동아프리카 지구대

동아프리카 지구대

동아프리카 지구대(East African Rift System;EARS) 또는 동아프리카 열곡대(裂谷帶)는 아프리카의 아파르 삼각지대에서 동아프리카의 모잠비크 동부에 걸쳐 아프리카 대륙의 동쪽을 따라 발달한 폭 35~60km, 연장 4,000km의 열곡대로 대지구대의 일부이다.[1] 이 지구대에 의해 아프리카 판은 둘로 쪼개지고 있으며, 그 속도는 1년에 2~7mm이다.[2][3]

개요

Main rift faults, plates, plate boundaries, GPS plate velocities between adjacent blocks and minimum horizontal stress directions

아프리카 대륙을 열개(裂開)시키는 동아프리카 열곡대는[4] 아파르 삼각지대에서 시작되며, 남서쪽으로 연결되어 에티오피아 고원을 둘로 가르고, 모잠비크 인근까지 이어진다. 일련의 단층 분지들과 화산들이 분포하며, 동아프리카 지구대는 동부 지구대와 서부 지구대로 나뉜다.[5] 이 열곡대는 신생대 제3기초 올리고세(30∼35 Ma)부터 북쪽에서부터 형성되기 시작하여 현재까지 대륙 내부에서 현생 지구조 확장운동이 일어나고 있다. 더 북쪽의 홍해와 아덴만에서는 현재까지 확장 운동에 의해 새로운 해양지각이 생성되고 있다.[6] 지진 활동 또한 활발하다.[7]

동부 열곡대는 아파르(Afar), 주 에티오피아(Main Ethiopian), 투르카나(Turkana), 케냐(Kenya) 열곡으로, 서부 열곡대는 알버트(Albert), 키부(Kivu), 탕가니카(Tanganyika), 루콰(Rukwa), 말라위(Malawi) 열곡으로 구성되며, 남서 열곡대는 오카방고(Okavango) 열곡을 포함한다.[8]

동부 열곡대

동부 열곡대는 케냐와 탄자니아의 중앙부를 지난다.[9] 아파르 함몰지(Afar Depression)와 주 에티오피아 열곡대(Main Ethiopian Rift)를 포함한다.[10]

주 에티오피아 열곡대

주 에티오피아 열곡대(Main Ethiopian Rift: MER)는 에티오피아-케냐 간 국경지대인 투르카나호에서 홍해 및 아덴만 열곡대와 만나는 아파르 함몰지(Afar Depression)까지 대략 폭 70-80 km, 길이 700 km의 연장을 가진다.[11] 동아프리카 지구대의 최북단에 해당한다.[12][13] 3천만년 전에 화산활동이, 1100만년 전[14] 확장이 시작되었으며, 많은 양의 현무암 분출에 의해 융기되었다. 열곡 중심축에서는 제4기 지각의 확장이 일어나는 원지(Wonji) 단층대가 발달하며, 단층대를 따라 커다란 화산체가 분포한다.[8]

케냐 열곡대

그레고리(Gregory) 열곡으로도 알려져 있는 케냐 열곡대는 투르카나호에서 탄자니아 북부까지 연장되는 열곡대이며, 신생대 제3기 마이오세 초기에 북쪽에서는 투르카나호에서부터 형성되기 시작하여 중기 및 말기 마이오세에 활성화되면서 남쪽으로 확장되었다.[8] 이 열곡대에 의해 케냐는 활발한 지진 활동을 보인다.[15]

서부 열곡대

동부와 서부 열곡대

서부 열곡대는 동아프리카 대지의 가장자리와 빅토리아호의 서쪽인 콩고 민주 공화국과 우간다 및 탄자니아 사이의 국경을 따라 발달하며,[16] 고각의 정단층에 의해 특징되는 전형적인 반지구대(half graben)이다.[8] 지진 활동이 매우 활발하고 다수의 지진이 이곳에 집중되나 화산 활동은 저조한 편이다.[17][18] 2016년 9월 10일 발생한 탄자니아 지진(en:2016 Tanzania earthquake)은 빅토리아호의 서쪽에서 발생했으며, 이는 동아프리카 열곡대의 서부 열곡대(West Branch)와 가깝다.[19]

