مدل‌های کامپیوتری تأیید می‌کنند که Superplume آفریقایی مسئول تغییر شکل‌های غیرمعمول زمین و همچنین ناهمسانگردی لرزه‌ای موازی شکاف است که در زیر سیستم شکاف آفریقای شرقی مشاهده شده است.
D. Sarah Stamps، ژئوفیزیکدان گفت: در شکاف قاره ای، ترکیبی از کشش و شکستگی وجود دارد که به اعماق زمین می رسد. شکافتن قاره ای شامل کشش لیتوسفر – بیرونی ترین و سفت و سخت ترین لایه زمین است. همانطور که لیتوسفر نازک می شود، مناطق کم عمق آن تغییر شکل شکننده ای را تجربه می کنند که با شکستن سنگ ها و زلزله همراه است.
Stamps که این فرآیندها را با استفاده از مدل‌سازی کامپیوتری و GPS برای نقشه‌برداری از حرکات سطحی با دقت میلی‌متری مطالعه می‌کند، سبک‌های تغییر شکل متفاوت قاره‌های شکاف را با بازی با Silly Putty مقایسه می‌کند.
استمپس، دانشیار دپارتمان علوم زمین، بخشی از کالج علوم فناوری ویرجینیا، می گوید: «اگر با چکش به Silly Putty ضربه بزنید، در واقع می تواند ترک بخورد و بشکند. “اما اگر به آرامی آن را جدا کنید، بتونه احمقانه کشیده می شود. بنابراین در مقیاس های زمانی مختلف، لیتوسفر زمین به روش های متفاوتی رفتار می کند.”
چه در کشش و چه در شکستن، تغییر شکل ناشی از شکاف قاره ای معمولاً از الگوهای جهت قابل پیش بینی در رابطه با شکاف پیروی می کند: تغییر شکل تمایل به عمود بر شکاف دارد. سیستم شکاف آفر یقای شرقی، بزرگترین سیستم شکاف قاره ای زمین، دارای آن تغییر شکل های شکاف-عمود است. اما پس از اندازه‌گیری سیستم شکاف با ابزارهای GPS برای بیش از 12 سال، استمپ تغییر شکل‌هایی را نیز مشاهده کرد که در جهت مخالف و موازی با شکاف‌های سیستم پیش رفت. تیم او در Geodesy and Tectonophysics Labhas برای یافتن دلیل آن کار کردند.
در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله تحقیقات ژئوفیزیک منتشر شده است، این تیم فرآیندهای پشت سیستم شکاف آفریقای شرقی را با استفاده از مدل‌سازی ترمومکانیکی سه‌بعدی که توسط اولین نویسنده این مطالعه، Tahiry Rajaonarison، محقق فوق‌دکتری در نیومکزیکو Tech که دکترای خود را دریافت کرده بود، بررسی کردند. . در ویرجینیا تک به عنوان یکی از اعضای آزمایشگاه Stamps. مدل‌های او نشان داد که تغییر شکل غیرمعمول و موازی شکاف سیستم شکاف توسط جریان گوشته به سمت شمال مرتبط با Superplume آفریقایی هدایت می‌شود، بالا آمدن عظیم گوشته که از اعماق زمین در زیر جنوب غربی آفریقا برمی‌خیزد و در سراسر قاره به سمت شمال شرقی می‌رود و کم عمق‌تر می‌شود. همانطور که به سمت شمال گسترش می یابد.
یافته‌های آنها، همراه با بینش‌های مطالعه‌ای که محققان در سال 2021 با استفاده از تکنیک‌های مدل‌سازی Rajaonarison منتشر کردند، می‌تواند به روشن کردن بحث‌های علمی در مورد اینکه نیروهای محرک صفحه بر سیستم شکاف آفریقای شرقی تسلط دارند کمک کند، که علت آن تغییر شکل عمود بر شکاف و تغییر شکل موازی شکاف است. : نیروهای شناوری لیتوسفر، نیروهای کشش گوشته یا هر دو.
