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大峡谷深处隐藏着一个谜:价值10亿年的岩石消失了。自从150年前首次被描述以来，这个“巨大的不整合”震撼了科学界。
“把大峡谷的红色断崖和悬崖想象成地球的历史教科书。”科罗拉多大学博尔德分校的地质学家 Barra Peak 在一份声明中说。“如果你缩小峡谷的岩面，你可以跳回到地球的过去近 20 亿年。但那本教科书也缺页：在某些地区，超过 10 亿年的岩石从大峡谷消失了无影无踪。”
在一项新研究中，Peak 领导的研究人员确定了丢失岩石的可能原因：大约 7 亿年前地球上古老的超大陆 Rodinia 的分裂。巨变如此猛烈，很可能将岩石和沉积物冲入海洋——以大峡谷为例，其价值相当于 10 亿年。
1869 年，约翰·韦斯利·鲍威尔 （John Wesley Powell） 在沿着科罗拉多河的一次划船探险中首次描述了大不整合面，这条河雕刻了亚利桑那州的大峡谷。据研究人员称，这是北美第一个有据可查的令人费解的地质特征之一。
皮克和她的团队在 2021 年春季完成了与鲍威尔一样的探险，并在大峡谷岩层之间看到了同样明显的边界，从河流中可以看到。研究人员称，在峡谷沿线的特定地点，发现 14 至 18 亿年前的岩石位于更年轻的 5.2 亿年前的岩石下方。
“有漂亮的线条。”皮克说。“在底部，你可以非常清楚地看到有一些岩石被推到了一起。它们的层是垂直的。然后是一个截止点，在上面你有这些美丽的水平层，它们形成了你与山峰相关联的小山和山峰大峡谷。”
皮克和她的团队使用一种称为热年代学的方法来跟踪岩石加热的历史，以便深入了解大峡谷的地质历史。
当岩石深埋在地下时，在岩石上形成的巨大压力会导致岩石升温。反过来，这种烘烤会在岩石中留下矿物质的化学“足迹”，揭示加热历史的线索。
皮克和她的团队分析了整个大峡谷的岩石样本，发现大不整合的历史可能比最初假设的要复杂。研究人员认为，峡谷的东半部和西半部可能随着时间的推移经历了不同的地质扭曲。
据研究人员称，大约 7 亿年前，罗迪尼亚（Rodinia）——更著名的盘古大陆之前的超大陆——分裂时发生了一系列小型断层事件。猛烈的断层可能会撕裂峡谷周围的土地，导致岩石和沉积物被冲刷到海洋中。
虽然大峡谷西半部的基底岩石似乎在大约 7 亿年前已经升到地表，但东半部的同一块岩石被埋在数公里的沉积物中。研究人员认为，大峡谷东半部和西半部的巨变可能以不同的方式在略有不同的时间撕裂，从而在此过程中产生了大不整合面。
该团队的发现有助于将大峡谷以及其他经历过类似时间损失时期的北美站点在这个关键时期发生的事情拼凑起来。
研究合著者、科罗拉多大学博尔德分校的地质学家丽贝卡·弗劳尔斯 （Rebecca Flowers） 说：“我们的实验室有了新的分析方法，使我们能够破译整个大不整合面缺失的时间窗口中的历史。” “我们正在大峡谷和北美其他大不整合地区进行这项工作。”
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