앨버트 열곡대와 리노 지구대

앨버트(Albertine) 열곡대는 서부 열곡대의 일부이며, 앨버트호에서 탕가니카호까지 연장된다. 앨버트 열곡대에는 주변의 선캄브리아기 암석에서 유래된 사암과 셰일 지층이 있다. 앨버트, 리노 지구대는 서부 열곡대의 북부 분절이며 리노 지구대는 북서 방향의 아스와 전단대(Aswa shear zone)에 의해 끊긴다.[20][21]

키부 열곡대

키부(Kivu) 열곡대는 서부 열곡대의 중앙 부분이며, 르완다에서 부룬디, 콩고 민주 공화국의 동쪽을 거쳐 탄자니아 북서부까지 이어진다.[22][23]

루콰 열곡대

루콰(Rukwa) 열곡대는 서부 열곡대의 일부이며, 남서부 탄자니아의 탕가니카호와 말라위를 잇는 북서-남동 방향, 폭은 50km, 연장 300km의 열곡이다. 루콰 호(Lake Rukwa)를 지나며 반지구대(half-graben)의 모습을 보인다.[24]

말라위 열곡대

말라위 열곡대는 동아프리카 열곡대 서부 열곡대의 남쪽 부분이며, 40~90km의 폭과 800km의 연장을 가진다.[25] 말라위 열곡에서 1989년 3월 10일 규모 6.3의 지진(en:1989 Malawi earthquake)과 2006년 2월 22일 규모 7.0의 지진이 발생했다.(en:2006 Mozambique earthquake)[26][27]

남서 열곡대

서부 열곡대에서 남서 방향으로 분기된 남서 열곡대는 콩고 남부와 잠비아의 탕가니카호에서부터 남서 방향으로 1700km 연장되어 보츠와나의 오카방고(Okavango) 열곡대와 연결된다.[28][8][29] 동아프리카 열곡대에 위치한 탕가니카호에서 2005년 12월 규모 6.8의 지진이 발생했다.(en:2005 Lake Tanganyika earthquake)[30]

오카방고 열곡대

오카방고(Okavango) 열곡대는 동아프리카 열곡대의 남서 열곡대 말단부에 위치한 대륙 열개 분지(continental rift basin)이다.[31]

미판

엘곤산(왼쪽)과 동아프리카 지구대(오른쪽)

동아프리카 열곡대에 의해 아프리카판과 소말리아판 사이에 빅토리아(Victoria), 로부마(Rovuma), 루완들(Lwandle)이라 이름붙여진 미판(microplates; 소규모의 판)이 존재한다.[32] 빅토리아 미판(microplates)은 동부와 서부 열곡대 사이에 위치한다.[33] 소말리아판과 로부마 미판은 시계방향으로, 빅토리아 미판은 반시계방향으로 회전하고 있는데[34] 빅토리아 미판의 회전은 그동안 탄자니아 강괴의 플룸 운동에 의한 것으로 해석되었으나 보다 최근에는 동아프리카 지구대의 서부 및 동부 열곡대의 유동(rheology)에 의한 것으로 해석된다.[35]

화산 활동

동아프리카 지구대에는 많은 휴화산과 활화산이 분포되어 있다. 킬리만자로산, 케냐산등은 휴화산이며, 올 도이뇨 렝가이 화산은 세계 유일의 나트로카보나타이트 화산이다. 동아프리카 열곡대의 신생대 화산 활동은 북부, 특히 동부 열곡대에 분포하며, 남부에서는 드물다. 북동부 아프리카의 화산 활동은 이 지역의 플룸과 관련되어 있다.[36]

인류의 진화

동아프리카 지구대는 인류의 진화를 연구하는 화석이 풍부하다. "루시"라는 이름으로 알려진 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스 화석을 포함한 여러 사람과의 조상 뼈가 발견되었다.[37]

미래

먼 미래에 열곡대는 더욱 벌어져 바닷물이 들어와 바다가 되고, 중앙해령으로 변할 것으로 보인다.[38]

