يحفر الجيولوجيون في الفجوة الزمنية الغامضة في جراند كانيون

كشفت دراسة جديدة أجرتها جامعة كولورادو في بولدر عن القصة المعقدة وراء واحدة من أشهر السمات الجيولوجية لغراند كانيون: فاصل زمني غامض ومفقود في سجل صخور الوادي الذي يمتد منذ مئات الملايين من السنين.

اقترب البحث من حل لغز ، يسمى “الخلاف العظيم” ، والذي حير الجيولوجيين منذ وصفه لأول مرة منذ ما يقرب من 150 عامًا.

فكر في المنحدرات الحمراء والمنحدرات في جراند كانيون باعتبارها الكتاب المدرسي لتاريخ الأرض ، كما أوضح بارا بيك ، المؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة وطالب الدراسات العليا في العلوم الجيولوجية في CU Boulder. إذا قمت بتقليل الوادي صخر وجوه ، يمكنك العودة ما يقرب من 2 مليار سنة في ماضي الكوكب. لكن هذا الدليل أيضًا يفتقر إلى الصفحات: في بعض المناطق ، اختفت أكثر من مليار سنة من الصخور من جراند كانيون دون أن يترك أثرا.

يريد الجيولوجيون معرفة السبب.

“الخلاف الكبير هو واحد من أولى الخلافات الموثقة جيدًا السمات الجيولوجية في أمريكا الشمالية. “ولكن حتى وقت قريب لم يكن لدينا الكثير من القيود على متى وكيف حدث ذلك.”

تعتقد هي وزملاؤها الآن أن بإمكانهم التركيز على إجابة في مقال نُشر هذا الشهر في الصحيفة. جيولوجيا. أفاد الفريق أن سلسلة من أحداث الصدع الصغيرة والعنيفة ربما هزت المنطقة أثناء تحطم قارة عظمى قديمة تسمى رودينيا. من المحتمل أن الخراب الناتج قد مزق الأرض حول الوادي ، مما أدى إلى تسرب الصخور والرواسب إلى المحيط.

يمكن أن تساعد النتائج التي توصل إليها الفريق العلماء في سد الثغرات فيما حدث خلال هذا الوقت الحرج لغراند كانيون ، وهو الآن أحد أهم العجائب الطبيعية في أمريكا الشمالية.

قالت ريبيكا فلاورز ، المؤلفة المشاركة للدراسة الجديدة وأستاذة العلوم الجيولوجية: “لدينا طرق تحليلية جديدة في مختبرنا تسمح لنا بفك رموز التاريخ في النافذة الزمنية المفقودة من خلال الخلاف العظيم”. “نحن نفعل ذلك في جراند كانيون ومواقع الخلاف العظيم الأخرى في جميع أنحاء أمريكا الشمالية.”

خطوط جميلة

إنه لغز يعود تاريخه إلى زمن بعيد. رأى جون ويسلي باول ، الذي يحمل الاسم نفسه لبحيرة باول اليوم ، الخلاف العظيم لأول مرة خلال رحلة القارب الشهيرة عام 1869 على منحدرات نهر كولورادو.

قال بيك ، الذي قام برحلة تجديف بحثية مماثلة عبر جراند كانيون في ربيع عام 2021 ، إن الميزة مذهلة بما يكفي بحيث يمكنك رؤيتها من النهر.

قال بيك: “هناك بعض الخطوط الجميلة”. “في الجزء السفلي ، يمكنك أن ترى بوضوح شديد أن هناك صخورًا تم دفعها معًا. طبقاتها عمودية. ثم هناك قطع ، وفوق ذلك لديك هذه الطبقات الأفقية الجميلة التي تشكل التلال والقمم التي تربطها بغراند كانيون مع. “

الفرق بين هذين النوعين من الصخور مهم. في الجزء الغربي من الوادي باتجاه بحيرة ميد ، يتراوح عمر الصخور الجوفية بين 1.4 و 1.8 مليار سنة. ومع ذلك ، يبلغ عمر الصخور الموجودة في الجزء العلوي 520 مليون سنة فقط. منذ رحلة باول ، رأى العلماء أدلة على ضياع فترات زمنية مماثلة في مواقع بأمريكا الشمالية.

قال بيك ، “لقد مرت أكثر من مليار سنة”. “لقد مرت أيضًا مليار سنة خلال جزء مثير للاهتمام من تاريخ الأرض حيث ينتقل الكوكب من بيئة قديمة إلى الأرض الحديثة التي نعرفها اليوم.”

قارة تفصل

لاستكشاف التحول ، استخدم بيك وزملاؤه طريقة تسمى “علم الزمن الحراري” ، والتي تتعقب تاريخ الحرارة في الحجر. وأوضح بيك أنه عندما تُدفن التكوينات الجيولوجية في أعماق الأرض ، فإن الضغط الذي يتراكم فوقها يمكن أن يتسبب في احتراقها. هذه الحرارة ، بدورها ، تترك بصمة في الكيمياء المعدنية لهذه التكوينات.

باستخدام هذا النهج ، أجرى الباحثون مسحًا لعينات الصخور التي تم جمعها من جميع أنحاء جراند كانيون. اكتشفوا أن تاريخ هذه الخاصية قد يكون أكثر تعقيدًا مما افترضه العلماء. على وجه الخصوص ، النصف الغربي من الوادي وجزءها الشرقي (الجزء الذي يعرفه السائحون بشكل أفضل) ربما يكون قد تعرض لتغيرات جيولوجية مختلفة بمرور الوقت.

قال بيك: “إنها ليست كتلة واحدة لها نفس تاريخ درجات الحرارة”.

منذ حوالي 700 مليون سنة ، يبدو أن صخور الطابق السفلي في الغرب قد ارتفعت إلى السطح. لكن في النصف الشرقي ، كان هذا الحجر نفسه تحت أميال من الرواسب.

وقال بيك إن الاختلاف يرجع على الأرجح إلى تحطم رودينيا ، وهي كتلة أرضية عملاقة بدأت بالانفصال في نفس الوقت تقريبًا. تشير نتائج الباحثين إلى أن هذا الاضطراب الكبير ربما مزق النصفين الشرقي والغربي من جراند كانيون بطرق مختلفة وفي أوقات مختلفة قليلاً ، مما أدى إلى حدوث الخلاف العظيم.

يقوم بيك وزملاؤه الآن بفحص مواقع الخلاف العظيم الأخرى في أمريكا الشمالية ليروا كيف يمكن أن تكون هذه الصورة عامة. في الوقت الحالي ، يسعدها أن ترى التاريخ الجيولوجي يتكشف في واحدة من أكثر المناظر الطبيعية الخلابة في البلاد.

قالت: “هناك الكثير من الأشياء التي لا توجد في أي مكان آخر”. “إنه مختبر طبيعي مذهل حقًا.”