Потерянный гигантский уступ может объяснить «недостающий миллиард лет» Гранд-Каньона

Ученые обнаружили свидетельства того, что огромная древняя система скал могла помочь обнажить самые глубокие породы Гранд-Каньона почти за миллиард лет до того, как река Колорадо начала формировать ландшафт, который мы видим сегодня.

Исследование, проведенное учеными из Университета Саутгемптона в Великобритании, предполагает, что огромный «великий уступ» сформировался около 800 миллионов лет назад, когда суперконтинент Родиния распался.

Эти возвышающиеся скалы могли достигать примерно километра в высоту и простираться на тысячи километров вдоль запада Северной Америки. Со временем эрозия вдоль этой огромной каменной границы удалила огромное количество материала, в конечном итоге обнажив древние кристаллические породы фундамента, которые сейчас можно увидеть в Гранд-Каньоне в южной Аризоне.

Миллиард лет, отсутствующий в Гранд-Каньоне

Томас Гернон, профессор наук о Земле в Университете Саутгемптона и ведущий автор исследования, объяснил, что Гранд-Каньон хранит геологическую историю, насчитывающую около двух миллиардов лет. Однако более половины этой каменной летописи, по-видимому, отсутствует.

Он сказал: «Наша статья предполагает, что породы фундамента Каньона постепенно выходили на поверхность в составе огромного уступа, который образовался во время распада древнего суперконтинента».

«Результаты также проливают свет на формирование Великого несогласия — загадочного пробела в каменной летописи, охватывающего более миллиарда лет».

Опубликованное в журнале Geology, исследование проводилось с участием ученых из Университета Саутгемптона, Центра геонаук GFZ и Университета Потсдама (оба в Германии), а также Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне (США).

Исследователи предполагают, что этот древний уступ пересекал территории, которые сегодня включают Аризону, Юту, Айдахо, Вайоминг, Колорадо, Техас, Оклахому, Арканзас, Миссури и Иллинойс.

Профессор Гернон заявил, что мощная эрозия на этой огромной территории в конечном итоге обнажила одни из самых древних пород Северной Америки, и Гранд-Каньон является самым известным примером.

Реконструкция утраченного североамериканского ландшафта

Чтобы выяснить, как мог выглядеть этот регион сотни миллионов лет назад, команда объединила реконструкции движений тектонических плит с данными о том, как ландшафты меняются со временем.

Их результаты показывают, что когда Родиния фрагментировалась, будущий Гранд-Каньон находился примерно в том же положении относительно края континента, что и крупные уступы, встречающиеся сегодня в таких местах, как Южная Африка и Бразилия.

В течение десятков миллионов лет гигантская система скал постепенно мигрировала вглубь суши по мере того, как эрозия разрушала ее. Исследователи подсчитали, что этот процесс мог удалить до восьми километров породы в некоторых местах.

Этот прогноз согласуется с другими геологическими свидетельствами, показывающими, что примерно от пяти до десяти километров породы исчезло из частей региона задолго до формирования современного Гранд-Каньона.

«Этот долгоживущий тектонический ландшафт восполняет недостающий пробел в понимании того, почему эрозия, связанная с Великим несогласием, столь сильно различается на юго-западе США», — сказал профессор Гернон.

Он добавил: «Наша работа предполагает, что тектоническое поднятие, связанное с рифтингом и распадом континентов, создало как крутые склоны, так и возвышенности, обеспечив горный рельеф, который реки и ледники могли легко разрушать».

Древний горный обод, изменивший Северную Америку

Влияние этого огромного уступа могло распространяться далеко за пределы области, которая в конечном итоге стала Гранд-Каньоном.

Создав долгоживущий горный обод вокруг западной Лаврентии — древнего ядра Северной Америки — ландшафт мог формировать пути рек, определять места накопления отложений и влиять на то, когда моря распространялись по континенту перед так называемым кембрийским взрывом — периодом, когда сложная жизнь быстро диверсифицировалась.

Профессор Гернон добавил: «Современные уступы в Африке, Бразилии, Индии и Антарктиде дают нам представление о силах, формирующих континенты на протяжении сотен миллионов лет».

«Сравнивая древнюю историю Гранд-Каньона с активными ландшафтами, такими как Большой уступ Южной Африки, мы можем увидеть самый знаковый геологический памятник Северной Америки в совершенно новом свете».

«Наши выводы могут помочь геологам по-новому интерпретировать другие древние внутренние районы континентов, где в летописи горных пород встречаются столь же крупные пробелы, что даст лучшее понимание того, как континенты Земли менялись на протяжении сотен миллионов лет».

Источники:

Материалы предоставлены Университетом Саутгемптона.

Thomas M. Gernon, Thea K. Hincks, Elias J. Rugen, Sascha Brune, Jean Braun, Stephen Marshak. Exhumation of Grand Canyon’s basement along the Great Escarpment of Laurentia. Geology, 2026; DOI: 10.1130/G55133.1