각주

  1. ↑ “동아프리카 열곡대의 지질 및 광화작용”. 한국광물학회지. 2013년. 동아프리카 열곡대는 아라비아반도와 아프리카 북동부의 경계에서 부채꼴 형태로 남쪽으로 뻗은 대단층 함몰지구대이다. 아프리카 판 내부에 발달한 열곡대의 폭은 35~60 km이며 연장은 약 4,000km로 알려져 있다. 
  2. ↑ “동아프리카 열곡(EAR)의 확장에 관한 연구”. 사이언스온. 2017년 1월 5일. 
  3. ↑ “Angular velocities of Nubia and Somalia from continuous GPS data: implications on present-day relative kinematics”. ScienceDirect, Earth and Planetary Science Letters. 2004년 5월. 
  4. ↑ “The East African rift system, <Distribution and types of volcanism>”. Journal of African Earth Sciences. 2005년 10월. The EARS is a lithospheric opening in the African continent, which in terms of plate tectonics results from the divergence of large, regional-scale blocks. 
  5. ↑ “Present-day kinematics of the East African Rift”. Advancing Earth and Space Science. 2014년 3월 20일. 2021년 9월 2일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 9월 2일에 확인함. The EAR is composed of a series of fault-bounded basins and volcanic centers stretching through East Africa in a roughly NS direction, with seismicity, active faulting, and volcanism generally localized along narrow belts separating largely aseismic domains. 
  6. ↑ “동아프리카 열곡대의 지질 및 광화작용”. 한국광물학회지. 2013년. 이 열곡대는 제3기초 올리고세(30∼35 Ma)부터 북쪽에서부터 형성되기 시작하여 현재까지 남쪽으로 진행하고 있는 대륙 내부에서 현생 지구조 확장운동이 일어나고 있는 지질학적으로 매우 흥미로운 지역이다... 열곡대는 에티오피아에서 남서쪽으로 발달하다 에티오피아 남부에서 동, 서 및 남서 열곡 분기대로 나누어진다...북쪽 홍해와 아덴만에서는 현재까지 확장 운동에 의해 새로운 해양지각이 생성되고 있다. 
  7. ↑ “Seismicity of the East African Rift System for the period 2013 to 2016”. Journal of African Earth Sciences. 2021년. The activity is demonstrated in terms of faulting and volcanism where significant and damaging earthquakes have been recorded and reported from time to time. Previous studies showed that the East African Rift System exhibits significantly high seismic activity (Kebede and Kulhánek, 1991; Macheyeki et al., 2008) and suggested the correlation of earthquakes occurrence with the geologic features 
  8. ↑ 가 나 다 라 마 “동아프리카 열곡대의 지질 및 광화작용”. 한국광물학회지. 2013년. 
  9. ↑ “M5.9 – 27km ENE of Nsunga, Tanzania”. 미국 지질조사국. 2016년 9월 10일. 2016년 9월 10일에 확인함. The East Branch of the Rift System runs north-to-south through Kenya and central Tanzania, several hundred kilometers to the east of the September 10 earthquake. 
  10. ↑ “Crustal and thermal structure of the Permian – Jurassic Luangwa – Lukusashi – Luano Rift, Zambia: Implications for strain localization in magma – Poor continental rifts”. Journal of African Earth Sciences. 2021년 3월. The EARS has been traditionally divided into the magma-rich Eastern Branch (including the Afar Depression and the Main Ethiopian Rift) and the magma-poor Western Branch. 
  11. ↑ “Present-day kinematics of the East African Rift”. Advancing Earth and Space Science. 2014년 3월 20일. 2021년 9월 2일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 9월 2일에 확인함. The northernmost branch of the EAR is the Main Ethiopian Rift, a single-extensional rift basin between Nubia and Somalia extending from the Afar triple junction [Wolfenden et al., 2004; Keir et al., 2009] to the Lake Turkana depression in northern Kenya. 
  12. ↑ “주 에티오피아 열곡대 내 온천수의 산출특성 및 천열수형 광상의 부존 잠재성”. 대한자원환경지질학회. 2013년. 
  13. ↑ Ebinger, Cynthia (April 2005). “Continental break-up: The East African perspective”. 《Astronomy and Geophysics》. The Main Ethiopian Rift (MER) is the northernmost sector of the East African Rift system, which meets the NE–spreading Red Sea and Gulf of Aden rifts in the Afar depression. 
  14. ↑ Ebinger, Cynthia (April 2005). “Continental break-up: The East African perspective”. 《Astronomy and Geophysics》. Extension in the MER started at ˜11 Ma with the initiation of high–angle border faults commonly marked by eruptive volcanic centres, with a progressive narrowing in the zone of deformation. 
  15. ↑ “The seismicity in Kenya (East Africa) for the period 1906–2010: A review”. ScienceDirect, Journal of African Earth Sciences. 2014년 1월. Kenya is seismically active since the Kenya rift valley traverses through the country from north to south bisecting the country into eastern and western regions...The Kenya rift valley and the Kavirondo (Nyanza) rift are the most seismically active where earthquakes of local magnitude (Ml) in the order of <2.0–5.0 occur. 
