乎差点事儿,不如亚丁湾。未来恐怕都没多少成长空间,毕竟这地儿太挤了。即便是非洲东边分出去一大条,也不会离得太远。
更远的未来嘛,天下大势分久必合合久必分。非洲阿拉伯半岛都要和亚欧板块挤到一起的。地中海会彻底消失。利比亚跟意大利挤在一起。意大利不高兴也没办法。也不知道那时候还有没有难民。
地中海的命运也是蛮沧桑的,毕竟这是特提斯洋的一个遗迹。凡是古老的东西故事一定是不少。地中海曾经干涸过,这么大的一片海域会完全干涸?这个景象是我们根本就不敢想象的。到底是怎么回事儿呢?下次再说。

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