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東アフリカ地溝帯（EAR）または東アフリカ地溝帯システム（EARS ）は、東アフリカにある活発な大陸地溝帯です。EARは中新世の始まり頃、2200万～2500万年前に形成され始めました。[ 1 ]これは、かつて大地溝帯として知られていた、北は小アジア（アナトリアとも呼ばれる）まで伸びるより大きなシステムの一部と考えられています。
リフトは狭い帯状で、アフリカプレートがソマリアプレートとヌビアプレートと呼ばれる2つのプレートに年間8～9 mm (0.31～0.35 インチ) の速度で分裂している、発達中の発散型プレート境界です。[ 2] リフトシステムは、北のビクトリアマイクロプレートと南のロブママイクロプレートおよびルワンドレマイクロプレートの3つのマイクロプレートで構成されています。ビクトリアマイクロプレートは、アフリカプレートに対して反時計回りに回転しています。その回転は、EARSにおける機械的に弱いリソスフェア領域と強いリソスフェア領域の配置によって引き起こされます。[ 3 ] [ 4 ]
アフリカ大湖沼の多くは、リフトバレー内に位置している。
東アフリカ地溝帯は、一連の明確な地溝盆地からなり、数千キロメートルにわたって広がっています。[ 5 ]アファール三重点の北では、地溝帯は2つの経路をたどります。西は紅海地溝帯へ、東はアデン湾のアデン海嶺へと続いています。
アファール三重点から南に向かうと、EARは2つの主要な支流に分かれる。東部リフトバレー（グレゴリーリフトとも呼ばれる）は、エチオピア大リフトを含み、アファール三重点から南に伸び、ケニアリフトバレーとして南に続き、タンザニア北部に至る。 [ 6 ]西部リフトバレーは、コンゴ民主共和国、ウガンダ、ルワンダ、ブルンジをルジジ平原で横断し、さらに南のタンザニア、ザンビア、マラウイ湖の谷、モザンビークに至るアルバートリフトを含む。[ 7 ]
この地溝帯は、モザンビーク沿岸沖合のケリンバ地溝帯とラセルダ地溝帯に沿って続いており、これらはタンザニアとモザンビークの境界をまたぐ西ソマリア盆地を横断する長さ2,200 km (1,400 mi)の遺存断裂帯であるデイヴィー海嶺によって繋がっている。 [ 6 ]デイヴィー海嶺の幅は30～120 km (19～75 mi)で、その南半分に沿って西向きの崖 (東に傾斜したアーチ) があり、海底から2,300 m (7,500 ft)まで上昇している。 [ 6 ] [ 8 ]その動きはEARと同時である。[ 9 ]
東アフリカ地溝帯の形成過程を解明しようと、これまで多くの理論が提唱されてきた。1972年には、東アフリカ地溝帯は地殻変動ではなく、地殻密度の違いによって形成されたという説が提唱された。1990年代以降、東アフリカ地溝帯の下にマントルプルームが存在するという証拠が見つかっている。[ 10 ]また、アフリカのスーパープルームがマントル変形を引き起こしているという説も提唱されている。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]深層マントルプルームの影響は重要な仮説ではあるが、その位置やダイナミクスは十分に理解されておらず、現在も活発に研究されている。[ 14 ]この問題はまだ議論の的となっている。
最も新しく受け入れられている見解は、2009年に提唱された理論で、マグマ活動とプレートテクトニクスは互いにフィードバック関係にあり、斜めのリフト条件によって制御されているというものです。この理論によれば、リソスフェアの薄化は火山活動を引き起こし、貫入や多数の小さなプルームなどのマグマ活動をさらに増加させます。これらのプロセスは飽和領域のリソスフェアをさらに薄くし、薄くなったリソスフェアを中央海嶺のように振る舞わせます。[ 12 ]海洋地質学者のキャスリーン・クレーンによれば、このリフトは最終的に東アフリカを大陸から分離させる可能性がありますが、この潜在的な出来事には数千万年かかる可能性があります。[ 16 ]
