En ny studie ledd av University of Colorado Boulder avslöjar den komplexa historien bakom en av Grand Canyons mest välkända geologiska egenskaper:En mystisk och saknad tidsrymd i kanjonens stenrekord som täcker hundratals miljoner år.

Forskningen kommer närmare att lösa ett pussel, kallad "den stora oöverensstämmelsen, Det har förbryllat geologer sedan det först beskrevs för nästan 150 år sedan.

Tänk på Grand Canyons röda bluffar och klippor som jordens lärobok i historien, förklarade Barra Peak, huvudförfattare till den nya studien och doktorand i geologiska vetenskaper vid CU Boulder. Om du skalar ner kanjonens klippväggar, du kan hoppa tillbaka nästan 2 miljarder år in i planetens förflutna. Men den läroboken saknar också sidor:I vissa områden, mer än 1 miljard års stenar har försvunnit spårlöst från Grand Canyon.

Geologer vill veta varför.

"Den stora oöverensstämmelsen är en av de första väldokumenterade geologiska särdragen i Nordamerika, " sa Peak. "Men tills nyligen, vi hade inte många begränsningar för när eller hur det inträffade."

Nu, hon och hennes kollegor tror att de kan komma in på ett svar i en tidning som publicerades denna månad i tidskriften Geologi . Teamet rapporterar att en serie små men ändå våldsamma felhändelser kan ha skakat regionen under upplösningen av en uråldrig superkontinent som heter Rodinia. Den resulterande förödelsen slet förmodligen upp jorden runt kanjonen, vilket gör att stenar och sediment sköljs bort och ut i havet.

Teamets resultat kan hjälpa forskare att fylla i saknade delar av vad som hände under denna kritiska period för Grand Canyon - idag ett av Nordamerikas främsta naturliga underverk.

"Vi har nya analytiska metoder i vårt labb som tillåter oss att dechiffrera historien i det saknade tidsfönstret över den stora oöverensstämmelsen, sa Rebecca Flowers, medförfattare till den nya studien och professor i geologiska vetenskaper. "Vi gör detta i Grand Canyon och på andra Great Unconformity-orter i Nordamerika."

Vackra linjer

Det är ett mysterium som går långt tillbaka. John Wesley Powell, namne till dagens Lake Powell, såg först den stora oöverensstämmelsen under sin berömda expedition 1869 med båt nerför Coloradoflodens forsar.

Topp, som genomförde en liknande forsränningsresa genom Grand Canyon våren 2021, sa att funktionen är så stark att du kan se den från floden.

"Det finns vackra linjer, " sa Peak. "Längst ner, man ser väldigt tydligt att det finns stenar som har tryckts ihop. Deras lager är vertikala. Sedan finns det en gräns, och ovanför det har du dessa vackra horisontella lager som bildar buttes och toppar som du associerar med Grand Canyon. "

Skillnaden mellan dessa två bergarter är betydande. I den västra delen av kanjonen mot Lake Mead, källarstenen är 1,4 till 1,8 miljarder år gammal. Stenarna som sitter på toppen, dock, är bara 520 miljoner år gamla. Sedan Powells resa, forskare har sett bevis på liknande perioder av förlorad tid på platser runt om i Nordamerika.

"Det är mer än en miljard år som har gått, " sa Peak. "Det är också en miljard år under en intressant del av jordens historia där planeten övergår från en äldre miljö till den moderna jorden vi känner idag."

En kontinent delar sig

För att utforska övergången, Peak och hennes kollegor använde en metod som kallas "termokronologi, " som spårar historien om värme i sten. Peak förklarade att, när geologiska formationer är begravda djupt under jorden, trycket som byggs ovanpå dem kan göra att de blir toastiga. Den hettan, i tur och ordning, lämnar spår i kemin hos mineraler i dessa formationer.

Genom att använda detta tillvägagångssätt, forskarna genomförde en undersökning av prover av sten som samlats in från hela Grand Canyon. De upptäckte att historien om denna funktion kan vara mer invecklad än forskare har antagit. Särskilt, den västra halvan av kanjonen och dess östra del (den del som turister är mest bekanta med) kan ha genomgått olika geologiska förvrängningar genom tiden.

"Det är inte ett enda block med samma temperaturhistorik, " sa Peak.

För ungefär 700 miljoner år sedan, källarberget i väster verkar ha rest sig till ytan. I den östra halvan, dock, samma sten låg under kilometer av sediment.

Skillnaden berodde troligen på upplösningen av Rodinia, en gigantisk landmassa som började dras isär ungefär samtidigt, sa Peak. Forskarnas resultat tyder på att denna stora omvälvning kan ha sönderrivet i de östra och västra halvorna av Grand Canyon på olika sätt och vid något olika tidpunkter – vilket orsakade den stora oöverensstämmelsen i processen.

Peak och hennes kollegor tittar nu på andra platser av den stora oöverensstämmelsen i Nordamerika för att se hur allmän denna bild kan vara. Tills vidare, hon är glad över att se geologisk historia utspela sig i ett av landets mest pittoreska landskap.

"Det finns bara så många saker där som inte finns någon annanstans, " sa hon. "Det är verkligen ett fantastiskt naturligt labb."