El Gran Cañón es uno de los laboratorios geológicos supremos de la Tierra y, después de unos 140 años de investigación geológica, uno podría pensar que sus secretos se han resuelto en su mayor parte. Esto es especialmente cierto en el caso de las rocas en capas planas que son tan visibles desde ambos bordes dentro del Parque Nacional del Gran Cañón.

Hace casi cinco décadas, a finales de la década de 1970, fue la última vez que se descubrió y definió una nueva formación en el Gran Cañón con el descubrimiento de la Formación Surprise Canyon. Ahora, un equipo de científicos, incluidos Karl Karlstrom y Laura Crossey de la Universidad de Nuevo México, han estudiado uno de los últimos estratos del Gran Cañón fechados:la Formación Sixtymile.

Su trabajo de investigación, publicado recientemente en Naturaleza Geociencia , titulado "Transgresión del Sauk cámbrico en la región del Gran Cañón redefinida por circones detríticos", descubrió que la arenisca de la Formación Sixtymile es mucho más joven de lo que se pensaba anteriormente. Esta unidad se encuentra en solo cuatro afloramientos en una sección remota y relativamente inaccesible del este del Gran Cañón. Se encuentra justo debajo de la Gran Disconformidad del Gran Cañón y se pensó que era parte del Supergrupo Precámbrico del Gran Cañón.

"Desentrañar este cuento científico fue una aventura de descubrimiento, e involucrado (por supuesto) serendipia, Profunda percepción, y persistencia, con una buena dosis de geocronología de vanguardia y trabajo de campo extremo que incluye varios agua / roca, Caminatas con mochilas muy cargadas a lo largo de importantes tramos de Horsethief Trail, entre otros lugares remotos del Gran Cañón, "dijo Crossey.

La transgresión marina de Sauk ocurrió durante un período de tiempo que data de hace 600 a 500 millones de años cuando el nivel del mar subió en América del Norte dejando atrás circones. comúnmente encontrado en la arena, que contienen trazas de depósitos minerales de uranio y torio dentro de unidades sedimentarias específicas que permiten a los investigadores fechar los depósitos.

La edad del Grupo Tonto del Gran Cañón, simplemente superpuesto y por lo tanto más joven que la Formación Sixtymile, fue el descubrimiento fortuito. Estas capas registran la transgresión marina que inundó América del Norte desde sus márgenes hasta la parte media del continente (Missouri y Oklahoma). Piense en ello como lo que podría suceder hoy en el continente relativamente plano de Australia si el nivel del mar subiera (o el continente descendiera) varios cientos de metros. Se consideró que se había depositado durante un largo intervalo de tiempo desde hace unos 540-500 millones de años, pero la nueva datación del grano de circonio detrítico muestra que es más joven que los granos de arena de 505 millones de años que contiene.

"En primer lugar, parecía contradecir la evidencia fósil, pero, usando nuevas restricciones globales, documentamos que los trilobites del Grupo Tonto vivieron en la Tierra hace 505-500 millones de años, de modo que la nueva geocronología precisa y la evidencia fósil están de mutuo acuerdo, "dijo Karlstrom." Por lo tanto, las inundaciones del continente norteamericano tuvieron lugar en un intervalo geológicamente corto entre hace 505 y 500 millones de años, más recientemente y mucho más rápido de lo que se pensaba ".

La geocronología de circonio detrítico es la ciencia que analiza la edad de los circones depositados dentro de una unidad sedimentaria específica mediante el examen de sus relaciones entre uranio y plomo (U-Pb). Los investigadores probaron muestras de circón detrítico utilizando el método de datación U-Pb, que se puede utilizar para datar rocas que se formaron y cristalizaron aproximadamente hace 1 millón de años hasta hace más de 4.500 millones de años con precisiones de rutina en el rango de 0,1 a 1 por ciento.

