Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Geologen onderzoeken de verborgen geschiedenis van de Spaanse pieken in Colorado

Credit:Sabrina J. Kainz

Als je het grotendeels vlakke stuk van de I-25 in Colorado van Pueblo naar Trinidad hebt gereden, heb je ze gezien:de Spaanse toppen, twee bergen die uit het niets de lucht in rijzen en hoogten bereiken van 13.628 en 12.701 voet boven zee niveau.



In een nieuwe studie hebben geologen van CU Boulder een tijdlijn uiteengezet voor de opkomst van deze majestueuze maar geïsoleerde bergen. De bevindingen van het team kunnen wetenschappers dichter bij het antwoord brengen op een van de meest hardnekkige puzzels in de geologie van Colorado:wat maakte Denver, de Mile High City, anderhalve kilometer hoog?

"Voor geologen is de grote vraag:waarom zijn de hoogvlakten van Colorado zo hoog?" zegt Sabrina Kainz, die het onderzoek leidde als studente geologie aan CU Boulder.

De groep publiceerde haar bevindingen in Lithosphere .

De steile, met sneeuw bedekte Rocky Mountains van Colorado trekken toeristen en nog veel meer. Maar voor onderzoekers als Kainz en CU Boulder-geoloog Lon Abbott zijn de High Plains, die zich uitstrekken over een groot deel van oostelijk Colorado – het territorium van tumbleweeds en prairiehonden – wellicht nog interessanter.

Abbott legde uit dat de hoogste plaatsen ter wereld vaak zo zijn vanwege het samendrukken en samendrukken van tektonische platen – gigantische stukken aardkorst die tegen elkaar aan botsen, waardoor landmassa's ineenkrimpen en hele bergketens oprijzen. Maar de High Plains van Colorado, die worden gedomineerd door sedimentair gesteente, zijn helemaal niet verfrommeld. Het is één grote, platte stapel geologische pannenkoeken.

"De Colorado High Plains zijn eigenlijk abnormaal in de hele wereld", zegt Abbott, co-auteur van de studie en onderwijsprofessor bij het Departement Geologische Wetenschappen. "Ze zijn niet gevormd zoals bergen doorgaans worden gevormd."

Om dichter bij het oplossen van het mysterie van de vlakten te komen, verzamelden en analyseerden de onderzoekers rotsen van de Spanish Peaks in het oosten tot Two Buttes, een geologische formatie nabij de grens met Kansas.

Ze ontdekten dat de rotsen die de Spanish Peaks vormden ongeveer 24 miljoen jaar geleden als magma in de korst onder Colorado werden geïnjecteerd, maar tot ongeveer 17 miljoen jaar geleden kilometers onder de grond bleven. Wat er is gebeurd waardoor ze naar de oppervlakte zijn gekomen, blijft een mysterie.

"We kunnen antwoorden toen de vlaktes rond de Spaanse toppen zo hoog werden", zei Kainz. "Het 'waarom' van de zaak is iets ingewikkelder."

Oriëntatiepunt in Colorado

De Spaanse pieken zijn lange tijd een belangrijk monument geweest voor generaties mensen die het zuiden van Colorado hun thuis hebben genoemd.

De inheemse Comanche-bevolking noemde deze formaties 'Wahatoya', wat 'Dubbele Berg' betekent. Aan het begin van de 19e eeuw gebruikten reizigers die de Santa Fe Trail volgden, die Missouri verbond met wat nu het zuidwesten van de VS is, voorheen de noordelijke delen van Nieuw-Spanje en vervolgens Mexico, de toppen als herkenningspunt.

Geologische kaart van het studiegebied Spanish Peaks-Two Buttes met gemarkeerde monsterlocaties. Labels vermelden de uit het monster afgeleide kristallisatieleeftijden en de nieuwe AHe-resultaten van dit onderzoek. Bij acht monsters is de indringende leeftijd beperkt tot 40 Ar/ 39 Ar-gegevens van Penn en Lindsay [35]. Het Two Buttes-monster is K-Ar-gedateerd [37], en we rapporteren bovendien nieuwe ZHe-gegevens voor dit monster die de kristallisatieleeftijd van het late Eoceen bevestigen. (a) Regionale geologische kaart die de verspreiding toont van onze 10 invasieve monsters uit het Cenozoïcum langs een ~200 km west-naar-oost transect door het zuidoosten van Colorado. (b) Geologische kaart van zuid-centraal Colorado met de Spaanse pieken en de Apishapa-dijken. WM, natte bergen; GHM, Greenhorn Lijsterbesstroom; SDC, Sangre de Cristo-gebergte; WSP, West-Spaanse piek; ESP, Oost-Spaanse piek. Credit:Lithosfeer (2024). DOI:10.2113/2023/lithosfeer_2023_310

"Ze brachten weken en weken door met reizen in hun wagens over de vlakten", zei Abbott, wiens boek "Geology Underfoot along Colorado's Front Range" een inleiding is voor de rotshonden van de staat. "Toen zagen ze ineens die bergen en wisten ze dat ze dichtbij kwamen."

