Nowe badania prowadzone przez University of Colorado Boulder ujawniają złożoną historię stojącą za jedną z najbardziej znanych cech geologicznych Wielkiego Kanionu: tajemniczą i brakującą przerwę czasową w zapisie skalnym kanionu, który obejmuje setki milionów lat.
Badania zbliżają się do rozwiązania zagadki zwanej „Wielką Niezgodnością”, która wprawiała geologów w zakłopotanie, odkąd została po raz pierwszy opisana prawie 150 lat temu.
Pomyśl o czerwonych urwiskach i klifach Wielkiego Kanionu jako podręczniku historii Ziemi, wyjaśnił Barra Peak, główna autorka nowego badania i absolwenta nauk geologicznych na CU Boulder. Jeśli pomniejszysz skalne ściany kanionu, możesz cofnąć się o prawie 2 miliardy lat wstecz w przeszłość planety. Ale w tym podręczniku brakuje również stron: na niektórych obszarach skały liczące ponad miliard lat zniknęły z Wielkiego Kanionu bez śladu.
Geolodzy chcą wiedzieć dlaczego.
„Wielka niezgodność jest jednym z pierwszych dobrze udokumentowanych zjawisk geologicznych w Ameryce Północnej” – powiedział Peak. „Ale do niedawna nie mieliśmy zbyt wielu danych co do tego, kiedy i jak to się stało”.
Teraz ona i jej koledzy sądzą, że mogą zawęzić odpowiedź w artykule opublikowanym w tym miesiącu w czasopiśmie Geology. Zespół donosi, że seria małych, ale gwałtownych zdarzeń uskokowych mogła wstrząsnąć regionem podczas rozpadu starożytnego superkontynentu zwanego Rodinia. Wynikające z tego spustoszenie prawdopodobnie rozerwało ziemię wokół kanionu, powodując wypłukiwanie skał i osadów do oceanu.
Odkrycia zespołu mogą pomóc naukowcom uzupełnić brakujące fragmenty tego, co wydarzyło się w tym krytycznym okresie dla Wielkiego Kanionu – dziś jednego z najważniejszych cudów natury Ameryki Północnej.
„W naszym laboratorium mamy nowe metody analityczne, które pozwalają nam rozszyfrować historię w brakującym oknie czasu w Wielkiej Niezgodności” – powiedziała Rebecca Flowers, współautorka nowego badania i profesor nauk geologicznych. „Robimy to w Wielkim Kanionie i innych lokalizacjach Wielkiej Niezgodności w Ameryce Północnej”.
Piękne linie
To tajemnica, która sięga daleko wstecz. John Wesley Powell, imiennik dzisiejszego jeziora Powell, po raz pierwszy zobaczył Wielką Niezgodność podczas swojej słynnej wyprawy w 1869 r. łodzią w dół rzeki Kolorado.
Peak, która odbyła podobny rejs badawczy przez Wielki Kanion wiosną 2021 roku, powiedziała, że obiekt jest na tyle wyraźny, że można go zobaczyć z rzeki.
– Są piękne linie – powiedziała Peak. „Na dole widać bardzo wyraźnie, że są skały, które zostały zsunięte. Ich warstwy są pionowe. Następnie jest odcięcie, a nad nimi masz te piękne poziome warstwy, które tworzą kolce i szczyty, z którymi się kojarzy Wielki Kanion.”
Różnica między tymi dwoma rodzajami skał jest znacząca. W zachodniej części kanionu, w kierunku jeziora Mead, kamień piwniczny ma od 1,4 do 1,8 miliarda lat. Jednak skały znajdujące się na szczycie mają zaledwie 520 milionów lat. Od czasu podróży Powella naukowcy widzieli dowody podobnych okresów straconego czasu na stanowiskach w Ameryce Północnej.
„Minęło ponad miliard lat” – powiedziała Peak. „To także miliard lat podczas interesującej części historii Ziemi, w której planeta przechodzi ze starszego miejsca na współczesną Ziemię, którą znamy dzisiaj”.
Kontynent się dzieli
Aby zbadać przemianę, Peak i jej koledzy zastosowali metodę zwaną „termochronologią”, która śledzi historię ciepła w kamieniu. Peak wyjaśniła, że kiedy formacje geologiczne są zakopane głęboko pod ziemią, rosnące na nich ciśnienie może spowodować, że staną się przypieczone. Ciepło to z kolei pozostawia ślad w chemii minerałów w tych formacjach.
Korzystając z tego podejścia, naukowcy przeprowadzili badanie próbek skał zebranych z całego Wielkiego Kanionu. Odkryli, że historia tej cechy może być bardziej zawiła, niż zakładali naukowcy. W szczególności zachodnia połowa kanionu i jego wschodnia część (część, którą najlepiej znają turyści) mogły ulegać różnym zawirowaniom geologicznym na przestrzeni czasu.
„To nie jest pojedynczy blok z taką samą historią temperatur” – powiedział Peak.
Około 700 milionów lat temu wydaje się, że skały piwniczne na zachodzie wypłynęły na powierzchnię. Jednak we wschodniej połowie ten sam kamień znajdował się pod kilometrami osadu.
Różnica prawdopodobnie sprowadzała się do rozpadu Rodinii, gigantycznej masy lądowej, która zaczęła się rozpadać mniej więcej w tym samym czasie, powiedziała Peak. Wyniki naukowców sugerują, że ten wielki wstrząs mógł rozerwać wschodnią i zachodnią połówkę Wielkiego Kanionu na różne sposoby i w nieco innym czasie, tworząc w ten sposób Wielką Niezgodność.
Peak i jej koledzy przyglądają się teraz innym miejscom Wielkiej Niezgodności w Ameryce Północnej, aby zobaczyć, jak ogólny może być ten obraz. Na razie jest podekscytowana oglądaniem historii geologicznej rozgrywającej się w jednym z najbardziej malowniczych krajobrazów w kraju.
„Jest tam tak wiele rzeczy, których nie ma nigdzie indziej” – powiedziała. „To naprawdę niesamowite naturalne laboratorium”.
