השבר הגדול של אפריקה / ארין ביבה

גזים מתקופות קדומות מאששים את הסיבה לבקע היבשתי

אפריקה מתפצלת לשתיים. הסיבה: שבר גאולוגי המשתרע לאורך מזרח היבשת. ביום מן הימים, בעוד מיליוני שנים, יהיה אוקיינוס במקום הבקעה הזאת. מדענים מתווכחים כבר שנים על הגורם להיפרדות הלוחות הטקטוניים האלה. גאופיזיקאים סברו שהגורם הוא תִמרת-על (superplume), גוש ענק של מעטפת כדור הארץ המוליך חום מאזורים סמוך לגלעין כדור הארץ מעלה אל הקרום. לראיה, הם מורים על שתי רמות גדולות (אחת באתיופיה והשנייה בקניה) שלדבריהם נוצרו כשתמרת-העל דחפה את המעטפת מעלה. גאוכימאים לא הצליחו לאשש את התיאוריה הזאת, וסברו שהגורם הוא דווקא שתי תמרות נפרדות, קטנות יותר, המבליטות כל אחת רמה אחת. התיאוריות לא עלו בקנה אחד, אומר דייוויד הילטון, גאוכימאי ממכון סקריפס לאוקיינוגרפיה בלה-חויה שבקליפורניה. “הייתה אי התאמה בין הכימיה לפיזיקה. ”

הילטון יצא אפוא למזרח אפריקה ב-2006 וב-2011 כדי לנסות ליישב את הוויכוח אחת ולתמיד. הוא ואנשיו החליטו להיעזר בגזים הנפלטים מן השבר כדי לקבוע כיצד הוא נוצר. הם חבשו מסכות גז ועלו לפסגות של הרי געש בטנזניה ובאתיופיה, וירדו לתוך מַזוּקוּ (“רוח רעה” בסווהילית), פירים ושקעים גאותרמיים שבהם מצטברים גזים רעילים שלא פעם ממיתים בעלי חיים. הם ליקטו שם דגימות של סלעים שנוצרו בהתפרצויות, ובהם גם אוליווין, מינרל גבישי הלוכד גזים געשיים כמו בבקבוק.

במעבדה בקליפורניה, ריסק הילטון את הסלעים בתוך תא ואקום כדי לשחרר מהם את הגזים. הוא חיפש הליום 3, איזוטופ של הליום שהיה נפוץ כשנוצר כדור הארץ, ונותר כלוא בגלעינו. הילטון שיער שאם גם סלעי הרמה האתיופית וגם סלעי הרמה הקנייתית מכילים את הגז הקדמוני הזה, הדבר לפחות יאשש את הסברה שתמרות תת-קרקעיות במעטפת הן שיצרו אותן. והוא אכן מצא הליום 3 בשתי הרמות. אבל הילטון ועמיתיו עדיין היו צריכים להשיב על השאלה: האם תמרת-על אחת עומדת מאחורי כל זה, או שתיים קטנות יותר?

כדי לענות על השאלה הזאת, הם בדקו גז קדמון אחר השמור במעטפת כדור הארץ: נאון 22. הם מצאו נאון 22 בשתי הרמות וגילו שהיחס בין כמויות ההליום והנאון בשני האזורים שווה. התוצאות פורסמו בגיליון אפריל 2014 של כתב העת Geophysical Research Letters. משמעות המדידות היא שהתִמרות מתחת לשתי הרמות עשויות מאותם חומרים וגילן זהה. לפיכך, הסיקו שיש תִמרת-על אחת משותפת. הגאופיזיקאים צדקו אפוא כל הזמן.

“ה’ספקנים’ שטענו שאין קשר בין פעילות השבר לבין פעולת התִמרות, ואחדים מהם שאפילו כפרו בעצם הימצאותה של תִמרה במקום, איבדו כל בסיס לטענותיהם,” אומר פיט ברנרד, גאוכימאי מן המכון הלאומי למחקר מדעי של צרפת, שלא היה מעורב במחקר האחרון.

תִמרת העל האפריקנית תספק למדענים גישה נוחה יותר לחקר מהלכיו הפנימיים של כדור הארץ (יש עוד תִמרה מתחת לאוקיינוס השקט). הילטון ואנשיו מודדים כעת כמה פחמן משחררת המעטפת במזרח אפריקה, מנסים לקבוע את גילו של הפחמן הזה ובודקים אם הוא תוצר של מִחזור פחמן שנטמע על פני הקרקע לפני מיליארדי שנים. המידע הזה, אומר הילטון, יעזור לגאולוגים להבין את יחסי הגומלין בין שכבות כדור הארץ השונות על פני זמנים ארוכים יותר, ובכללם סדר גודל של מאות מיליוני שנים שהוא פרק הזמן שאורכת היווצרות של יבשות והתפצלות שלהן.