science >> Wetenschap >  >> Natuur

Onderzoekers lossen een mysterie in de Colorado-rivier op

Het visgraatpatroon dat te zien is in kruislingse carbonaatzanden in de Bouse-formatie is het resultaat, Onderzoekers van de Universiteit van Oregon concluderen:is het resultaat van de klassieke heen-en-weer beweging van water die uniek is voor oceaangetijdensystemen. UO-onderzoekers hebben twee nieuwe artikelen gepubliceerd die hun overtuiging versterken dat de lagere Colorado River-vallei, nu een woestijngebied, werd tijdens een hete, vochtig klimaat meer dan 5 miljoen jaar geleden. Krediet:Rebecca Dorsey

Een team onder leiding van de geoloog Rebecca Dorsey van de Universiteit van Oregon heeft twee artikelen gepubliceerd die nieuwe inzichten bieden in de oorsprong van de Colorado-rivier, met behulp van gegevens van oude sedimentaire afzettingen ten oosten van de San Andreas-breuk nabij de Salton Sea in Zuid-Californië.

De papieren, onder leiding van voormalig masterstudent Brennan O'Connell en promovendus Kevin Gardner, respectievelijk, bewijs dat het nu woestijnlandschap van de lagere vallei van de rivier ongeveer 5 miljoen tot 6 miljoen jaar geleden onder ondiepe zeeën werd ondergedompeld met sterke, fluctuerende getijstromen die heen en weer stroomden langs de baan van de huidige rivier.

Lagen van sedimentair gesteente met zeefossielen, holen en diagnostische sedimentaire structuren, concludeerden de onderzoekers, registreerde een dramatische stijging van de zeespiegel die voormalige alluviale fans verdronk en ervoor zorgde dat getijdenwater de vallei binnendrong vóór de komst van de Colorado-rivier en zijn omvangrijke lading water en sediment.

De studies, beide gefinancierd door de National Science Foundation, werden voor print online gepubliceerd in het internationale tijdschrift sedimentologie .

Het eerste papier, die op 29 oktober werd gepubliceerd en werd geleid door O'Connell, die nu promoveert aan de Universiteit van Melbourne in Australië, gericht op sedimenten van het late Mioceen tot het vroege Plioceen Bouse Formation, blootgesteld ten oosten van de Colorado-rivier, ten zuiden van Blythe, Californië.

Eerder, O'Connell en een team van UO-geologen hadden bewijs gevonden dat de Golf van Californië ooit zo ver noordelijk reikte als Blythe, zoals beschreven in het tijdschrift Geology in 2017.

In de nieuwe krant O'Connell en co-auteurs beschrijven een rijk mengsel van carbonaat mudstones, plantenresten en sporen van oude organismen die brakwatercondities registreren waar zeewater werd verdund door een grote toestroom van zoet water als gevolg van hoge jaarlijkse regenval, voordat het water van de Colorado-rivier het gebied binnenstroomde.

De sedimenten, ze vonden, gevormd in brede wadplaten langs een oude, vochtig klimaat mariene kustlijn. Een abrupte overgang naar laagenergetische subtidale kalkmoddersteen registreert wijdverbreide overstromingen van de zee in verband met een langdurige regionale stijging van de zeespiegel, concludeerden ze. Relatieve stijging van de zeespiegel, zij voegden toe, gevolg van langdurige tektonisch gecontroleerde bodemdaling.

Kevin Gardner, een doctoraatsstudent aardwetenschappen aan de Universiteit van Oregon, staat in een rivierbedding in de Palo Verde Mountains, ongeveer negen mijl ten zuidoosten van Palo Verde, Californië. Achter hem staat Meaghan Emery-Wetherell, die in 2016 promoveerde aan de UO. De rivierbedding, binnen de Bouse-formatie, bevat witte wad carbonaten die bedekt zijn met rode slib en modder, bewijs dat wijst op een zeewaterverleden. Krediet:Rebecca Dorsey

Het gecombineerde bewijs uit de paleontologie, ichnologie en processedimentologie "biedt een duidelijk overzicht van zoetwaterinput en brakwatercondities als gevolg van vermenging van zoet water en zeewater in een vochtig klimaat met veel jaarlijkse neerslag, ' schreef het team van O'Connell.

Het tweede papier, gepubliceerd op 5 december en geleid door Gardner, documenteert getijdensedimenten van dezelfde leeftijd aan de andere kant van dezelfde oude zeestraat. De sedimenten verzamelden zich waar sterke dagelijkse tegengestelde stromingen noord en zuid langs de as van de zeestraat trokken, het stimuleren van de migratie van grote subtidale duinen en het afzetten van grootschalige cross-bedded carbonaatzanden.

De auteurs stellen dat de migrerende duinbodemvormen niet gevormd kunnen zijn door getijdenachtige processen in een meer, zoals sommige wetenschappers hebben voorgesteld. De resultaten van het team geven aan dat, na laat Mioceen tot vroeg Plioceen afzetting, de sedimenten werden opgetild tot hoogten tot 330 meter boven de zeespiegel in de Chocolate Mountains, als gevolg van langdurige belasting van de korst in verband met beweging op de San Andreas-breuk.

"Bij elkaar genomen, onze nieuwe documenten leveren overtuigend bewijs dat de zuidelijke Bouse-formatie zich vormde in en rond de randen van een zeestraat die de lagere Colorado-vallei vulde vóór de komst van het moderne riviersysteem, " zei Dorsey, een professor bij de afdeling Aardwetenschappen van de UO.

Een kaart van de zuidelijke getijdenzee van Bouse, gereconstrueerd met gegevens uit beide onderzoeken, laat zien dat woestijngemeenschappen van Blythe tot Palo Verde, Californië, werden ondergedompeld onder ondiepe zeeën met sterk fluctuerende getijstromingen tijdens het late Mioceen tot het vroege Plioceen.

het Mioceen, een geologisch tijdperk, duurde van 23 miljoen jaar geleden tot 5,3 miljoen jaar geleden; het Plioceen vond plaats tussen 5,3 miljoen en 2,6 miljoen jaar geleden.

Co-auteurs met O'Connell en Dorsey op het eerste artikel waren Stephen T. Hasiotis, een geoloog aan de Universiteit van Kansas, en Ashleigh Hood aan de Universiteit van Melbourne.

in 2018, nog een door Dorsey geleid artikel in het tijdschrift Sedimentaire geologie ontdekte dat lagere delen van de Colorado-rivier werden beïnvloed door tektonische verschuivingen in het onderliggende gesteente en veranderende zeespiegels. De rivier, die studie concludeerde, tussen ongeveer 6,3 en 4,8 miljoen jaar geleden een reeks van stops en starts in de sedimentproductie ervaren tijdens de vroege stadia van de rivier.