地溝帯の進化に関するより広範な理解に貢献する研究は、同位体地球化学、地震トモグラフィー、および地球力学モデリングの手法に分類できる。
エチオピアの溶岩群の多様な地球化学的特徴は、複数のプルーム源を示唆している。少なくとも1つは深部マントル起源、もう1つは大陸下部リソスフェア内部起源である。[ 17 ]これに従い、2014年の研究では、東アフリカ大地溝帯で採取されたゼノリスと溶岩サンプルの希土類同位体 の地球化学的特徴を比較している。その結果は、「リフト全体に共通する」スーパープルームと、大陸下部タイプまたは中央海嶺タイプのもう1つのマントル物質源の共存を裏付けている。[ 18 ]
地震トモグラフィーという地球物理学的手法は、地殻より深い地球の地下構造を調査するのに適したツールです。これは、世界中で記録された地震データを再現する地球内部の速度をモデル化する逆問題手法です。P波とS波の速度のトモグラフィー地球モデルの最近の改良により、EAR北東部の下部マントルからのスーパープルームの上昇が、より小規模なプルームを上部マントルに供給していることが示唆されています。[ 19 ] [ 20 ]
地質学的および地球物理学的測定（同位体比や地震波速度など）と並行して、コンピュータベースの地球力学モデルで仮説を検証することは建設的である。プルームと地殻の結合の 3D 数値地球力学モデルは、タンザニア クラトン周辺の EAR の横方向の非対称性を再現することができた。[ 21 ]プルームによって誘発される大陸分裂の数値モデリングは、地殻の裂け目とそれに続くリソスフェアの分裂、および上部マントル プルームの各段階間の上昇という 2 つの明確な段階を示している。[ 22 ]
地溝帯の形成に先立ち、巨大な大陸洪水玄武岩が噴出し、エチオピア、ソマリア、東アフリカの高原が隆起した。東アフリカ地溝帯の地溝形成の第一段階は、地溝帯全体に沿った地溝帯の局所化とマグマ活動が特徴であった。伸張期と比較的活動の少ない時期が交互に繰り返された。また、カンブリア紀以前の地殻の弱点の再活性化、複数のクラトンの縫合帯、大きな境界断層に沿った変位、および深い非対称盆地の発達も見られた。[ 5 ]地溝形成の第二段階は、大きな境界断層の活動停止、内部断層セグメントの発達、および地溝帯へのマグマ活動の集中が特徴であった。
今日、東アフリカ地溝帯の狭い地溝セグメントは、局所的な歪みのゾーンを形成している。これらの地溝は、すべての構造地溝帯に典型的な多数の正断層の作用の結果である。前述のように、地溝セグメントの一部は大量のマグマ活動と大陸洪水玄武岩によって特徴づけられるが、西側支流などの他のセグメントは火山岩の量が非常に少ない。[ 14 ]
アフリカ大陸地殻は一般的に低温で強固である。タンザニア・クラトンやカープヴァール・クラトンなど、東アフリカ大西洋岸地域には多くのクラトンが存在する。これらのクラトンは厚く、数十億年もの間、地殻変動がほとんどない状態で存続してきた。クラトンはグリーンストーン帯、トーナル岩、その他の高変成岩を特徴とする。クラトンは鉱物資源の観点から非常に重要であり、金、アンチモン、鉄、クロム、ニッケルの主要な鉱床が存在する。[ 23 ]
漸新世には大量の大陸洪水玄武岩が噴出し、火山活動の大部分は紅海とアデン湾の開口と約3000万年前と重なっている。[ 11 ] [ 14 ]火山岩の組成は、超アルカリ岩からソレアイト質岩、珪長質岩まで連続している。組成の多様性は、異なるマントル源領域によって部分的に説明できると示唆されている。EARはまた、古代の盆地に堆積した古い堆積岩を横断している。[ 24 ]
東アフリカ地溝帯には、キリマンジャロ山、ケニア山、ロンゴノット山、メネンガイ火口、カリシンビ山、ニーラゴンゴ山、メル山、エルゴン山などの活火山や休火山、そしてタンザニアのクレーター高地などがある。これらの山のほとんどは地溝帯の外にあるが、東アフリカ地溝帯によって形成されたものである。[ 24 ]
