Новое дополнение к древнему ландшафту Земли: разгадана тайна самого глубокого ущелья США

Об этом говорится в журнале PNAS, пишет PHYS.org.

В ходе исследования ученые собрали и изучили древние отложения, перенесенные рекой Снейк и отложившиеся в пещерах над каньоном — это позволило оценить их геологический возраст с помощью датирования космогенными нуклидами.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Результаты нового исследования указывают на то, что самое глубокое ущелье Северной Америки, Хеллс-Каньон, скользящее вдоль границы Айдахо и Орегона, является удивительно новым дополнением к древнему ландшафту нашей планеты. Ученые считают, что монументальный сдвиг в стоке реки Снейк около 2,1 миллиона лет назад изменил топографию, образовав Хеллс-Каньон, погружающийся на поразительные 2400 метров. К слову, это значительно глубже, чем Гранд-Каньон.

Космогенное датирование

Высокоэнергетические частицы из космоса, известные как космические лучи, постоянно бомбардируют нашу планету. Когда эти частицы ударяются о скалы или отложения, выходящие на поверхность планеты, они могут взаимодействовать с определенными элементами, радиоактивными изотопами. Эти изотопы известны как космогенные нуклиды, и они накапливаются с течением времени в самых верхних слоях горных пород.

Космогенное датирование нуклидов включает измерение концентрации этих изотопов для определения того, как долго поверхность горных пород или осадочных пород подвергалась воздействию космических лучей, что дает нам ее возраст.

Реликты изменений Земли

Каньоны являются важными географическими объектами, являющимися реликтами изменений, вызванных тектонической активностью или сдвигами климата. Они также служат естественными коридорами, позволяющими водным видам мигрировать через горные районы. Однако до сих пор ученые не до конца понимают, как быстро или посредством каких именно процессов образуются каньоны — это приводит к дебатам, охватывающим несколько десятилетий.

Предыдущие исследования показали, что захват потока — явление, когда река меняет свое русло и начинает стекать в новой области, играет ключевую роль в образовании каньонов, как это наблюдается в таких местах, как река Теннесси в Аппалачах и река Рейн в Альпах.

Разгадка формирования каньона Хеллс

Процесс и время формирования каньона Хеллс остаются неопределенными и на то есть несколько причин, в том числе из-за сложной и спорной истории его создателя — реки Снейк. Анализ отложений показывает, что каньон был вырезан между поздним плиоценом (от 3,6 до 2,6 млн лет назад) и ранним плейстоценом (от 2,58 до 0,781 млн лет назад), но отсутствие прямых доказательств оставляет много вопросов относительно его возраста без ответа.

В новом исследовании ученые собрали воедино историю того, как каньон Хеллс был вырезан с течением времени, исследователи взяли образцы отложений, оставшихся в пещерах над рекой, когда земля подвергалась эрозии во время формирования каньона. Отметим, что отложения пещерной реки были датированы путем расчета дифференциальных скоростей распада двух космогенных радионуклидов, 10Be и 26Al.

Ученым также удалось проанализировать профиль реки, сосредоточившись на таких особенностях реки, как перепады высот и резкие падения в притоках, а также на численном моделировании событий захвата потока, чтобы понять, как происходила эрозия с течением времени. Команда пришла к выводу, что ключевую роль в формировании каньона сыграло крупное событие захвата дренажа, когда река Снейк перенаправилась в систему реки Колумбия в промежутке между 2,1 и 1 миллионами лет назад.

Датирование отложений пещеры также показало увеличение скорости эрозии с ~0,01 мм/год до ~0,16 мм/год после захвата дренажа. Численные модели подтвердили это, показав внезапное увеличение сброса из захвата потока, что указывает на ускоренное врезание каньона. Авторы исследования отмечают, что их выводы на самом деле демонстрируют, как резкие изменения в водосборных зонах могут приводить к быстрой эволюции ландшафта. Это, как считают ученые, имеет значение для понимания формирования каньонов во всем мире.

Ранее Фокус писал о том, что ученые обнаружили самое глубокое ущелье, скрытое под тоннами льда.