Исследование приближается к решению загадки под названием «Великое несоответствие», которая ставит в тупик геологов с тех пор, как она была впервые описана почти 150 лет назад.

«Думайте о красных обрывах и утесах Гранд-Каньона как об учебнике истории Земли», - объяснил Барра Пик, ведущий автор нового исследования и аспирант по геологии в CU Boulder. Если вы уменьшите размеры скал каньона, вы сможете вернуться почти на 2 миллиарда лет назад в прошлое планеты. Но в этом учебнике также отсутствуют страницы: в некоторых районах камни возрастом более 1 миллиарда лет бесследно исчезли из Гранд-Каньона.

Геологи хотят знать, почему.

«Великое несоответствие - одна из первых хорошо задокументированных геологических особенностей в Северной Америке», - сказал Пик. «Но до недавнего времени у нас не было особых ограничений относительно того, когда и как это произошло».

Теперь она и ее коллеги думают, что могут сузить ответ в статье, опубликованной в этом месяце в журнале. Геология. Команда сообщает, что серия небольших, но жестоких разломов, возможно, потрясла регион во время распада древнего суперконтинента под названием Родиния. В результате разрушения, вероятно, разорвали землю вокруг каньона, в результате чего камни и осадки смылись и попали в океан.

Выводы группы могут помочь ученым восполнить недостающие части того, что произошло в этот критический период для Гранд-Каньона - сегодня одного из главных природных чудес Северной Америки.

«В нашей лаборатории есть новые аналитические методы, которые позволяют нам расшифровать историю в недостающем временном окне Великого несоответствия», - сказала Ребекка Флауэрс, соавтор нового исследования и профессор геологических наук. «Мы делаем это в Гранд-Каньоне и в других местах Великого несоответствия по всей Северной Америке».

Красивые линии

Это загадка, уходящая корнями в глубину веков. Джон Уэсли Пауэлл, тезка нынешнего озера Пауэлл, впервые увидел Великое несоответствие во время своей знаменитой экспедиции 1869 года на лодке по порогам реки Колорадо.

Пик, совершивший аналогичную исследовательскую поездку на плотах по Гранд-Каньону весной 2021 года, сказал, что эта особенность настолько очевидна, что вы можете увидеть ее с реки.

«Есть красивые линии», - сказал Пик. «Внизу вы можете очень ясно видеть, что есть скалы, которые были сдвинуты вместе. Их слои вертикальные. Затем есть отсечка, а над ней есть эти красивые горизонтальные слои, которые образуют холмы и пики, которые вы ассоциируете с Гранд-Каньоном ».

Разница между этими двумя типами пород значительна. В западной части каньона по направлению к озеру Мид камню основания от 1,4 до 1,8 миллиарда лет. Однако скалам, сидящим на вершине, всего 520 миллионов лет. Со времени путешествия Пауэлла ученые видели доказательства аналогичных периодов потерянного времени в местах по всей Северной Америке.

«Прошло более миллиарда лет, - сказал Пик. «Это также миллиард лет в течение интересного периода в истории Земли, когда планета переходит из более старых условий в современную Землю, которую мы знаем сегодня».

Континент раскалывается

Чтобы изучить переход, Пик и ее коллеги использовали метод под названием «термохронология», который отслеживает историю тепла в камне. Пик объяснил, что, когда геологические образования похоронены глубоко под землей, давление на них может стать жарким. Это тепло, в свою очередь, оставляет след в химии минералов в этих формациях.

Используя этот подход, исследователи провели исследование образцов горных пород, собранных по всему Гранд-Каньону. Они обнаружили, что история этой особенности может быть более запутанной, чем предполагали ученые. В частности, западная половина каньона и его восточная часть (наиболее знакомая туристам часть) на протяжении времени могли подвергаться различным геологическим искажениям.

«Это не отдельный блок с одинаковой температурной историей», - сказал Пик.

Примерно 700 миллионов лет назад каменный фундамент на западе, кажется, поднялся на поверхность. Однако в восточной половине тот же камень был под километрами наносов.

Разница, вероятно, была связана с распадом Родинии, гигантского массива суши, который начал распадаться примерно в то же время, сказал Пик. Результаты исследователей предполагают, что это крупное потрясение могло разорваться на восточную и западную половины Гранд-Каньона по-разному и в несколько разное время, что привело к Великому Несогласию.

Пик и ее коллеги сейчас изучают другие места Великого несоответствия в Северной Америке, чтобы увидеть, насколько общей может быть эта картина. А пока она рада наблюдать за тем, как геологическая история разворачивается в одном из самых живописных ландшафтов страны.

«Там так много вещей, которых нет больше нигде», - сказала она. «Это действительно потрясающая естественная лаборатория».