Тайны Великого каньона

Великий каньон длиной в четыре с половиной сотни километров и шириной до трех десятков – одна из достопримечательностей американского штата Аризона. Согласно общепринятым представлениям, эту долину прорезала река Колорадо, текущая с материка на запад к калифорнийскому побережью. Глубина каньона местами приближается к двум километрам, а на стенах явно видны обнажения многочисленных слоев геологических пород. Эта одна из самых полных летописей земной истории за последние два миллиарда лет, можно сказать, наглядное пособие для поколений американских геологов.

Однако не все так идеально. В последовательных слоях пород обнаружено четырнадцать несогласованных залеганий, то есть пропущены слои, которые должны присутствовать по общепринятой геохронологической шкале. В некоторых местах каньона нет пород за период, превышающий миллиард лет. Этот самый большой пропуск представляет собой так называемое Великое несогласие. Подобные явления существуют и в других регионах Северной Америки. Уже сто пятьдесят лет у геофизиков нет однозначного ответа на вопрос, почему исчезли слои.

Новое исследование американских ученых, ведущим автором которого стала Бэрра Пик, выпускница геологического факультета Колорадского университета в Боулдере, позволило несколько продвинуться к разгадке причин непонятного явления. Картина несоответствий вдоль каньона оказалась гораздо сложнее, чем считали ранее. Авторы статьи объясняют Великое несогласие образованием местных скальных разломов, которое произошло при разрыве древнейшего суперконтинента Родиния на мелкие части одновременно с обледенением Земли более миллиарда лет, в протерозое. Этот очень активный процесс, продолжавшийся сотни миллионов лет, вероятно, и вырвал слои осадочных и скальных пород вокруг будущего каньона, которые затем были снесены в океан.

К таким выводам ученые пришли на основе метода термохронологии. По всему каньону они собрали образцы пород с цирконами, которые хранят память о нагреве породы в виде отношения количества изотопов урана и тория к содержанию гелия. Эти пропорции позволили восстановить историю распространения тепла в слоях пород. Оказалось, что западная и восточная части каньона имеют совершенно разную тепловую историю. При этом западная часть еще и поднялась вверх около семисот миллионов лет назад. Такое различие геологической истории и могло привести к несогласию. Чтобы прояснить картину, ученые исследуют другие области Северной Америки, где также выявлено Великое несогласие.

(Geology, 12 августа 2021 года, полный текст в PDF)