För hundratals miljoner år sedan skickade en jordbävning en serie massiva vågor över det antika havet som täckte delar av västra Kanada och norra USA.
Det är slutsatsen i en ny artikel från två forskare från University of Saskatchewan (USask), som har hittat de starkaste bevisen någonsin på en tsunami i ett grunt innanhav.
Forskningen av Dr. Brian Pratt (Ph.D.) och Dr. Colin Sproat (Ph.D.) från USask's College of Arts and Science publiceras i Sedimentary Geology .
Saskatchewan och dess närliggande områden är inte kända för sina kustutsikter – eller för sin seismiska aktivitet. Men för 445 miljoner år sedan, under den period som kallas Ordovicium, såg regionen väldigt annorlunda ut. Mycket av det som nu är Saskatchewan och Manitoba i Kanada, tillsammans med Montana och Dakotas i USA, täcktes av ett hav känt som Williston Basin.
"Det var en helt annan miljö, helt annan geografi. Då var vi mycket närmare ekvatorn än vi är idag och havsnivån var hög, så vi skulle ha varit i ett tropiskt, grunt innanhav snarare än en tempererad gräsmark. som idag", säger Sproat, en biträdande professor vid USask Department of Geological Sciences.
Pratt och Sproat besökte tre platser norr om The Pas, Manitoba, där de hittade bevis på en kort, högenergihändelse i detta urgamla hav, som hittills hade gått obemärkt förbi av geologer.
Vissa sedimentbäddar på platserna hade rivits till småsten och blandats med lera. Golvet under bassängens djupare vatten innehöll ingen lera, så det kunde bara ha kommit från landet.
"Vi insåg att vi behövde en händelse som river upp havsbotten och sedan på något sätt kommer tillbaka igen med all denna lera, och gör det några gånger", säger Pratt, professor vid institutionen för geologiska vetenskaper.
Svaret kan bara vara en tsunami. Inget djurliv och nästan inget växtliv existerade på land att bevittna den dagen för nästan en halv miljard år sedan, men om en observatör hade varit i närheten, skulle de ha sett en dramatisk händelse.
Fel i regionens skorpa, tyst nu i tusentals årtusenden, var då fortfarande aktiva. Ett av dessa förkastningar någonstans i den norra halvan av Williston Basin halkade plötsligt och skickade våldsamma chockvågor genom havet.
Vattnet vid stranden skulle ha sjunkit en kort stund och sedan rusat tillbaka i en obeveklig våg. Vågen kan ha drivit en kilometer eller mer över det svagt sluttande landet och skurat den steniga ytan. När den äntligen drog sig tillbaka spolade den tillbaka leran i havet. Fler vågor följde.
En tsunami är en "radikal tolkning" av bevisen, erkänner Pratt, men USask-forskarna hade en fördel. Skikten i Williston Basin i Kanada är nästan helt dolda under Manitobas och Saskatchewans platta landskap, vilket begränsade tidigare geologer till att bara studera ett fåtal naturliga hällar, kärnprover och vägavskärningar.
Under det senaste decenniet har flera nya stenbrott grävts i norra Manitoba och avslöjat fler av bassängens hemligheter.
"Det var att kolla upp stenbrotten som öppnade våra ögon. Vi går in i dessa stenbrott och vi kan se skiktningen sträcka sig i sidled i 100 meter eller mer, och vi kan hitta samma bädd på mer än ett ställe. Och så det gav oss sortering av 3D-perspektivet som ingen hade tidigare", sa Pratt.
Liknande avlagringar kan göras av stora stormar, men Sproat och Pratt uteslöt en storm som orsak på grund av brist på andra tecken på regelbunden stormaktivitet. Dessutom låg regionen för nära den antika ekvatorn för att ha upplevt orkaner.
Den nya uppsatsen ger en tydligare bild av de krafter som formade en miljö som förlorats till historien:en där det tidiga marina livet blomstrade och diversifierades.
"Willistonbassängen täcktes av detta riktigt ovanliga hav på toppen av kontinenten, en miljö som vi inte har en bra modern analog för. Med tanke på det har vi här en unik möjlighet att studera geologiska processer och deras inverkan på forntida ekosystem i en miljö som inte liknar någonstans på planeten idag", sa Sproat.
USask-forskarna planerar att besöka platser på andra håll i Kanada för att se om andra bäddar visar förbisedda bevis på seismiska havsvågor – och om tsunamis kan ha varit en större del av jordens historia än vad man brukar tro.
"Det är ett ämne du inte hittar i geologiläroböckerna", sa Pratt. "Jag tycker att det är dags för ett paradigmskifte."
Mer information: Brian R. Pratt et al, En tsunamiavlagring i Stonewall-formationen (Övre Ordovicium), nordöstra kanten av Williston Basin, Kanada, och dess tektoniska och stratigrafiska implikationer, Sedimentary Geology (2023). DOI:10.1016/j.sedgeo.2023.106518
Tillhandahålls av University of Saskatchewan
