Zaginione ogniwo w historii kontynentu
Z geologicznego punktu widzenia rzeka Kolorado jest arterią łączącą życie w całym regionie. Wiemy, że istniała ona w zachodniej części stanu Kolorado już 11 milionów lat temu, a jej obecność u ujścia Wielkiego Kanionu została potwierdzona na około 5,6 miliona lat temu. Jednak to, co działo się z nią pomiędzy tymi dwoma punktami w czasie – przez niemal 5 milionów lat – pozostawało jedną z największych niewiadomych w geologii Ameryki Północnej. Jak rzeka pokonała skomplikowany teren i kiedy dokładnie zaczęła żłobić słynny kanion?
Zespół badawczy pod kierownictwem Johna He, geologa z UCLA (Uniwersytet Kalifornijski w Los Angeles), udowodnił, że rzeka nie zniknęła, lecz „utknęła” w gigantycznym zbiorniku wodnym znanym jako jezioro Bidahochi. Znajdowało się ono na wschód od dzisiejszego Wielkiego Kanionu, na terenach należących obecnie do Narodu Nawaho. Przez miliony lat Kolorado systematycznie zasilało to jezioro osadami i wodą, zanim ostatecznie znalazło drogę ku Zatoce Kalifornijskiej.
Narodziny giganta: Hipoteza „przelania się” jeziora
Kluczową przeszkodą na drodze rzeki był tzw. Łuk Kaibab – topograficzne wzniesienie w północnej Arizonie i południowym Utah. Naukowcy od lat proponowali kilkanaście różnych hipotez dotyczących tego, jak rzeka zdołała go pokonać. Nowe dowody naukowe czynią najbardziej prawdopodobnym scenariusz tzw. lake spillover, czyli przelania się jeziora. W tym modelu rzeka Kolorado wypełniała nieckę jeziora Bidahochi tak długo, aż poziom wody przekroczył krawędź basenu, doprowadzając do gwałtownego wypływu i rozpoczęcia procesu żłobienia Wielkiego Kanionu.
Czytaj także: Pod Wielkim Kanionem działa system, którego długo nie rozumieliśmy
Współautor badania, Ryan Crow z U.S. Geological Survey, wskazuje, że proces ten był złożony. Oprócz samego przelania się wód, znaczącą rolę mogła odegrać tzw. erozja wsteczna oraz sufozja krasowa – proces transportu wody przez szczeliny w skałach. Połączenie tych mechanizmów sprawiło, że rzeka stała się systemem o skali kontynentalnej, drastycznie zmieniając ekosystem całego regionu i integrując życie biologiczne wzdłuż swojego nowego biegu.
Cyrkony jako geologiczne kapsuły czasu
Jak naukowcy zdołali odczytać historię zapisaną miliony lat temu, skoro większość osadów jeziora Bidahochi dawno uległa erozji? Rozwiązaniem okazała się geochronologia cyrkonów detrytycznych. Cyrkony to mikroskopijne kryształy, które powstają w stygnącej magmie. Są niezwykle odporne na niszczenie i zachowują unikalną sygnaturę geochemiczną z momentu swojego powstania, co pozwala traktować je jak małe, naturalne kapsuły czasu.
Badacze wykorzystali wiązki jonów i lasery, aby zmierzyć stosunek izotopów uranu do ołowiu w setkach kryształów wyizolowanych z próbek piaskowca. Wyniki były zdumiewające. Osady sprzed około 6,6 miliona lat znalezione w basenie Bidahochi posiadały sygnaturę identyczną z osadami rzeki Kolorado pochodzącymi z formacji Browns Park w północnym Utah. Był to ostateczny dowód na to, że rzeka Kolorado zasilała to jezioro na długo przed tym, zanim „przebiła się” przez Wielki Kanion.
Więcej niż tylko geologia
Odkrycie to ma doniosłe znaczenie nie tylko dla geologów, ale i paleontologów. Analiza warstw skalnych wykazała obecność skamieniałości dużych gatunków ryb, które są charakterystyczne dla szybko płynących wód. Sugeruje to, że zanim jezioro wypełniło się całkowicie, istniał tam dynamiczny system rzeczny, który połączył odizolowane dotąd siedliska w jeden spójny ekosystem.
Czytaj także: Wielki Kanion Kolorado wreszcie bez tajemnic i niewiadomych. Te skały dostały nowe imię
Dla dzisiejszych mieszkańców zachodnich stanów USA rzeka Kolorado jest fundamentem egzystencji, dostarczając wodę milionom ludzi. Zrozumienie jej przeszłości pozwala lepiej pojąć dynamikę zmian krajobrazu, który uznajemy za trwały i niezmienny. Jak zauważa John He, choć Wielki Kanion wydaje się nam solidną, nieruchomą ścianą skał, jego historia jest pełna dramatycznych zwrotów akcji, które dopiero teraz zaczynamy w pełni rozumieć. Publikacja w Science zamyka jeden z najbardziej intrygujących rozdziałów w historii naturalnej Ameryki, pokazując, że nawet najpotężniejsze rzeki potrzebują czasem milionów lat, by znaleźć swoją ostateczną drogę.