In 1913 richtten honderden mijnwerkers die in actie kwamen tegen de Colorado Fuel and Iron Company een tentenkamp op niet ver van de bergen – een opmaat naar het Ludlow-bloedbad van 1914, dat nog steeds een van de dodelijkste arbeidsconflicten van het land is.

De toppen zijn altijd een beetje mysterieus geweest. Ze zijn net zo hoog als veel van de Rocky Mountain-toppen in het westen, maar de Spaanse toppen zijn in een ander tijdstip en uit compleet andere rotsen ontstaan.

Voor Kainz, nu promovendus aan de Universiteit van Washington in Seattle, was het een droom die uitkwam om deze kenmerken als student te mogen bestuderen. Ze begon het project op het hoogtepunt van de COVID-pandemie in 2020 en bracht uren door met tientallen steenmonsters in auto's gepropt.

Het team bestond uit Rebecca Flowers, hoogleraar geologische wetenschappen; student geologie Skye Fernandez; James Metcalf, manager van het Thermochronology Research and Instrumentation Laboratory (TRaIL); en Aidan Olsson, destijds student aan de Fairview High School in Boulder, en studeert nu biologie aan CU Boulder.

Het project draaide om een ​​aanpak die thermochronologie wordt genoemd. Kainz merkte op dat kleine chemische veranderingen in de kristallen in veel gesteenten geologen aanwijzingen kunnen geven over hoe warm of koud die monsters miljoenen jaren geleden waren. Rotsen die diep onder de aarde begraven liggen, zijn doorgaans heter dan rotsen die zich dichter bij de oppervlakte bevinden.

Meer dan anderhalve kilometer hoog

Volgens de resultaten van het team ontstonden de Spaanse pieken voor het eerst toen magma diep uit de aardkorst opwelde, maar niet helemaal naar de oppervlakte doorbrak.

Toen gebeurde er iets. Geologisch gezien zijn in zeer korte tijd enorme stukken land in het zuidoosten van Colorado verdwenen. Tussen grofweg 18 en 14 miljoen jaar geleden erodeerde ruim anderhalve kilometer sedimentair gesteente rond de Spanish Peaks weg en werd vervolgens meegesleurd in de Arkansas River.

De onderzoekers vermoeden dat nog niet geïdentificeerde geologische krachten het zuidoosten van Colorado van onderaf omhoog hebben geduwd, waardoor voorheen ondergrondse rotsen werden blootgesteld aan regen en stromend water.

Abbott en zijn collega's onderzoeken nu hoe deze verstoring past in de bredere evolutie van de vlakten van Colorado. Hun voorlopige gegevens wijzen er bijvoorbeeld op dat de vlaktes rond wat nu Denver is, misschien niet tegelijkertijd een soortgelijke onrust hebben meegemaakt.

Maar het onderzoek maakt één ding duidelijk:de High Plains van Colorado zijn al lang iets om te zien.

"Zo hoog als de High Plains vandaag de dag zijn, waren ze vroeger een stuk hoger", zei Kainz. "Ze waren zo hoog als de Rocky Mountains vandaag de dag zijn."

Meer informatie: Sabrina J. Kainz et al, Cenozoïsche opgraving over de hoogvlakten van Zuidoost-Colorado uit (U-Th)/He Thermochronology, Lithosfeer (2024). DOI:10.2113/2023/lithosfeer_2023_310

Aangeboden door de Universiteit van Colorado in Boulder




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Onderzoekers onderzoeken de complexe interacties tussen hout, houtkap en bosolifanten
  2. Herstel van zeezoogdieren aan de westkust verhoogt de consumptie van chinookzalm
  3. Nieuwe studie identificeert genetische basis voor resistentie tegen maïswortelwormen in maïs
  4. Een botanisch mysterie opgelost door fylogenetische tests
  5. Onderzoeker bestudeert vogels die alle paringsregels overtreden
  6. Vrijwilligers bevrijden een Australische rivier van het ligusterprobleem en versterken onderweg de gemeenschap
  7. Horror als Noorse goederentreinen meer dan 100 rendieren neermaaien
  8. Wetenschappers ontwerpen bacteriën om sonarsignalen te reflecteren voor ultrasone beeldvorming
  9. Kwikvervuiling maakt eenden meer kans op vogelgriep:studie

Wetenschap