"La formación Sixtymile fue considerada durante mucho tiempo precámbrica (estimada en 650 millones de años), pero la nueva datación precisa de los granos de arena de circón de esta roca utilizando el 'reloj' de desintegración radiactiva U-Pb muestra que es más joven de lo que se pensaba, ", dijo Crossey." La nueva datación muestra que sus granos detríticos más jóvenes son 508.6 ± 0.5 Ma, por lo tanto, la arenisca de la Formación Sixtymile debe haber sido colocada después de eso, y el Grupo Tonto suprayacente después de eso ".

Para este día, el Período Cámbrico (hace 541 a 485 millones de años) sigue siendo un enigma geológico:por qué la vida animal se volvió tan globalmente diversa durante este tiempo; por qué muchos continentes se inundaron por el avance de los océanos de una manera rara vez vista antes o después; y ¿hubo alguna relación entre estas dos características únicas de la historia de la Tierra?

La vida animal diversa estuvo presente hace 635 millones de años, y los trilobites estaban haciendo cáscaras duras hace unos 521 millones de años, de modo que los nuevos datos de tiempo en este documento no respaldan los modelos anteriores que han sugerido que la transgresión marina a través de la Gran Disconformidad fue un detonante para el inicio de la "explosión" del Cámbrico en la diversidad. de la vida animal.

"El momento de la iniciación, La duración y progresión de esta transgresión de importancia mundial (Sauk) han sido ampliamente debatidas, como tienen posibles conexiones entre tectónicas, climático, y 'desencadenantes' geoquímicos de la evolución animal temprana, ", dijo Karlstrom." El modelo favorecido en el nuevo artículo es que la ruptura final del supercontinente de Rodinia hizo que América del Norte disminuyera y que la transgresión de Sauk tuvo lugar rápidamente 505-500 Ma en el suroeste de Laurentia y continentes cercanos divididos en los talones de hundimiento de la grieta ".

Para científicos y no científicos interesados ​​en la geología del Gran Cañón, el documento redefine las capas de rocas del Gran Cañón y aclara la edad, naturaleza, y escala de tiempo geológicamente abrupta de inundaciones de continentes por océanos que tuvo lugar hace 505-500 millones de años (transgresión del Grupo Tonto Sauk II). Muestra que este evento fue posterior y, por lo tanto, no fue la causa de la diversificación de la vida animal temprana, pero abre nuevas preguntas sobre las causas de las primeras radiaciones y extinciones de trilobites y su evolución puntuada, que podrían haber sido impulsadas por Sauk I de múltiples etapas y II cambios globales en el nivel del mar o en la química oceánica.

"Esta investigación, que involucró a un increíble grupo de colaboradores, y el apoyo de muchos estudiantes de posgrado, proporciona una marcada revisión de la estratigrafía clásica del Gran Cañón al mostrar que la Formación Sixtymile no es Precámbrica, pero es del Cámbrico medio a tardío, ", dijo Crossey." Se interpreta que la rápida transgresión ha sido impulsada por el hundimiento a lo largo del margen roto y el consiguiente aumento abrupto del nivel del mar en un continente en hundimiento.

Además de Karlstrom y Crossey, el equipo de colaboración internacional incluyó al estratígrafo y paleontólogo James Hagadorn del Museo de Historia Natural de Denver; geocronólogos George Gehrels, Mark Pecha y Nicky Geisler de la Universidad de Arizona, Mark Schmitz de la Universidad Estatal de Boise, William Matthews y Lauren Madronich de la Universidad de Calgary; y el posdoctorado Jacob Mulder de la Universidad de Monash, Australia.

"Ninguno de nosotros estaba allí para presenciar los cambios, pero las rocas proporcionan un registro de los cambios, una vez que aprendamos a leerlos, "añadió Karlstrom." Una vez más, El laboratorio geológico bien expuesto del Gran Cañón proporciona avances de importancia mundial para comprender la historia de nuestro planeta y la evolución de la vida ".