Veliki kanjon razkriva skoraj dve milijardi let Zemljine preteklosti, vendar je v tej kamninski kroniki ogromna praznina. Na nekaterih mestih manjka zapis več kot milijarde let, zato geologi že dolgo iščejo odgovor na preprosto vprašanje: kam so izginile vse vmesne plasti? Nova raziskava kaže, da bi jih lahko pomagala izbrisati silovita erozija pokrajine, ki je obstajala več sto milijonov let pred današnjim kanjonom.

Veliki kanjon razkriva skoraj dve milijardi let geološke zgodovine. (foto: Omer Nezih Gerek / Unsplash)

Med plastmi zeva več kot milijarda let

Stene Velikega kanjona so videti kot velikanski prerez skozi zgodovino planeta. Toda če bi jih brali kot knjigo, bi hitro ugotovili, da manjka velik del strani. Na nekaterih mestih precej mlajše kamnine ležijo neposredno na mnogo starejših, vmesnih plasti pa preprosto ni.

Geologi ta pojav poznajo kot Veliko diskordanco oziroma Great Unconformity. Ne gre za nekaj milijonov let, kar je že samo po sebi težko predstavljivo, temveč za vrzel, ki lahko predstavlja več kot milijardo let geološke zgodovine.

Kako je lahko izginilo toliko kamnin? Nova razlaga vodi daleč nazaj, približno 800 milijonov let v preteklost, ko Severna Amerika še ni imela današnje oblike.

Ko je razpadala Rodinija, se je spreminjala tudi pokrajina

Starodavno celinsko jedro Severne Amerike, imenovano Laurentija, je bilo takrat del superceline Rodinije. Ko je Rodinija začela razpadati, so premiki Zemljine skorje močno preoblikovali njeno površje.

Raziskovalci pod vodstvom University of Southampton so združili rekonstrukcije tektonskih plošč z modeli razvoja pokrajine. Tako so rekonstruirali mogočen strm reliefni rob oziroma megaeskarpment, ki naj bi se raztezal več tisoč kilometrov čez zahodni del takratne Laurentije.

Ponekod so se njegove strmine dvigale približno kilometer visoko. Segal naj bi čez območja današnje Arizone, Utaha, Idaha, Wyominga, Kolorada, Teksasa in drugih delov ZDA. Šlo je torej za pokrajino velikanskih razsežnosti, od katere danes skoraj ni več mogoče prepoznati prvotne podobe.

Kilometri kamnin so lahko počasi izginjali

Tako strm relief je postal izpostavljen eroziji. Reke, preperevanje in drugi procesi so odnašali material, medtem ko se je skalni rob skozi desetine milijonov let počasi umikal proti notranjosti celine. Z njim so izginjale tudi kamnine, ki so nekoč ležale nad plastmi, razgaljenimi danes.

Razsežnost procesa je težko ponazoriti. Model kaže, da bi lahko erozija v bližini nekdanjega reliefnega roba odstranila do približno osem kilometrov kamnin. Približno 200 kilometrov stran je bila ocenjena izguba manjša, a bi lahko še vedno dosegla okoli dva kilometra.

Osem kilometrov pri tem ni neposredno izmerjena debelina manjkajočih kamnin v Velikem kanjonu. Gre za rezultat modeliranja nekdanje pokrajine, ki ga raziskovalci primerjajo z drugimi geološkimi dokazi o zelo obsežni eroziji.

Rezultati, objavljeni v strokovni reviji Geology, bi lahko pomagali pojasniti tudi nekaj drugega: zakaj na jugozahodu ZDA povsod ne manjka enaka količina kamninskega zapisa.

Današnji Veliki kanjon takrat še ni obstajal

Tu je pomembna razlika, ki jo ogromne časovne razsežnosti hitro zabrišejo. Dogajanje, opisano v raziskavi, se je začelo približno pred 800 milijoni let, torej mnogo prej, preden je nastala današnja pokrajina Velikega kanjona.

Kanjon zato ni »izbrisal« milijarde let zgodovine. Poznejše vrezovanje v pokrajino je razgalilo stare kamnine in geologom omogočilo, da danes vidijo tudi vrzel med njimi.

Prav takšni zapisi pomagajo raziskovalcem rekonstruirati najbolj oddaljena poglavja preteklosti planeta. Geološke sledi denimo še danes razkrivajo, kaj se je dogajalo po trku asteroida, ki je prispeval k izumrtju dinozavrov pred približno 66 milijoni let. V obeh primerih kamnine delujejo kot arhiv, le da je pri Veliki diskordanci eden najzanimivejših namigov prav tisto, kar v njem manjka.

Kam je torej izginila milijarda let?

Izginil ni čas, ampak kamnine, ki bi lahko o njem pripovedovale. Kjer je vidna Velika diskordanca, se zelo stare kamnine stikajo z veliko mlajšimi plastmi. Vmesni zapis se bodisi ni nikoli odložil bodisi ga je poznejša erozija odstranila.

Nova raziskava ne predlaga enega samega katastrofalnega dogodka, ki bi v trenutku odnesel kilometre kamnin. Slika je počasnejša in precej bolj geološka: razpad Rodinije je ustvaril izrazit relief, ta pa je bil nato izpostavljen eroziji, ki je skozi izjemno dolga obdobja odstranjevala material in razkrivala starejše kamnine pod njim.

Davno izginuli reliefni rob je lahko imel še širše posledice. Avtorji menijo, da je vplival na smer rečnih sistemov in na območja, kjer so se odlagali sedimenti, njegovo postopno izginjanje pa je lahko vplivalo tudi na poznejše širjenje morja čez dele celine.

Nova razlaga, ne dokončna rešitev

Uganka Velike diskordance je starejša od te raziskave in zanjo ni ene splošno sprejete razlage, ki bi pojasnila vse primere po svetu. Med možnimi procesi so znanstveniki preučevali različne oblike erozije, tektonsko dogajanje in vpliv obsežnih poledenitev.

Nova študija zato ne postavlja zadnje pike. Ponuja pa konkreten mehanizem, ki povezuje razpad Rodinije, nastanek velikanskega reliefnega roba in dolgotrajno erozijo z vrzeljo, vidno v kamninah ameriškega jugozahoda.

Veliki kanjon tako ne pripoveduje samo zgodbe s plastmi, ki so preživele do danes. Ena njegovih največjih geoloških ugank se skriva prav med njimi – v ogromnem kosu Zemljine preteklosti, katerega kamninski zapis je izginil.