  16. ↑ “M5.9 – 27km ENE of Nsunga, Tanzania”. 미국 지질조사국. 2016년 9월 10일. 2016년 9월 10일에 확인함. In this context, today’s earthquake is some 200 km or more to the east of the West Branch of the Rift System, which runs along the border between the Democratic Republic of the Congo and both Uganda (in the north) and Tanzania (to the south). 
  17. ↑ “Seismicity of the East African Rift System for the period 2013 to 2016”. 《Journal of African Earth Sciences》. 2021년. ...the EARS has the western and eastern branches (Fig. 1). The western branch is seismically very active (Delvaux et al., 2012) and the active faults are providing good information in understanding of the tectonics activities of the region. 
  18. ↑ “Present-day kinematics of the East African Rift”. Advancing Earth and Space Science. 2014년 3월 20일. 2021년 9월 2일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 9월 2일에 확인함. Most of the seismicity of the EAR is concentrated in the magma-poor Western Rift, which initiated around 25 Ma simultaneously with the Eastern branch [Roberts et al., 2012]... The Western branch is characterized by low-volume volcanic activity, large (M > 6.5) magnitude earthquakes, and hypocenters at depths up to 30–40 km [Yang and Chen, 2010; Craig et al., 2011]. 
  19. ↑ “M5.9 – 27km ENE of Nsunga, Tanzania”. 미국 지질조사국. 2016년 9월 10일. 2016년 9월 10일에 확인함. The location of the September 10, 2016 earthquake broadly places it in the East African Rift System, a 3,000-km-long Cenozoic age continental rift extending from the Afar triple junction (between the horn of Africa and the Middle East), to western Mozambique. In this context, today’s earthquake is some 200 km or more to the east of the West Branch of the Rift System, which runs along the border between the Democratic Republic of the Congo and both Uganda (in the north) and Tanzania (to the south). 
  20. ↑ Katumwehe, Andrew B.; Abdelsalam, Mohamed G.; Atekwana, Estella A. (2015년 4월). “The role of pre-existing Precambrian structures in rift evolution: The Albertine and Rhino grabens, Uganda”. 《Tectonophysics》 646 (4): 117-129. doi:10.1016/j.tecto.2015.01.022. 
  21. ↑ Owiunji & Plumptre 2011, 164쪽.
  22. ↑ “Seismic hazard assessment of the Kivu rift segment based on a new seismotectonic zonation model (western branch, East African Rift system)”. ScienceDirect, Journal of African Earth Sciences. 2017년 10월. The Kivu rift region lies in the central part of the western branch of the East African rift system which is considered in an early continental extension stage. It extends over Rwanda, Burundi, eastern Democratic Republic of Congo (DRC), SW Uganda and NW Tanzania. 
  23. ↑ “The Cenozoic volcanism in the Kivu rift: Assessment of the tectonic setting, geochemistry, and geochronology of the volcanic activity in the South-Kivu and Virunga regions”. ScienceDirect, Journal of African Earth Sciences. 2016년 9월. 
  24. ↑ “Sedimentology and depositional environments of the Red Sandstone Group, Rukwa Rift Basin, southwestern Tanzania: New insight into Cretaceous and Paleogene terrestrial ecosystems and tectonics in sub-equatorial Africa”. ScienceDirect, Journal of African Earth Sciences. 2010년 5월. The Rukwa Rift is a roughly 300 km long by 50 km wide northwest-southeast trending segment of the Western Branch of the East African Rift System, located in southwestern Tanzania between Lakes Tanganyika and Malawi...Structurally, the Rukwa Rift displays classic half-graben architecture 
  25. ↑ Gupta, Harsh K.; Malomo, Siyan (1995). “The Malawi Earthquake of March 10, 1989: Report of Field Survey”. 《Seismological Research Letters》. 
  26. ↑ Jackson, James; Blenkinsop, Tom (1993). “The Malawi Earthquake of March 10, 1989: Deep Faulting Within the East African Rift System”. 《Tectonics》 12 (5): 1,131–1,139. Bibcode:1993Tecto..12.1131J. doi:10.1029/93tc01064. The March 10, 1989 earthquake (Mw 6.1) in Malaŵi is the first such deep event to have occurred within the main topographic expression of the late Cenozoic east African rift system. Its focal mechanism and depth (32 ± 5 km) allow it to be plausibly associated with slip on a deep part of a major normal fault zone bounding the Malawi rift. 
