Een nieuwe studie onder leiding van de University of Colorado Boulder onthult de complexe geschiedenis achter een van de meest bekende geologische kenmerken van de Grand Canyon:een mysterieus en ontbrekend tijdsverschil in het rotsrecord van de canyon dat honderden miljoenen jaren beslaat.

Het onderzoek komt dichter bij het oplossen van een puzzel, genaamd de "Grote Strijdigheid, " dat heeft geologen verbijsterd sinds het voor het eerst werd beschreven, bijna 150 jaar geleden.

Denk aan de rode kliffen en kliffen van de Grand Canyon als leerboek over de geschiedenis van de aarde, legde Barra Peak uit, hoofdauteur van de nieuwe studie en een afgestudeerde student in geologische wetenschappen aan CU Boulder. Als je de rotswanden van de canyon afdaalt, je kunt bijna 2 miljard jaar terug in het verleden van de planeet springen. Maar dat leerboek mist ook pagina's:in sommige gebieden, meer dan 1 miljard jaar aan rotsen zijn spoorloos verdwenen uit de Grand Canyon.

Geologen willen weten waarom.

"The Great Unconformity is een van de eerste goed gedocumenteerde geologische kenmerken in Noord-Amerika, " zei Peak. "Maar tot voor kort, we hadden niet veel beperkingen op wanneer of hoe het gebeurde."

Nutsvoorzieningen, zij en haar collega's denken dat ze een antwoord kunnen vinden in een artikel dat deze maand in het tijdschrift is gepubliceerd Geologie . Het team meldt dat een reeks kleine maar gewelddadige gebeurtenissen de regio op zijn kop hebben gezet tijdens het uiteenvallen van een oud supercontinent genaamd Rodinia. De resulterende ravage heeft waarschijnlijk de aarde rond de kloof verscheurd, waardoor rotsen en sediment wegspoelen en in de oceaan terechtkomen.

De bevindingen van het team kunnen wetenschappers helpen ontbrekende stukjes in te vullen van wat er gebeurde tijdens deze kritieke periode voor de Grand Canyon - tegenwoordig een van de belangrijkste natuurlijke wonderen van Noord-Amerika.

"We hebben nieuwe analytische methoden in ons laboratorium waarmee we de geschiedenis kunnen ontcijferen in het ontbrekende tijdvenster over de Grote Onregelmatigheid, " zei Rebecca Bloemen, co-auteur van de nieuwe studie en een professor in de geologische wetenschappen. "We doen dit in de Grand Canyon en op andere Great Unconformity-locaties in Noord-Amerika."

Mooie lijnen

Het is een mysterie dat ver teruggaat. John Wesley Powell, de naamgever van het huidige Lake Powell, zag voor het eerst de Great Unconformity tijdens zijn beroemde expeditie in 1869 per boot langs de stroomversnellingen van de Colorado-rivier.

Piek, die in het voorjaar van 2021 een soortgelijke onderzoeksraftingtrip door de Grand Canyon heeft voltooid, zei dat de functie zo sterk is dat je hem vanaf de rivier kunt zien.

"Er zijn mooie lijnen, ' zei Peak. 'Onderin, je kunt heel duidelijk zien dat er rotsen zijn die tegen elkaar zijn geduwd. Hun lagen zijn verticaal. Dan is er een afsluiting, en daarboven heb je deze prachtige horizontale lagen die de buttes en pieken vormen die je associeert met de Grand Canyon."

Het verschil tussen deze twee soorten gesteenten is aanzienlijk. In het westelijke deel van de kloof in de richting van Lake Mead, de keldersteen is 1,4 tot 1,8 miljard jaar oud. De rotsen die bovenop zitten, echter, zijn slechts 520 miljoen jaar oud. Sinds Powells reis, wetenschappers hebben bewijs gezien van vergelijkbare perioden van verloren tijd op locaties in Noord-Amerika.

"Er is meer dan een miljard jaar voorbij, Peak zei. "Het is ook een miljard jaar tijdens een interessant deel van de geschiedenis van de aarde waar de planeet overgaat van een oudere omgeving naar de moderne aarde die we vandaag kennen."

Een continent splitst zich

Om de transitie te verkennen, Peak en haar collega's gebruikten een methode genaamd "thermochronologie, " die de geschiedenis van hitte in steen volgt. Peak legde uit dat, wanneer geologische formaties diep onder de grond worden begraven, de druk die er bovenop wordt opgebouwd, kan ervoor zorgen dat ze lekker warm worden. Die hitte, beurtelings, laat een spoor achter in de chemie van mineralen in die formaties.

Met behulp van deze aanpak, de onderzoekers voerden een onderzoek uit van rotsmonsters die in de hele Grand Canyon waren verzameld. Ze ontdekten dat de geschiedenis van deze functie ingewikkelder kan zijn dan wetenschappers hadden aangenomen. Vooral, de westelijke helft van de kloof en het oostelijke deel (het deel waar toeristen het meest bekend mee zijn) kunnen in de loop van de tijd verschillende geologische verdraaiingen hebben ondergaan.

"Het is geen enkel blok met dezelfde temperatuurgeschiedenis, ' zei Piek.

Ongeveer 700 miljoen jaar geleden, keldergesteente in het westen lijkt naar de oppervlakte te zijn gestegen. In de oostelijke helft, echter, diezelfde steen lag onder kilometers sediment.

Het verschil kwam waarschijnlijk door het uiteenvallen van Rodinia, een gigantische landmassa die ongeveer tegelijkertijd uit elkaar begon te vallen, zei Piek. De resultaten van de onderzoekers suggereren dat deze grote omwenteling in de oostelijke en westelijke helften van de Grand Canyon op verschillende manieren en op enigszins verschillende tijdstippen kan zijn verscheurd, waardoor de Great Unconformity in het proces is ontstaan.

Peak en haar collega's kijken nu naar andere sites van de Great Unconformity in Noord-Amerika om te zien hoe algemeen dit beeld zou kunnen zijn. Voor nu, ze is opgewonden om te zien hoe de geologische geschiedenis zich afspeelt in een van de meest pittoreske landschappen van het land.

"Er zijn gewoon zoveel dingen die nergens anders aanwezig zijn, " zei ze. "Het is echt een geweldig natuurlijk laboratorium."