Нове доповнення до стародавнього ландшафту Землі: розгадано таємницю найглибшої ущелини США

Про це йдеться в журналі PNAS, пише PHYS.org.

Під час дослідження вчені зібрали і вивчили стародавні відкладення, перенесені річкою Снейк і відкладені в печерах над каньйоном, — це дало змогу оцінити їхній геологічний вік за допомогою датування космогенними нуклідами.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Результати нового дослідження вказують на те, що найглибша ущелина Північної Америки, Хеллс-Каньйон, що ковзає вздовж кордону Айдахо та Орегона, є дивовижно новим доповненням до стародавнього ландшафту нашої планети. Науковці вважають, що монументальний зсув у стоці річки Снейк близько 2,1 мільйона років тому змінив топографію, утворивши Хеллс-Каньйон, що занурюється на дивовижні 2400 метрів. До слова, це значно глибше, ніж Гранд-Каньйон.

Космогенне датування

Високоенергетичні частинки з космосу, відомі як космічні промені, постійно бомбардують нашу планету. Коли ці частинки вдаряються об скелі або відкладення, що виходять на поверхню планети, вони можуть взаємодіяти з певними елементами, радіоактивними ізотопами. Ці ізотопи відомі як космогенні нукліди, і вони накопичуються з плином часу в самих верхніх шарах гірських порід.

Космогенне датування нуклідів включає вимірювання концентрації цих ізотопів для визначення того, як довго поверхня гірських порід або осадових порід піддавалася впливу космічних променів, що дає нам її вік.

Релікти змін Землі

Каньйони є важливими географічними об'єктами, що є реліктами змін, спричинених тектонічною активністю або зсувами клімату. Вони також служать природними коридорами, що дозволяють водним видам мігрувати через гірські райони. Однак досі вчені не до кінця розуміють, як швидко або за допомогою яких саме процесів утворюються каньйони — це призводить до дебатів, що охоплюють кілька десятиліть.

Попередні дослідження показали, що захоплення потоку — явище, коли річка змінює своє річище і починає стікати в новій області, відіграє ключову роль в утворенні каньйонів, як це спостерігається в таких місцях, як річка Теннессі в Аппалачі й річка Рейн в Альпах.

Розгадка формування каньйону Геллс

Процес і час формування каньйону Геллс залишаються невизначеними, і на те є кілька причин, зокрема через складну і спірну історію його творця — річки Снейк. Аналіз відкладень показує, що каньйон був вирізаний між пізнім пліоценом (від 3,6 до 2,6 млн років тому) і раннім плейстоценом (від 2,58 до 0,781 млн років тому), але відсутність прямих доказів залишає багато питань щодо його віку без відповіді.

У новому дослідженні вчені зібрали воєдино історію того, як каньйон Геллс був вирізаний з плином часу, дослідники взяли зразки відкладень, що залишилися в печерах над річкою, коли земля піддавалася ерозії під час формування каньйону. Зазначимо, що відкладення печерної річки були датовані шляхом розрахунку диференціальних швидкостей розпаду двох космогенних радіонуклідів, 10Be і 26Al.

Вченим також вдалося проаналізувати профіль річки, зосередившись на таких особливостях річки, як перепади висот і різкі падіння в притоках, а також на чисельному моделюванні подій захоплення потоку, щоб зрозуміти, як відбувалася ерозія з плином часу. Команда дійшла висновку, що ключову роль у формуванні каньйону зіграла велика подія захоплення дренажу, коли річка Снейк переспрямувалася в систему річки Колумбія в проміжку між 2,1 і 1 мільйонами років тому.

Датування відкладень печери також показало збільшення швидкості ерозії з ~0,01 мм/рік до ~0,16 мм/рік після захоплення дренажу. Чисельні моделі підтвердили це, показавши раптове збільшення скидання із захоплення потоку, що вказує на прискорене врізання каньйону. Автори дослідження зазначають, що їхні висновки насправді демонструють, як різкі зміни у водозбірних зонах можуть призводити до швидкої еволюції ландшафту. Це, як вважають науковці, має значення для розуміння формування каньйонів у всьому світі.

Раніше Фокус писав про те, що вчені виявили найглибшу ущелину, приховану під тоннами льоду.