  27. ↑ “Present-day kinematics of the East African Rift”. Advancing Earth and Space Science. 2014년 3월 20일. 2021년 9월 2일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 9월 2일에 확인함. South of the Malawi Rift, active deformation extends along the seismically active Urema graben and further south along the Chissenga seismic zone and the Urrongas protorift swell [Hartnady, 2006], where the Mw7.0 Machaze, Mozambique, earthquake of 23 February 2006 occurred [Fenton and Bommer, 2006; Yang and Chen, 2008]. 
  28. ↑ “Geometry and faults tectonic activity of the Okavango Rift Zone, Botswana: Evidence from magnetotelluric and electrical resistivity tomography imaging”. ScienceDirect, Journal of African Earth Sciences. 2012년 4월. Zone The ORZ(The Okavango Rift) is part of the Southwestern Branch of the EARS. This branch consists of a network of 100 km long and 40–80 km wide Quaternary rift basins distributed along an approximately 250 km wide corridor extending for about 1700 km west of the Tanganyika and Malawi rifts. 
  29. ↑ “Crustal and thermal structure of the Permian – Jurassic Luangwa – Lukusashi – Luano Rift, Zambia: Implications for strain localization in magma – Poor continental rifts”. Journal of African Earth Sciences. 2021년 3월. The SWB(Southwestern Branch) constitutes a series of rift basins that extend for ~1700 km in a southeastern direction from the western side of the Tanganyika and Malawi rifts to the Okavango rift zone in Botswana. 
  30. ↑ “Magnitude 6.8 quake kills at least two in Congo”. 《NBC News》. 2005년 12월 5일. 2005년 12월 5일에 확인함. ...The region is located along the Great Rift Valley, which runs for 3,000 miles between Syria and Mozambique and passes through the Dead Sea, below Jerusalem's eastern hills. 
  31. ↑ “Geometry and faults tectonic activity of the Okavango Rift Zone, Botswana: Evidence from magnetotelluric and electrical resistivity tomography imaging”. ScienceDirect, Journal of African Earth Sciences. 2012년 4월. The Okavango Rift Zone (ORZ) is an incipient continental rift basin found at the terminal of the Southwestern Branch of the East African Rift System. 
  32. ↑ “Present-day kinematics of the East African Rift”. Advancing Earth and Space Science. 2014년 3월 20일. 2021년 9월 2일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2021년 9월 2일에 확인함. This led Hartnady [2002] to postulate the existence of microplates (among which the Victoria, Rovuma, and Lwandle microplates discussed in this paper, Figure 1) embedded between the main Nubia and Somalia plates. 
  33. ↑ “M5.9 – 27km ENE of Nsunga, Tanzania”. 미국 지질조사국. 2016년 9월 10일. 2016년 9월 10일에 확인함. The Victoria microplate lies between these two branches of the rift, and helps to accommodate the dominantly divergent (extensional) tectonics of the Rift System, where rift segments are connected by dominantly strike-slip transform faults. 
  34. ↑ Rajaonarison, Tahiry A.; Stamps, D. Sarah; Naliboff, John (2021년 2월). “Role of Lithospheric Buoyancy Forces in Driving Deformation in East Africa From 3D Geodynamic Modeling”. 《Geophysical Research Letters》. doi:10.1029/2020GL090483. 
  35. ↑ Glerum, Anne; Brune, Sascha; Stamps, D. Sarah; R. Strecker, Manfred (2020년). “Victoria continental microplate dynamics controlled by the lithospheric strength distribution of the East African Rift”. 《Nature Communications》 11 (2881). doi:s41467-020-16176-x |doi= 값 확인 필요 (도움말). 
  36. ↑ “The East African rift system, <Distribution and types of volcanism>”. Journal of African Earth Sciences. 2005년 10월. Cenozoic volcanism in the EARS is widespread in the north—especially eastern branch, but sparse in the south...Abundant volcanism in Northeast Africa is related to plume occurrence. 
  37. ↑ 문희수 (2006). 《이야기로 떠나는 지구 기행》. 연세대학교 출판부, 361쪽. 
  38. ↑ 문희수 (2006). 《이야기로 떠나는 지구 기행》. 연세대학교 출판부, 360쪽. 

같이 보기