Geologer graver i Grand Canyons mystiske kløft i tid

En ny undersøgelse ledet af University of Colorado Boulder afslører den komplekse historie bag en af ​​Grand Canyons mest kendte geologiske træk:Et mystisk og manglende tidsrum i kløftens klipperekord, der dækker hundreder af millioner af år.

Forskningen kommer tættere på at løse et puslespil, kaldet "den store uoverensstemmelse, "Det har forvirret geologer, siden det først blev beskrevet for næsten 150 år siden.

Tænk på de røde skrænter og klipper i Grand Canyon som Jordens historielærebog, forklarede Barra Peak, hovedforfatter på det nye studie og en kandidatstuderende i geologiske videnskaber ved CU Boulder. Hvis du nedskalerer kløftens klippesider, du kan springe næsten 2 milliarder år tilbage i planetens fortid. Men den lærebog mangler også sider:På nogle områder, mere end 1 milliard års sten er forsvundet fra Grand Canyon sporløst.

Geologer vil gerne vide hvorfor.

"Den store uoverensstemmelse er et af de første veldokumenterede geologiske træk i Nordamerika, " sagde Peak. "Men indtil for nylig, vi havde ikke mange begrænsninger på, hvornår eller hvordan det skete."

Nu, hun og hendes kolleger tror, ​​at de måske er ved at indsnævre et svar i et papir offentliggjort i denne måned i tidsskriftet Geologi . Holdet rapporterer, at en række små, men voldelige fejlbegivenheder kan have rystet regionen under opløsningen af ​​et gammelt superkontinent kaldet Rodinia. Den resulterende ravage rev sandsynligvis jorden op omkring kløften, får sten og sediment til at skylle væk og ud i havet.

Holdets resultater kan hjælpe videnskabsmænd med at udfylde manglende stykker af, hvad der skete i denne kritiske periode for Grand Canyon - i dag et af Nordamerikas førende naturlige vidundere.

"Vi har nye analytiske metoder i vores laboratorium, der giver os mulighed for at dechifrere historien i det manglende tidsvindue på tværs af den store uoverensstemmelse, " sagde Rebecca Flowers, medforfatter til det nye studie og professor i geologiske videnskaber. "Vi gør dette i Grand Canyon og andre steder i Great Unconformity i Nordamerika."

Smukke linjer

Det er et mysterium, der rækker langt tilbage. John Wesley Powell, navnebroren til nutidens Lake Powell, første gang oplevede Great Unconformity under hans berømte ekspedition i 1869 med båd ned ad Colorado-flodens strømfald.

Spids, som gennemførte en lignende forskningsraftingtur gennem Grand Canyon i foråret 2021, sagde, at funktionen er skarp nok til, at du kan se den fra floden.

"Der er smukke linjer, " sagde Peak. "Nederst, man kan meget tydeligt se, at der er sten, der er blevet skubbet sammen. Deres lag er lodrette. Så er der en afskæring, og over det har du disse smukke vandrette lag, der danner de spidser og toppe, som du forbinder med Grand Canyon."

Forskellen mellem disse to typer sten er betydelig. I den vestlige del af kløften mod Lake Mead, kælderstenen er 1,4 til 1,8 milliarder år gammel. Klipperne, der sidder på toppen, imidlertid, er kun 520 millioner år gamle. Siden Powells rejse, videnskabsmænd har set beviser for lignende perioder med tabt tid på steder rundt om i Nordamerika.

"Der er mere end en milliard år, der er gået, " sagde Peak. "Det er også en milliard år i løbet af en interessant del af Jordens historie, hvor planeten skifter fra en ældre indstilling til den moderne Jord, vi kender i dag."

Et kontinent deler sig

For at udforske overgangen, Peak og hendes kolleger brugte en metode kaldet "termokronologi, " som sporer historien om varme i sten. Peak forklarede, at når geologiske formationer er begravet dybt under jorden, trykket, der opbygges oven på dem, kan få dem til at blive toasty. Den varme, på tur, efterlader et spor i kemien af ​​mineraler i disse formationer.

Ved at bruge denne tilgang, forskerne gennemførte en undersøgelse af prøver af sten indsamlet fra hele Grand Canyon. De opdagede, at historien om denne funktion kan være mere indviklet, end videnskabsmænd har antaget. I særdeleshed, den vestlige halvdel af kløften og dens østlige del (den del, som turister er mest bekendt med) kan have undergået forskellige geologiske forvridninger gennem tiden.

"Det er ikke en enkelt blok med samme temperaturhistorie, " sagde Peak.

For omkring 700 millioner år siden, kældersten i vest synes at være steget til overfladen. I den østlige halvdel, imidlertid, den samme sten var under kilometervis af sediment.

Forskellen kom sandsynligvis ned til bruddet af Rodinia, en gigantisk landmasse, der begyndte at trække sig fra hinanden på omtrent samme tid, sagde Peak. Forskernes resultater tyder på, at denne store omvæltning kan have revet sig i den østlige og vestlige halvdel af Grand Canyon på forskellige måder og på lidt forskellige tidspunkter - hvilket har produceret den store uoverensstemmelse i processen.

Peak og hendes kolleger kigger nu på andre steder af den store uoverensstemmelse i Nordamerika for at se, hvor generelt dette billede kan være. For nu, hun er spændt på at se den geologiske historie udspille sig i et af landets mest maleriske landskaber.

"Der er bare så mange ting der, som ikke er til stede andre steder, " sagde hun. "Det er et virkelig fantastisk naturligt laboratorium."