Майже за мільярд років до того, як річка Колорадо вирізала Великий каньйон, значну частину Північної Америки, ймовірно, перетинав гігантський кілометровий урвищний край. Нове дослідження, про яке розповідає SciTechDaily, вказує, що саме це давнє урвище поступово оголювало найстаріші й найглибші породи, які сьогодні бачимо в серці Великого каньйону.
Команда під керівництвом Університету Саутгемптона (Велика Британія) пропонує, що величезний «великий уступ» сформувався близько 800 мільйонів років тому, коли надконтинент Родинія почав розпадатися. За оцінками дослідників, цей скелястий край заввишки до кілометра простягався на тисячі кілометрів через західну частину давньої Північної Америки.
Як давня ерозія оголила «серце» Великого каньйону
Провідний автор, професор наук про Землю Томас Гернон (Thomas Gernon) з Саутгемптона нагадує, що Великий каньйон зберігає геологічну історію приблизно за два мільярди років, але понад половина цього літопису відсутня в породах.
На думку вчених, інтенсивна ерозія вздовж давнього урвища знімала величезні об’єми гірських порід і поступово виносила на поверхню кристалічний фундамент, який нині добре видно в південній частині Аризони. Саме така тривала ерозія може пояснити й так звану Велику незгідність — загадковий розрив у геологічному літописі, що охоплює понад мільярд років.
У роботі, опублікованій у журналі Geology, взяли участь дослідники з Університету Саутгемптона, Німецького центру геонаук GFZ, Університету Потсдама та Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн. Вони припускають, що давній уступ проходив через території сучасних штатів Аризона, Юта, Айдахо, Вайомінг, Колорадо, Техас, Оклахома, Арканзас, Міссурі та Іллінойс.
За словами Гернона, саме вздовж цього величезного ландшафтного бар’єра ерозія врешті-решт оголила одні з найстаріших порід Північної Америки — найвідоміші з них сьогодні відкриті у стінах Великого каньйону.
Моделі показали, як відступало урвище
Щоб відновити зниклий ландшафт, науковці поєднали реконструкції руху літосферних плит із моделями еволюції рельєфу. Це дозволило простежити, як змінювалася західна частина Північної Америки під час фрагментації Родинії.
Аналіз показав, що майбутній район Великого каньйону розташовувався приблизно в тій самій позиції відносно давнього континентального краю, що й сучасні великі уступи в Південній Африці та Бразилії. За розрахунками моделі, у міру того як цей гігантський урвищний край протягом десятків мільйонів років відступав углиб континенту, ерозія могла зняти до 8 кілометрів гірських порід у деяких місцях.
Ці оцінки узгоджуються з геологічними даними, які свідчать, що задовго до формування сучасного Великого каньйону з регіону було знято приблизно 5–10 кілометрів порід. На думку авторів, така довготривала тектонічна й ерозійна історія допомагає пояснити, чому масштаби ерозії, пов’язаної з Великою незгідністю, так сильно відрізняються в різних частинах південного заходу США.
Гернон зазначає, що тектонічне підняття, пов’язане з розтягуванням і розривом континентальної кори, створило і круті схили, і високі ділянки суходолу. Саме такий гірський рельєф річки та льодовики могли ефективно розмивати, формуючи глибокі долини й оголюючи давні породи.
Як давній уступ міг змінити обличчя континенту
Запропонований великий уступ, ймовірно, вплинув не лише на породи, які сьогодні бачимо у Великому каньйоні. Формуючи довготривалу гірську межу вздовж західної частини Лаврентії — давнього ядра Північної Америки, він міг визначати напрями річкових систем, місця накопичення осадів і шляхи просування давніх морів по материку ще до кембрійського вибуху, коли складне життя почало швидко різноманітніти.
Сучасні великі уступи в Африці, Бразилії, Індії та Антарктиді, за словами дослідників, дають змогу побачити в дії сили, які протягом сотень мільйонів років формують континенти. Порівнюючи давню історію району Великого каньйону з активними сьогодні ландшафтами на кшталт Великого уступу Південної Африки, геологи отримують новий погляд на найвідоміший геологічний об’єкт Північної Америки.
Автори роботи вважають, що їхні результати можуть допомогти по-новому інтерпретувати й інші давні континентальні області, де в геологічному літописі спостерігаються подібно великі прогалини. Це, своєю чергою, дає змогу краще зрозуміти, як змінювалися континенти Землі протягом сотень мільйонів років.