گراند کانیون بیش از یک میلیارد سال سنگ از دست رفته است. اکنون دانشمندان دلیل آن را می دانند.

بیش از یک میلیارد سال تاریخ زمین‌شناسی از دیواره‌های گرند کنیون گم شده است و اکنون، دانشمندان ممکن است دلیل آن را بدانند.

در کناره‌های دره، سنگ‌های دگرگونی و آذرین باستانی که 1.7 میلیارد سال پیش تشکیل شده‌اند، مستقیما زیر سنگ‌های رسوبی جوان‌تری قرار دارند که 500 میلیون سال پیش روی زمین گذاشته شده‌اند. بخش 1.2 میلیارد ساله تاریخ در این بین حفظ نشد - یک شکاف زمین شناسی به نام عدم انطباق بزرگ ایجاد کرد.

این دوره از دست رفته زمان بسیار مهمی در تاریخ زمین بود، زیرا درست قبل و در طول انفجار کامبرین بود که تنوع عظیمی از حیات روی زمین را شاهد بود. عدم انطباق بزرگ تنها در گراند کانیون نیست. شکاف های بزرگی در لایه های سنگی آن زمان در سراسر آمریکای شمالی، منطقه بالتیک اروپا و شمال چین وجود دارد. محققان مدت‌هاست که چرا این عدم انطباق وجود دارد بحث کرده‌اند.

این عدم انطباق در انتقال بین ماسه سنگ کامبرین تاپیتس و برهما شیست پروتروزوییک در گراند کانیون به شدت مشهود است. (اعتبار تصویر: UCG از طریق Getty Images) اکنون، مدل جدیدی از حرکت لایه میانی زمین، گوشته، توضیحی را فاش کرده است: بر اساس تحقیقات جدیدی که در 4 نوامبر در مجله Nature منتشر شد، گردش آهسته و ناشی از گرما گوشته، این سه ناحیه را در زمانی که ناهماهنگی بزرگ شکل گرفت، به سمت بالا هل داد.

این بالا آمدن به تسهیل فرسایش کمک می کرد، به این معنی که رسوبات تشکیل شده در آن زمان از قاره ها خارج شده و در اقیانوس فرود آمدند. نکته مهم این است که این مدل همچنین نشان می‌دهد که در 540 میلیون سال گذشته، همین نواحی به جای بالا آمدن شروع به فرو رفتن کردند، و مناطقی را برای رسوب‌ها ایجاد کردند تا رسوب‌ها گیر کنند و سپس در لایه‌های منظمی در قاره‌ها انباشته شوند - نقطه پایان ناهماهنگی بزرگ. این با آنچه زمین شناسان می توانند در آمریکای شمالی، بالتیک و شمال چین ببینند مطابقت دارد.

ما نگاه کردیم، بهترین مکان‌هایی که مانتو می‌تواند به ایجاد یک ناهماهنگی بزرگ کمک کند، کجا هستند؟ نیکلاس فلامنت، یکی از نویسندگان این مطالعه، زمین شناس دانشگاه ولونگونگ در استرالیا، به Live Science گفت. و معلوم شد که این سه مکان سه مکان است که کاملا گسترده است.

فرسایش در دوران نئوپروتروزوییک و به دنبال آن رسوب گذاری در دوران اولیه فانروزوییک، ناهماهنگی بزرگ را تشکیل داد. پایین: افزایش پویا با فرونشست برای Laurentia ('LAU')، Baltica ('BAL') و شمال چین ('NCH') دنبال شد. (اعتبار تصویر: نویسنده ارائه شده، CC BY-ND ) علت عدم انطباق بزرگ به شدت مورد بحث است و برخی استدلال می کنند که یخ زدگی عمیق جهانی به نام زمین گلوله برفی می تواند رسوبات را در این دوره از قاره ها خارج کند.

فلمنت گفت احتمالا یخبندان نقش مهمی در فرسایش داشته است، اما مطالعه جدید نشان می دهد که محرک اصلی در اعماق سیاره بوده است. او گفت که بدون این که گوشته قاره ها را به سمت بالا می راند، یخچال ها و دیگر نیروهای فرسایشی شیبی برای پایین راندن رسوبات نداشتند.

شار ثابت

شانان پیترز، زمین شناس در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: زمین در یک حالت ثابت بازیافت پوسته از طریق تکتونیک صفحه ای است. پوسته اقیانوسی از طریق فرآیند فرورانش - زمانی که یک صفحه تکتونیکی در زیر صفحه دیگر فرو می رود - به گوشته فرو می رود. مواد شیمیایی که با خود حمل می کند از طریق فوران های آتشفشانی به جو باز می گردند و گوشته را با جو پیوند می دهند.