به عنوان یک محقق فوق دکترا، استمپس شروع به مشاهده تغییر شکل غیرمعمول و موازی شکاف سیستم شکاف آفریقای شرقی با استفاده از داده‌های ایستگاه‌های GPS کرد که سیگنال‌های بیش از 30 ماهواره در مدار زمین را از فاصله حدود 25000 کیلومتری اندازه‌گیری می‌کرد. مشاهدات او لایه ای از پیچیدگی را به بحث در مورد آنچه که سیستم شکاف را هدایت می کند اضافه کرده است.
برخی از دانشمندان شکافتن در شرق آفر یقا را عمدتاً توسط نیروهای شناوری لیتوسفر هدایت می‌کنند، که نیروهای نسبتاً کم عمقی هستند که عمدتاً به توپوگرافی بالای سیستم شکاف، معروف به سوپرزول آفریقا، و تغییرات چگالی در لیتوسفر نسبت داده می‌شوند. برخی دیگر به نیروهای کشش افقی گوشته اشاره می‌کنند، نیروهای عمیق‌تر ناشی از فعل و انفعالات با گوشته که به صورت افقی در زیر آفربقای شرقی جریان دارند، به عنوان محرک اصلی.
مطالعه سال 2021 این تیم از طریق شبیه‌سازی‌های محاسباتی سه بعدی نشان داد که شکاف و تغییر شکل آن می‌تواند توسط ترکیبی از این دو نیرو ایجاد شود. مدل‌های آنها نشان داد که نیروهای شناور لیتوسفر مسئول تغییر شکل عمود بر شکاف قابل پیش‌بینی‌تر بودند، اما این نیروها نمی‌توانستند تغییر شکل غیرعادی و موازی شکافی را که توسط اندازه‌گیری‌های GPS Stamps دریافت می‌شد، توضیح دهند.
Rajaonarison در مطالعه تازه منتشر شده خود، دوباره از مدل‌سازی ترمومکانیکی سه بعدی استفاده کرد، این بار برای تمرکز بر منبع تغییر شکل‌های شکاف موازی. مدل‌های او تأیید می‌کنند که Superplume آفریقایی مسئول تغییر شکل‌های غیرعادی و همچنین ناهمسانگردی لرزه‌ای موازی شکاف است که در زیر سیستم شکاف آفریقای شرقی مشاهده شده است.
استمپس گفت که ناهمسانگردی لرزه ای جهت گیری یا هم ترازی سنگ ها در یک جهت خاص در پاسخ به جریان گوشته، محفظه های مذاب یا پارچه های ساختاری از قبل موجود در لیتوسفر است. در این مورد، هم ترازی سنگ ها از جهت جریان گوشته شمالی Superplume آ فریقایی پیروی می کند که جریان گوشته را به عنوان منبع آنها نشان می دهد.
راجائوناریسون گفت: “ما می گوییم که جریان گوشته در جهت شرقی-غربی، شکاف- عمود بر برخی از تغییر شکل ها حرکت نمی کند، اما ممکن است باعث ایجاد تغییر شکل غیرعادی به سمت شمال به موازات شکاف شود.” ما ایده‌های قبلی مبنی بر اینکه نیروهای شناور لیتوسفر باعث ایجاد شکاف می‌شوند را تأیید کردیم، اما در حال ارائه بینش جدیدی هستیم که تغییر شکل غیرعادی می‌تواند در شرق آفریقا رخ دهد.»
کسب اطلاعات بیشتر در مورد فرآیندهای درگیر در شکافتن قاره، از جمله این فرآیندهای غیرعادی، به دانشمندان کمک می کند تا از پیچیدگی پشت شکستن یک قاره که دهه هاست در تلاش بوده اند، خلاص شوند. استمپس گفت: «ما در مورد این نتیجه حاصل از مدل‌سازی عددی دکتر راجائوناریسون هیجان‌زده هستیم، زیرا اطلاعات جدیدی در مورد فرآیندهای پیچیده‌ای که سطح زمین را از طریق شکافتن قاره شکل می‌دهند، ارائه می‌دهد.
نظرات کاربران