Une nouvelle étude menée par l'Université du Colorado à Boulder révèle l'histoire complexe derrière l'une des caractéristiques géologiques les plus connues du Grand Canyon :un intervalle de temps mystérieux et manquant dans l'enregistrement rocheux du canyon qui couvre des centaines de millions d'années.

La recherche se rapproche de la résolution d'un puzzle, appelé la "Grande Discordance, " qui laisse perplexe les géologues depuis qu'il a été décrit pour la première fois il y a près de 150 ans.

Considérez les falaises rouges et les falaises du Grand Canyon comme le manuel d'histoire de la Terre, a expliqué Barra Peak, auteur principal de la nouvelle étude et étudiant diplômé en sciences géologiques à CU Boulder. Si vous descendez les parois rocheuses du canyon, vous pouvez remonter près de 2 milliards d'années dans le passé de la planète. Mais ce manuel manque aussi de pages :dans certaines régions, plus d'un milliard d'années de roches ont disparu du Grand Canyon sans laisser de trace.

Les géologues veulent savoir pourquoi.

"La grande discordance est l'une des premières caractéristiques géologiques bien documentées en Amérique du Nord, " Peak a déclaré. "Mais jusqu'à récemment, nous n'avions pas beaucoup de contraintes sur le moment ou la manière dont cela s'est produit."

Maintenant, elle et ses collègues pensent qu'ils pourraient se concentrer sur une réponse dans un article publié ce mois-ci dans le journal Géologie . L'équipe rapporte qu'une série d'événements de failles petits mais violents ont peut-être secoué la région lors de l'éclatement d'un ancien supercontinent appelé Rodinia. Les ravages qui en ont résulté ont probablement déchiré la terre autour du canyon, causant des roches et des sédiments à emporter et dans l'océan.

Les découvertes de l'équipe pourraient aider les scientifiques à combler les lacunes de ce qui s'est passé pendant cette période critique pour le Grand Canyon, aujourd'hui l'une des merveilles naturelles les plus importantes d'Amérique du Nord.

"Nous avons de nouvelles méthodes analytiques dans notre laboratoire qui nous permettent de déchiffrer l'histoire dans la fenêtre de temps manquante à travers la Grande Discordance, " dit Rebecca Flowers, co-auteur de la nouvelle étude et professeur de sciences géologiques. "Nous le faisons dans le Grand Canyon et dans d'autres localités de la Grande Discordance à travers l'Amérique du Nord."

Belles lignes

C'est un mystère qui remonte à loin. John Wesley Powell, l'homonyme du lac Powell d'aujourd'hui, a vu pour la première fois la Grande Discordance lors de sa célèbre expédition de 1869 en bateau sur les rapides du fleuve Colorado.

Culminer, qui a effectué un voyage de recherche similaire en rafting à travers le Grand Canyon au printemps 2021, dit que la caractéristique est suffisamment frappante pour que vous puissiez la voir depuis la rivière.

"Il y a de belles lignes, " Peak dit. " En bas, vous pouvez voir très clairement qu'il y a des rochers qui ont été poussés ensemble. Leurs couches sont verticales. Ensuite, il y a une coupure, et au-dessus de cela, vous avez ces belles couches horizontales qui forment les buttes et les pics que vous associez au Grand Canyon."

La différence entre ces deux types de roches est importante. Dans la partie ouest du canyon vers le lac Mead, la pierre du sous-sol a entre 1,4 et 1,8 milliard d'années. Les rochers assis au sommet, cependant, n'ont que 520 millions d'années. Depuis le voyage de Powell, les scientifiques ont vu des preuves de périodes similaires de temps perdu sur des sites en Amérique du Nord.

"Il y a plus d'un milliard d'années qui se sont écoulées, " Peak a déclaré. "C'est aussi un milliard d'années au cours d'une partie intéressante de l'histoire de la Terre où la planète est en train de passer d'un cadre plus ancien à la Terre moderne que nous connaissons aujourd'hui. "

Un continent se sépare

Pour explorer la transition, Peak et ses collègues ont utilisé une méthode appelée « thermochronologie, " qui retrace l'histoire de la chaleur dans la pierre. Peak a expliqué que, lorsque les formations géologiques sont enfouies profondément sous terre, la pression qui s'accumule sur eux peut les faire griller. Cette chaleur, à son tour, laisse une trace dans la chimie des minéraux de ces formations.

En utilisant cette approche, les chercheurs ont mené une enquête sur des échantillons de roche collectés dans tout le Grand Canyon. Ils ont découvert que l'histoire de cette caractéristique peut être plus compliquée que les scientifiques ne l'ont supposé. En particulier, la moitié ouest du canyon et sa partie est (la partie que les touristes connaissent le mieux) peuvent avoir subi différentes contorsions géologiques au fil du temps.

"Ce n'est pas un seul bloc avec le même historique de température, " a déclaré Peak.

Il y a environ 700 millions d'années, la roche du socle à l'ouest semble avoir remonté à la surface. Dans la moitié est, cependant, cette même pierre était sous des kilomètres de sédiments.

La différence est probablement due à la rupture de Rodinia, une masse terrestre gigantesque qui a commencé à se déchirer à peu près au même moment, dit Peak. Les résultats des chercheurs suggèrent que ce bouleversement majeur peut avoir déchiré les moitiés est et ouest du Grand Canyon de différentes manières et à des moments légèrement différents, produisant ainsi la Grande Discordance.

Peak et ses collègues examinent maintenant d'autres sites de la Grande Discordance en Amérique du Nord pour voir à quel point cette image pourrait être générale. Pour l'instant, elle est ravie de voir l'histoire géologique se dérouler dans l'un des paysages les plus pittoresques du pays.

"Il y a tellement de choses là-bas qui ne sont présentes nulle part ailleurs, " dit-elle. " C'est un laboratoire naturel vraiment incroyable. "