EAR火山活動の注目すべき活発な例としては、エルタ・アレ、ダラフィラ（ガブリ、アル・ダラフィラとも呼ばれる）、ハイリ・グビ（2025年に噴火）、オル・ドイニョ・レンガイなどがある。エルタ・アレは、エチオピア北東部のアファール地方にある玄武岩質の楯状火山で、少なくとも1967年以来継続的に活動しており、[ 25 ]山頂の溶岩湖は少なくとも1906年以来記録されている。 [ 26 ]ダラフィラの2008年の噴火は、完新世の始まり以来記録されている唯一の活動であり、[ 27 ]エチオピアの歴史上記録された最大の噴火である。オル・ドイニョ・レンガイは現在、地球上で唯一の活発なナトロカーボナタイト火山である。 [ 28 ]そのマグマにはシリカがほとんど含まれていない。典型的な溶岩流の粘度は100 Pa⋅s 未満で、26 °C (79 °F)のオリーブオイルに匹敵します。 [ 29 ]完新世の開始以来の活動が年代測定されている EAR 関連の火山構造には、エチオピアに約 50、[ 5 ]ケニアに 17、タンザニアに 9 個あります。
EARは、現在地球上で最も地震活動が活発なリフトシステムです。地震の大部分はアファール低地付近で発生し、最大規模の地震は通常、主要な境界断層に沿って、またはその近くで発生します。[ 14 ]過去1世紀の地震イベントは、最大モーメントマグニチュード7.0に達したと推定されています。地震活動はリフトシステムに平行な傾向があり、リフト軸の下12～15 km（7.5～9.3マイル）の浅い震源深度です。リフト軸からさらに離れると、震源深度は30 km（19マイル）以下になることがあります。[ 14 ] [ 30 ]震源メカニズム解は北東方向に走向し、左横ずれ運動も観測されていますが、正断層運動を示すことがよくあります。[ 5 ]
東アフリカ大地溝帯は、地域、大陸、さらには地球規模の気候に影響を与えています。エチオピア高地やケニア高地などの標高の高い地域は、東アフリカの半乾燥から乾燥の低地の中で降雨量が多いホットスポットとなっています。[ 31 ]ビクトリア湖など、大地溝帯内に形成される湖は、地域の気候に大きな影響を与えています。[ 32 ]これらの湖は水蒸気の供給源であり、東アフリカの広範囲の天候に影響を与える湖風システムの形成にもつながります。ケニア北部のトゥルカナ海峡やザンベジ川流域など、大地溝帯内の東から西に流れる河川流域は、低層の東風を集中させ、中央アフリカに向かって加速させます。[ 33 ]これにより、東アフリカは本来よりも乾燥し、コンゴ盆地の熱帯雨林の降雨量が多くなります。[ 34 ]東西の谷の形成は、数百万年にわたる東アフリカの乾燥化にとって重要であった可能性がある。 [ 34 ]
EARSによって形成される障壁は、西インド洋にモンスーン風（ソマリアジェットとして知られる）を集中させる。[ 35 ]ソマリアジェットは、インドモンスーン中の多量の降雨のための水蒸気を供給し[ 36 ] 、ハドレー循環の下部枝における地球規模の赤道横断大気質量フラックスの約半分を担っている。[ 37 ]
東アフリカのリフトバレーは、人類の進化の研究を可能にするヒト科化石の豊富な産地である。 [ 5 ] [ 38 ]急速に浸食される高地はすぐに谷を堆積物で満たし、遺物の保存に適した環境を作り出した。人類学者ドナルド・ヨハンソンが発見した300万年以上前の部分的なアウストラロピテクス骨格「ルーシー」を含む、現代人の祖先のヒト科化石が数点ここで発見されている。リチャードとメアリー・リーキーもこの地域で重要な研究を行っている。[ 39 ] 2008年には、エチオピア東部のアファール地溝帯で発見された1000万年前の類人猿Chororapithecus abyssinicusと、同じく1000万年前のNakalipithecus nakayamaiという2つのヒト科化石がここで発見された。 [ 40 ]
南緯3時00分 東経35度30分/南緯3.0度 東経35.5度/ -3.0; 35.5