Геологи из Университета Колорадо и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре предложили объяснение таинственной особенности Большого каньона реки Колорадо — отсутствия в геологической летописи каньона промежутка, охватывающего сотни миллионов лет.
Возраст основных геологических обнажений в Большом каньоне варьируется от сланца Вишну (2 млрд лет) на дне Внутреннего ущелья до известняка Кайбаб (270 млн лет) на Ободе. Между слоем возрастом 500 миллионов лет и нижележащим слоем, который датируется примерно 1,5 миллиарда лет назад, существует разрыв примерно в миллиард лет, что указывает на отсутствие отложений данного возраста. Это явление было замечено в 1869 году Джоном Уэсли Пауэллом и получило название «Великое несогласие» (Great Unconformity).
Несогласием, или несогласным залеганием, в геологии называют расположение более молодых отложений на размытой поверхности подстилающих горных пород, свидетельствующее о перерыве в накоплении осадков. Несогласное залегание может быть параллельным, когда пласты, несмотря на перерыв в отложении осадка, сохраняют параллельное залегание, и угловым, когда одна толща лежит с перерывом по отношению к другой под углом. «Великим несогласием» обычно называют два несогласия: одно в Большом каньоне, а другое в Шотландии, открытое в 1780-х годах отцом современной геохронологии Джеймсом Хаттоном. Причинами несогласий обычно становятся различные тектонические процессы или эрозия. Крупные несогласия связывают либо с глобальными изменениями эвстатического уровня моря, либо с суперконтинентальным циклом, периодическим слиянием всех континентов в один примерно каждые 500 миллионов лет.
«"Великое несогласие" — одна из первых хорошо задокументированных геологических особенностей в Северной Америке, — сказала ведущий автор исследования Барра Пик (Barra Peak) из Университета Колорадо. — Но до недавнего времени у нас не было сведений относительно того, когда и как оно возникло». Теперь Барра Пик и ее коллеги полагают, что смогли определить время, когда осадочные породы возрастом между 0,5 и 1,5 млрд лет исчезли. Они сообщают, что ряд небольших разломов, возможно, потряс регион во время распада древнего суперконтинента Родиния. Родиния, как считают современные геологи, существовала задолго до более известного суперконтинента Пангеи, она возникла около 1,1 миллиарда лет назад и распалась около 750 миллионов лет назад. В результате разрушения, вероятно, камни и осадочные породы в регионе, где в будущем возник Большой каньон, были смыты и попали в океан.
Для оценки возраста пород в своем исследовании Барра Пик и ее коллеги использовали метод термохронологии, который реконструирует температурную историю горных пород по их составу и химическим свойствам. Зная температуру, необходимую для определенных изменений в горной породе, можно вычислить необходимую глубину и время, в течение которого эта порода находилась под поверхностью, чтобы эти изменения произошли. Определение возраста пород производилось уран-торий-гелиевым методом. Он основан на распаде радиоактивных атомов урана и тория, дающих в результате свинец и гелий (238U → 206Pb + 84He; 235U → 207Pb + 74He; 232Th → 208Pb + 64He). По количеству накопившегося гелия определяется возраст материала.
Используя этот подход, авторы работы провели исследование образцов горных пород, собранных по всему Большому каньону. Они обнаружили, что его история может быть более запутанной, чем предполагалось раньше. В частности, западная и восточная части каньона на протяжении времени могли подвергаться различным геологическим искажениям. «Это не отдельный блок с одинаковой температурной историей», — говорит Барра Пик. Примерно 700 миллионов лет назад каменный фундамент на западе, вероятно, поднялся на поверхность. Однако в восточной половине тот же слой был под километрами наносов. Разница, вероятно, была связана с распадом Родинии, начавшимся примерно в то же время. Результаты указывают, что это крупное потрясение могло повлиять на восточную и западную половины Большого каньона по-разному и в несколько разное время, что привело к «Великому несогласию». Выводы ученых опубликованы в журнале Geology. Сейчас Пик и ее коллеги изучают другие свидетельства «Великого несогласия» в Северной Америке, чтобы оценить общую картину этого явления.
В 2019 году группой геологов была предложена другая теория, объясняющая «Великое несогласие» в Большом каньоне. Они связывают его с крупным оледенением, которое произошло примерно 1 миллиард лет назад, когда ледники покрыли почти всю планету (это событие получило название «Земля-снежок»). При движении наступающих ледников они, как это обычно происходит, смещали и размывали отложения от подстилающей породы.