و تکتونیک ثابت نیست. با شکسته شدن قاره ها و پیوستن دوباره به هم در طول اعصار، مواد مختلف به داخل پوسته رانده می شوند. پیترز گفت، برای مثال، اقیانوس باستانی پالئو-تتیس، که تا زمان بسته شدن آن در حدود 200 میلیون سال پیش از سواحل ابرقاره پانگه آ دور بود، سرشار از رسوبات کربنی بود که از قاره‌ها فرسایش یافته بودند. هنگامی که کف اقیانوس دوباره به گوشته فرو رفت، این کربن به اعماق سیاره رانده شد.

به محیطی کمک می کند که زندگی پیچیده در آن تکامل یافته است.

نیکلاس فلامنت، زمین‌شناس در دانشگاه ولونگونگ در استرالیا

امروزه، در مقابل، بیشتر فرورانش زمین در اطراف حاشیه اقیانوس آرام است، و بیشتر بستر اقیانوس آرام از قاره ها دور است، بستر دریا نسبتا از کربن محروم است. بنابراین، آنچه اکنون به گوشته رانده می شود، ترکیب شیمیایی متفاوتی با آنچه در 200 میلیون سال پیش وجود داشت، است.

پیترز به Live Science گفت که از این نظر، اشاره به عدم انطباق بزرگ به عنوان "اطلاعات گمشده" دقیق نیست. در عوض، فقدان رکورد سنگی در آن مکان‌ها در آن زمان، چیزی را در مورد فرآیندهایی که در آن زمان انجام می‌شد، آشکار می‌کند - و به چگونگی تأثیر زمین‌شناسی بر جو و در نتیجه تکامل حیات اشاره می‌کند.

پیترز گفت که فرآیندهای زمین شناسی که در زمان عدم انطباق بزرگ رخ می دهد ممکن است زمینه را برای انفجار کامبرین فراهم کرده باشد. پیترز گفت، برای مثال، سنگ‌های کریستالی که در آن زمان روی سطح قرار گرفته بودند، ممکن است عناصری مانند پتاسیم، آهن، منگنز و کربن را با سرعت بیشتری به دریاها رها کرده باشند، که باعث شد حیات دریایی در پاسخ به آن، زیست معدنی‌سازی - پوسته‌ها - را اختراع کند و احتمالا ترکیب جو زمین را به سمت غنی‌تر شدن اکسیژن تغییر دهد.

فلامنت موافقت کرد که تغییرات زمین شناسی اثرات ضربه ای قابل توجهی بر زندگی داشته است. فلمنت گفت: «این به محیطی کمک می کند که زندگی پیچیده در آن تکامل یافته است.

چیزی که در مورد عدم انطباق بزرگ جالب است این است که چگونه نه تنها یک دوره فرسایش، بلکه بازگشت به رسوب رسوبات را نشان می دهد. پیترز گفت که مقاله جدید توضیحی برای هر دو ارائه می دهد و تغییرات در گوشته فقط فرآیندی در مقیاس سیاره ای برای توضیح این پدیده تصویر بزرگ است.

داستان های مرتبط

«حلقه گمشده» یافت شده در صخره های باستانی کلرادو نشان می دهد که زمین گلوله برفی واقعا اتفاق افتاده است

یک میلیارد سال تاریخ زمین شناسی در گراند کانیون گم شده است

لایه‌های عظیمی از سنگ‌ها در زمین اولیه ناپدید شدند و دانشمندان رادار ممکن است سرانجام آنها را پیدا کرده باشند.

او گفت: "به نظر من این تنها راه معقول برای رفت و برگشت بین این وضعیت در طول زمان است."

هنوز سؤالاتی در مورد آنچه که قاره ها در این دوره زمانی انجام می دادند وجود دارد. پیترز تلاشی به نام Macrostrat را رهبری می‌کند که مشاهدات لایه‌های سنگ در سراسر جهان را جمع‌آوری می‌کند، و فلمنت گفت امیدوار است که پایگاه داده به حقیقت واقعی یافته‌های مدل‌های جدید کمک کند.

او گفت: «تاکنون در آفریقا و روسیه، ما پایگاه داده جامعی نداریم. وقتی این کار انجام شد، می‌توانیم برویم و بررسی کنیم که آیا ایده کار می‌کند یا خیر.