Afarský trojúhelník v severní Etiopii je jedním z nejdrsnějších a nejodlehlejších prostředí na Zemi. Tato tektonicky aktivní oblast obsahuje záznamy o rozpadu kontinentů, epizodách moří zaplavujících kontinent a pozůstatcích korálových útesů, mikrobiálních rohoží a dalších usazenin slané vody, když se moře periodicky vysoušela do slaných jezírek a suché země.
Předchozí výzkumy odhalily důkazy, že tato oblast se mohla stát nejmladším oceánem na Zemi. Pochopení sedimentárních záznamů v této oblasti může být klíčem k budoucím záplavám a tvorbě karbonátů v extrémních prostředích.
V říjnu 2013 se vědci z univerzity v Addis Abebě (Etiopie), univerzity ve Fribourgu (Švýcarsko) a univerzity v Gentu (Belgie) spojili, aby se dozvěděli více o historii Danakilské deprese v severní části Afarského trojúhelníku. Konkrétně tým zkoumal sedimenty, včetně dávných okrajových teras korálových útesů a zkamenělých mikrobiálních rohoží, které byly pokryty solnými usazeninami (evapority) vzniklými vypařováním oceánů a jezer. Od té doby se tým snaží prozkoumat a pochopit tento sled sedimentárních hornin a minulá prostředí, která je vytvořila.
Podle znalostí týmu se jedná o první revizi karbonátových usazenin severního Afaru za téměř půl století. Na základě této expedice vzniklo Konsorcium pro výzkum afarských karbonátů jako platforma pro další výzkum sedimentů v této oblasti. Koncem ledna 2015 byla zahájena důležitá navazující terénní expedice.
Afar: Geologická laboratoř
Danakilská deprese je na západě ohraničena Etiopskou plošinou a na východě Danakilským pohořím, vyvýšeným blokem země ohraničeným normálními zlomy. V jižní části deprese se rozkládá známé pohoří Erta Ale, v němž se nachází jedno z mála lávových jezer na světě.
V depresi se nachází odlehlá pánev Dallol – jedna z nejníže položených pevnin na Zemi, 130 m pod hladinou moře (viz obr. 1). V pánvi jsou také celoroční teploty, které patří k nejteplejším na planetě. Dallol, pozůstatek sopečné kaldery, je posetý horkými prameny, z nichž tryská solanka, a také gejzíry, sirnými mohylami, solnými sloupy a kyselými jezírky.
V 60. a 70. letech 20. století těžba potaše a koordinované studie francouzského Centre National de la Recherche Scientifique a italského Consiglio Nazionale delle Ricerche předběžně zmapovaly sedimentární charakteristiky Danakilské deprese . Od té doby se geovědní výzkum zaměřil převážně na tektoniku, vulkanologii a geofyziku spíše než na analytické studie pánve, které by integrovaly tektoniku a sedimentaci.
Toto zaměření na zemětřesení a sopky není překvapivé: Afar je jedním z mála míst na Zemi, kde se rifting na dně raného oceánu plíživě dostává na pevninu. Již od počátků teorie kontinentálního driftu využívali geologové afarský trojúhelník jako terénní laboratoř, kde bylo možné podrobně studovat nástup kontinentálního a případně i oceánského riftingu.
Předchozí výzkumy daly dohromady přibližnou historii tohoto riftingu. Asi před 30 miliony let vytékala z puklin v Zemi láva, která pokryla zemi a předznamenala rozpad mezi Arábií a Afrikou . Po počáteční fázi rozpadu se při pokračujícím riftingu v trojúhelníku vytvořilo několik pánví, které se později uzavřely a vyplnily sedimenty.
Zlomy, sopky a magmatické hráze v severní části trojúhelníku probíhají paralelně s regionálním tektonickým trendem Rudého moře . Obsahují také záznam magnetických anomálií podobných těm, které byly pozorovány podél oceánských šířících se hřbetů . Geologové předpokládají, že tato oblast je na cestě stát se nejmladším oceánem na Zemi.
Záznamy o časných a epizodických mořských záplavách
Analýza sedimentárních vzorků odebraných během terénního výzkumu v roce 2013 naznačuje, že oblast Dallol byla v určitém období v posledních několika stovkách tisíc let pokryta Rudým mořem. Jak mořská voda opakovaně zaplavovala tuto oblast, podél okrajů Danakilské deprese se usazovaly rozmanité jednotky bohaté na karbonáty, které překrývaly níže položené vulkanické horniny. Ve středu pánve se nacházejí 1000 metrů silné sukcesní sekvence evaporitů, svědčící o neustálém vypařování a vysychání solných jezírek.
Konkrétně tým studoval prorosty korálů a řas zvané korálové útesy, pozůstatky z období, kdy oblast pokrývalo otevřené Rudé moře. Další vrstvy bohaté na evapority, usazeniny mikrobiálních útesů a karbonáty horkých pramenů ukazují, že stejnou oblast v různých časových obdobích pokrývala hyperslaná jezera (solanky) (viz obr. 2). Mezi korálovými a mikrobiálními útesy byly nalezeny usazeniny schránek pouze jednoho druhu mlže a jednoho druhu plže, což svědčí o tom, že se v této oblasti střídala období omezených a otevřených mořských podmínek.
Mořské usazeniny studované týmem se skládají z nejméně čtyř na sebe navazujících korálových jednotek. Tým nalezl důkazy o obdobích, kdy se vytvořily okrajové útesy (viz obr. 3), oddělené erodovanými vrstvami, což naznačuje dlouhé epizody, kdy nedocházelo k novému usazování a možnému vystavení vzduchu. Rozsáhlé odpařené usazeniny proložené karbonáty útesů poskytují další důkaz, že oceány v této oblasti periodicky vysychaly.
Budoucí studie
Předchozí datovací studie založené na uhlíku-14 (δ14C) a izotopových poměrech uranu a thoria (230Th/234U) korálů a mlžů ze studované oblasti naznačily, že tyto fosilie jsou staré 230 000 až 24 000 let . Nové výsledky radioizotopového určení stáří pomohou omezit dobu střídání omezených a otevřených mořských podmínek při vyšším rozlišení a propojí tento záznam s relativními změnami mořské hladiny.
Kromě toho byly nalezeny depozity mikrobiálních rohoží – malé stromatolity a trombolity – nejen v prostředí útesových svahů a v dutinách korálových útesů, ale také na okrajích dávných i novějších hypersalinních jezer. Karbonáty horkých pramenů lemující jezera a ložiska solanek naznačují, že hydrotermální aktivita ovlivňovala oblast během uzavírání deprese. Studium těchto dobře odkrytých mikrobiálních usazenin umožní týmu lépe pochopit, jak mikrobiální procesy zprostředkovávaly srážení karbonátů v otevřeném mořském i hypersalinním prostředí.
Integrace terénních dat s geofyzikálními pozorováními umožní pochopit, jak výkyvy prostředí ovlivňovaly ukládání sedimentů a jak tyto sedimenty ovlivňovaly tektonické a magmatické události v celé pánvi.
Poděkování
Děkujeme Univerzitě ve Fribourgu, Univerzitě v Gentu a projektu Evropské vědecké nadace Coldwater Carbonate Reservoir Systems in Deep Environments-European Research Network (COCARDE-ERN) za jejich podporu. Děkujeme také Fakultě věd o Zemi Univerzity v Addis Abebě za umožnění terénních prací.
.