De eerste reis van de Colorado-rivier naar de oceaan was niet gemakkelijk, maar zijn verhaal is voortgekomen uit lagen sediment die bewaard zijn gebleven in tektonisch actieve delen van de benedenloop van de waterweg.

Een wetenschappelijk team, onder leiding van geoloog Rebecca Dorsey van de Universiteit van Oregon, theoretiseert dat de route van de rivier van het Colorado-plateau werd beïnvloed door een combinatie van tektonische vervorming en veranderende zeespiegels die tussen ongeveer 6,3 en 4,8 miljoen jaar geleden een reeks stops en starts veroorzaakten.

Het team van Dorsey legt zijn zaak uiteen in een onderzoekspaper op uitnodiging in het tijdschrift Sedimentaire geologie . De interpretatie van het team daagt het lang gekoesterde conventionele denken uit dat als een rivier eenmaal in verbinding staat met de oceaan, het een uitgemaakte zaak is.

"De geboorte van de Colorado-rivier was meer onderbroken en gevuld met meer ongelijkmatig gedrag dan we hadden verwacht, "Zei Dorsey. "We proberen dit al jaren uit te zoeken. Deze studie is een belangrijke synthese van regionale stratigrafie, sedimentologie en micropaleontologie. Door deze verschillende datasets te integreren, kunnen we de verschillende processen identificeren die de geboorte en vroege evolutie van dit iconische riviersysteem beheersten."

De regio die in het onderzoek wordt behandeld, strekt zich uit van de zuidelijke Bouse-formatie, in de buurt van het huidige Blythe, Californië, naar de westelijke Salton Trough ten noorden van waar de rivier nu in de Golf van Californië sijpelt. De Bouse-formatie en afzettingen in de Salton-trog hebben vergelijkbare leeftijden en overspannen beide zijden van de San Andreas-breuk, het verstrekken van belangrijke aanwijzingen voor de oorsprong van de rivier.

Vorig jaar, in het journaal Geologie , een project geleid door afgestudeerde student Brennan O'Connell, een co-auteur van de nieuwe studie, concludeerde dat gelamineerde sedimenten gevonden in blootgestelde rotsen langs de rivier bij Blythe 5,5 miljoen jaar geleden werden afgezet door getijstromen. De Golf van Californië, er werd gediscussieerd, uitgebreid tot in de regio, maar de ouderdom van de afzettingen en de tektonische en zeespiegelveranderingen die in die tijd aan het werk waren, werden niet goed begrepen.

Analyses door Kristin McDougall, een micropaleontoloog bij de U.S. Geological Survey en co-auteur van het nieuwe artikel, hielp het team de timing van de kalksteenafzettingen tot ongeveer 6 miljoen jaar geleden beter te bepalen, toen kleine mariene organismen in het water leefden en tegelijkertijd werden afgezet.

Ongeveer 5,4 miljoen jaar geleden, voorwaarden veranderd. De wereldwijde zeespiegel daalde, maar in plaats van dat het waterpeil in de baai daalde, zoals zou worden verwacht, de waterdiepte nam toe door tektonische bodemdaling, ontdekten de onderzoekers.

Het basale carbonaatmateriaal dat door mariene organismen was achtergelaten, werd vervolgens overspoeld door zoet water toen de rivier naar lagere hoogten stroomde, klei en zand meebrengend van bergachtig terrein, ze vonden.

"De baai vulde zich met riviersediment terwijl het sediment naar de oceaan migreerde, "Zei Dorsey. "Toen er meer sediment binnenkwam, transportprocessen zorgden ervoor dat het deltafront de vallei afdaalde, het transformeren van de zeebaai in een delta en vervolgens de vroegst doorstromende Colorado-rivier."

De rivier was in de golf aangekomen, maar slechts tijdelijk. Een touwtrekken van 200, 000 tot 300, 000 jaar begon zo'n 5,1 miljoen jaar geleden, toen de rivier stopte met het leveren van sedimenten van stroomopwaarts. De delta trok zich terug en het zeewater keerde voor korte tijd terug naar de lagere vallei van de Colorado-rivier. Het bewijs is in de stratigrafie en fossielen. Onderzoekers ontdekten dat klei en zand uit de rivier vermengd raakten met en vervolgens bedekt met zeesediment.

Iets, Dorsey zei, blijkbaar gebeurde stroomopwaarts, riviersediment op te vangen. Een goede gok, de onderzoekers denken, is tektonische activiteit, misschien aardbevingen langs een breukzone in het noordelijke stroomgebied van de rivier die verzakkingen in de rivierbedding veroorzaakten of diepe meren langs het pad van de rivier.

Ongeveer 4,8 miljoen jaar geleden, de rivier hervatte het afzetten van enorme hoeveelheden sediment in de Salton Trough en begon met de wederopbouw van de delta. Het zicht van vandaag op de delta, echter, weerspiegelt door de mens veroorzaakte moderne verstoringen van de sedimentafvoer van de rivier en de waterstroom die de golf bereikt.

Om te voldoen aan de landbouwvraag naar irrigatie en drinkwater voor menselijke consumptie, De Hoover Dam werd in de jaren dertig op de rivier gebouwd om Lake Mead te vormen. In 1956-1966, Glen Canyon Dam werd gebouwd, het vormen van Lake Powell.

"Als we terug konden gaan naar 1900 voor de dammen die het sediment en het water vasthouden, we zouden zien dat het deltagebied vol kanalen was, eilanden, zandbanken en bewegend sediment. Het was een zeer diverse, dynamisch en rijk deltasysteem. Maar door de mens gemaakte dammen vangen vandaag sediment op, griezelig vergelijkbaar met wat er ongeveer 5 miljoen jaar geleden gebeurde, ' zei Dorsey.

De kern van het onderzoek, ze zei, is dat geen enkel proces de aanvankelijke route van de Colorado-rivier naar de zee controleerde. "Verschillende processen wisselden elkaar af in een verrassend gecompliceerde opeenvolging van gebeurtenissen die leidden tot de uiteindelijke integratie van die rivier in de oceaan, " ze zei.

Het onderzoek, Dorsey zei, biedt inzichten die wetenschappers helpen begrijpen hoe dergelijke systemen in de loop van de tijd veranderen. De Colorado-rivier is een uitstekend natuurlijk laboratorium, ze zei, omdat sedimentaire afzettingen die zich vóór en tijdens het inwijden van de rivier hebben gevormd, goed zichtbaar zijn in de lagere riviervallei.

"Dit onderzoek, "Dorsey zei, "is zeer relevant voor vandaag omdat we een wereldwijde zeespiegelstijging hebben, het klimaat warmt op, kusten worden overstroomd en onder water gezet, en de toevoer van riviersediment oefent een kritische controle uit op het lot van delta's waar ze de oceaan ontmoeten. Het documenteren van de complexe interactie van deze processen in het verleden helpt ons te begrijpen wat er vandaag gebeurt."