Гранд-каньйон в сша-це листковий пиріг геологічної історії, в якому камені акуратно укладені один на одного, як вони були закладені мільйони років тому. Тобто до тих пір, поки ви не ввійдете глибоко в каньйон і не виявите велику невідповідність: проміжок між шарами гірських порід, в деяких місцях представляє мільярд років.
Ще більш дивно те, що велика невідповідність виявляється в породах по всьому світу, і завжди в породах однієї і тієї ж епохи: близько 550 мільйонів років тому і раніше.
“існує безліч невідповідностей, які спостерігаються локально в різних місцях, але рідко можна зустріти таку невідповідність, яка являє собою такий же розрив у часі від більше мільярда років тому до приблизно 500 мільйонів років тому”, – сказала барра пік, докторант з геології колорадського університету в боулдері.
Тепер пік та її колеги виявили, що принаймні в гранд-каньйоні ці шари гірських порід були втрачені під час тектонічних потрясінь, викликаних розпадом суперконтиненту. Отримані дані свідчать про те, що, хоча велика невідповідність зустрічається в гірських породах з усього світу, причина його присутності може бути різною в кожному місці.
Хоча велика невідповідність визначається відсутністю гірських порід, його вік відомий за віком шарів гірських порід над і під розломом. Пік і її колег цікавив не вік утворення гірських порід, а, скоріше, час, коли вони охололи. За словами пік, глибоко поховані породи знаходяться в умовах високого тиску і високої температури, але охолодження вказує на те, що ці породи ексгумуються або наближаються до поверхні, оскільки породи над ними зникають.
“це відбувається через ерозію, тому ми намагаємося датувати процес ерозії”, – сказала вона.
Для цього дослідники вивчали гелій, укладений в мінеральному цирконі в породі. Гелій є побічним продуктом радіоактивного розпаду урану в свинець. При сильному нагріванні гелій може вириватися з мінеральної матриці. Але в більш холодних породах гелій залишається в пастці. Таким чином, вимірювання рівня гелію в породі певного віку може сказати вам, коли ця порода досягла поверхні і охолола.
Пік та її колеги вивчили шари гірських порід прямо під великою невідповідністю (і, отже, старше) з восьми місць у гранд-каньйоні, щоб з’ясувати, коли камінь нагорі був прибраний. Вони виявили дивовижний рівень мінливості: західні межі каньйону охолоджуються в середньому на 200 мільйонів років раніше, ніж східна частина каньйону в національному парку гранд-каньйон.
За словами пік, розмір великого невідповідності також різниться по всьому каньйону, з меншим розривом на схід. Найменший проміжок становить близько 250 мільйонів років. Найбільше – 1,2 мільярда років гірської породи.
Загальна картина передбачає, що західна половина того, що зараз є каньйоном, піднялася на поверхню близько 700 мільйонів років тому; східна половина піднялася ближче до 500 мільйонів років тому. Але навіть в рамках цієї широкої картини є відмінності в десятки або сотні мільйонів років в точках всього в декількох десятках кілометрів один від одного.
За словами пік, ця мінливість, ймовірно, була викликана тектонічною активністю. Суперконтинент родінія, який утворився близько 1 мільярда років тому і розпався близько 750 мільйонів років тому, в цей час розійшовся на частини. Цей рифтинг залишив мережу розломів по всьому регіону гранд-каньйону, багато з яких досі видно в скелях. У той час, як сказала пік, поділ континенту призвело б до ряду висот і басейнів. На високих точках не було відкладень осаду, тому їх скелі були оголені, а басейни служили водозбором для відкладень, утримуючи скелі в їх підставі похованими.
“по всьому регіону за мільйони років ерозія безумовно повинна була відбуватися всюди; просто її масштаби відрізнялися б у відносно невеликих масштабах, в десятки кілометрів, потенційно в деяких місцях”, – сказала пік.
За її словами, в даний час дослідники використовують той же метод, щоб датувати ерозію великого невідповідності в інших місцях північної америки. Вони також сподіваються побачити місця за межами північної америки. Поки попередні дані свідчать про те, що дата ерозії сильно різниться навіть в межах континенту, сказала пік.
“це говорить нам про те, що це не єдина глобальна причина цієї особливості, а те, що протягом цього періоду часу тривалістю більше мільярда років відбувалося багато всього”, – сказала вона. “це дійсно просто збіг, що ми бачимо цю незгоду, що відповідає одному і тому ж проміжку часу, всюди”.
Нагадаємо, раніше повідомлялося, що .
