揭开"大不连贯性"之谜：地质学家研究科罗拉多大峡谷的神秘时间缝隙

这项新研究的主要作者、科罗拉多大学博尔德分校地质科学专业的研究生Barra Peak解释说，把大峡谷的红色悬崖和峭壁看作地球的历史教科书。如果你顺着峡谷的岩壁往下看，你可以跳回地球近20亿年的过去。但是那本教科书在这里却像是缺了几页。在某些地区，价值超过10亿年的岩石已经从大峡谷消失得无影无踪，地质学家想知道原因。

"大不连贯性是北美最早有据可查的地质特征之一，"Peak说。"但直到最近，我们对它何时或如何发生并没有很多了解。"

现在，她和她的同事认为他们可能在本月发表在《地质学》杂志上的一篇论文中缩小了答案范围。该小组报告说，在一个叫做Rodinia的古代超大陆解体期间，一系列小而猛烈的断层事件可能已经震撼了该地区。由此产生的破坏可能撕裂了峡谷周围的土地，导致岩石和沉积物被冲走并进入海洋。

该小组的发现可以帮助科学家们填补大峡谷在这一关键时期发生的缺失，今天，大峡谷是北美最重要的自然奇观之一。

这项新研究的共同作者、地质科学教授Rebecca Flowers说："我们的实验室有新的分析方法，使我们能够破译整个无整合时期缺失的历史。我们正在大峡谷和整个北美的其他大不连贯性地方做这件事。"

这是一个可以追溯到很久之前的谜团。约翰·韦斯利·鲍威尔，也就是今天的鲍威尔湖的名字背后的探险家在他1869年乘船沿科罗拉多河激流而下的著名旅程中，第一次发现了这种大不连贯性。

2021年春天完成了一次类似的大峡谷漂流研究的Peak说，这个特征足够鲜明，你可以从河上看到它：有一些岩石被推到一起。它们的层次是垂直的。然后有一个分界线，上面有这些美丽的水平层，形成了与大峡谷相关的山峰和高峰。"

这两种类型的岩石之间的差异是很大的。在峡谷西部朝向米德湖的地方，基底的石头有14至18亿年的历史。然而，坐在上面的岩石只有5.2亿年的历史。自从鲍威尔的航行以来，科学家们在北美各地的遗址看到了类似的时间消失期的证据。

"有超过10亿年的时间已经消失了，"Peak说。"这也是在地球历史上一个有趣的部分的10亿年，在这个部分，地球正在从一个更古老的环境过渡到我们今天所知道的现代地球。"

为了探索这一过渡，Peak和她的同事们采用了一种叫做"热力学"的方法，这种方法追踪石头中的热量历史。Peak解释说，当地质构造被深埋在地下时，它们上面的压力会使它们变得很热。这种热量反过来又会在这些地层的矿物化学中留下痕迹。

利用这种方法，研究人员对从整个大峡谷收集的岩石样本进行了调查。他们发现，这一特征的历史可能比科学家所假设的更加错综复杂。特别是，峡谷的西半部和东部（游客最熟悉的部分）可能在整个时间内经历了不同的地质扭曲。

大约7亿年前，西部的基底岩似乎已经上升到表面。然而，在东半部，同样的石头在数公里的沉积物之下。这种差异很可能是由于一个巨大的陆块在大约同一时间开始分离。研究人员的结果表明，这一重大动荡可能以不同的方式和时间撕开了大峡谷的东半部和西半部，在这个过程中产生了不一致。

匹克和她的同事们现在正在研究北美其他的大颠覆遗址，看看这种情况可能有多普遍。现在，她很高兴能看到地质历史在这个国家最美丽的风景之一上演。

她说："那里有许多其他地方没有的东西，"她说。"这是一个非常神奇的自然实验室"。