Géologie de la région du Grand Canyon
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La géologie de la région de Grand Canyon expose l'une des séquences les plus complètes et étudiées de la roche sur Terre. Les principaux près de 40 roche sédimentaire couches exposées dans le Grand Canyon et dans le Parc national du Grand Canyon gamme de domaine dans l'âge d'environ 200 millions à près de 2 milliards vieille ans. La plupart ont été déposés au mers chaudes et peu profondes et à proximité anciennes, des rivages de la mer à long allés dans l'Ouest Amérique du Nord . Les deux marins et terrestres sédiments sont représentés, y compris fossilisés dunes de sable du désert d'un disparu. Il ya au moins 14 connue discordances dans les enregistrements géologiques trouvé dans la région de Grand Canyon.
Uplift de la région a commencé il ya environ 75 millions d'années, la Orogeny Laramide; un événement de renforcement de la montagne qui est en grande partie responsable de la création des montagnes Rocheuses à l'est. Au total, le Plateau du Colorado a été soulevé environ 2 miles (3,2 km). La adjacente Basin and Range province à l'ouest a commencé à se former il ya environ 18 millions d'années à la suite de la croûte étirement. Un système de drainage qui traversait ce qui est aujourd'hui l'est de Grand Canyon vidé dans la province Basin and Range maintenant plus bas. Ouverture de la Golfe de Californie il ya environ 6.000.000 années a permis une grande rivière de couper son chemin au nord-est du golfe. La nouvelle rivière a capturé le drainage plus pour former le ancestrale fleuve Colorado , qui à son tour a commencé à former le Grand Canyon.
Wetter climats attirèrent par âges de glace à partir il ya 2.000.000 années considérablement augmenté l'excavation du Grand Canyon, qui était presque aussi profond que ce est maintenant par il ya 1,2 millions années. volcanique activité déposés lave sur la zone il ya 1,8 million à 500.000 ans. Au moins 13 barrages de lave ont bloqué la rivière Colorado, formant lacs qui étaient jusqu'à 2000 pieds (610 m) de profondeur. La fin de la dernière ère glaciaire et après humaine activité a considérablement réduit la capacité de la rivière Colorado d'excaver le canyon. barrages en particulier ont bouleversé les modes de transport des sédiments et dépôt. Inondations contrôlées de Glen Canyon Dam amont ont été menées pour voir si elles ont un effet réparateur. Les tremblements de terre et masse gaspillant des événements érosifs affectent toujours la région.
En Décembre 2012, une étude publiée dans la revue Sciences selon de nouveaux tests avaient suggéré le Grand Canyon pourrait être aussi vieux que 70.000.000 années.
Dépôt de sédiments
Métamorphique ignée et sous-sol
Il ya environ 2 milliards d'années précambrien temps, cendres, la boue, le sable , et limon ont été fixées dans un bassin marin peu profond adjacent à un ceinture orogénique. Il ya de 1,8 à 1,6 milliards années au moins deux arcs insulaires sont entrés en collision avec l'Amérique du Nord proto- continent . Ce processus de la tectonique des plaques compressées et greffé les sédiments marins dans le bassin sur le continent et les éleva sur la mer. Plus tard, ces roches ont été enterrés 12 miles (19 km) sous la surface et la pression cuits en roche métamorphique . Le Granite Gorge suite métamorphique résultant consiste en les roches métasédimentaires de Vishnu et Brahma Schiste métavolcaniques et Rama schistes qui ont été formé il ya 1750 à 1730 million d'années. Ce est la roche résistante maintenant exposée au fond du canyon dans la gorge intérieure. Aucun fossile identifiables ont été trouvés dans la suite, mais les lentilles de marbre maintenant vu dans ces unités étaient probablement dérivé de colonies de primitive algues .
Comme les îles volcaniques sont entrés en collision avec le continent il ya environ 1,7 milliards d'années, des gouttes de magma ont augmenté à partir de la zone de subduction et l'intrusion Granite Gorge suite métamorphique. Ces plutons refroidie lentement pour former le Zoroastre Granite; dont une partie sera plus tard métamorphosé en gneiss. Cette unité de roche peut être considéré comme des bandes de couleur claire dans le plus sombre grenat parsemée Vishnu Schiste (voir 1b dans la figure 1 ). L'intrusion du granite se est produite en trois phases: deux au cours de la période initiale de métamorphisme Vishnu, et un tiers il ya environ 1,4 milliards d'années. La troisième phase a été accompagnée par grande échelle des failles , en particulier le long de failles nord-sud, conduisant à une partielle rifting du continent. La collision a élargi le continent de la Wyoming- Colorado frontière du Mexique et a presque doublé l'épaisseur de la croûte dans la région du Grand Canyon. Une partie de cet épaississement créé le 5 à 6-mile (8-10 km) haute ancestrale Montagnes Mazatzal.
Après l'érosion durable 300.000.000 années dépouillé la plupart des sédiments exposés et les montagnes loin. Cela a réduit les très hautes montagnes aux petites collines de quelques dizaines à des centaines de pieds (dizaines de mètres) de haut. Géologue John Wesley Powell a appelé cette lacune majeure dans l'enregistrement géologique, qui est également observée dans d'autres parties du monde, le Grande discordance. Autres sédiments peuvent avoir été ajoutés, mais, si jamais elles existaient, ont été complètement enlevée par l'érosion. Ces lacunes dans la enregistrements géologiques sont appelés discordances par les géologues. La Grande discordance est l'un des meilleurs exemples d'un exposé non-conformité, qui est un type de discordance qui a lits des unités de roche au-dessus ignées ou métamorphiques .
Grand Canyon Supergroupe
À la fin du Précambrien, l'extension d'un grand plaque tectonique ou des assiettes plus petites se éloigner de Laurentia aminci sa croûte continentale , formant grande rift bassins qui finirait par manquer de diviser le continent. Finalement, cette région engloutie de Laurentia a été inondé d'une voie maritime peu profonde qui se étend à partir d'au moins aujourd'hui lac Supérieur au Glacier National Park dans Montana vers le Grand Canyon et de la Montagnes Uinta. Le Grand Canyon résultant Supergroupe d'unités sédimentaires est composé de neuf variée formations géologiques qui ont été fixées à partir il ya 1,2 milliards et 740 millions d'années, cette mer. Bonnes orientations du supergroupe peuvent être vus dans l'est de Grand Canyon dans la gorge intérieure et de Desert View, Lipan point et point Moran.
La partie la plus ancienne du supergroupe est le Groupe Unkar. Il accumule dans une variété de fluvial, deltaïque, marémotrice, marin littoral et des milieux marins offshore. La première formation à fixer dans le Groupe était le Unkar Formation Bass. Graviers fluviaux abord accumulés dans les vallées peu profondes de la rivière. Ils lithifiés tard dans une base conglomérat qui est connu comme le Hotauta membres de la formation de Bass. La formation Basse a été déposé une mer peu profonde près de la côte comme un mélange de calcaire, grès, et schiste. Diagenèse tard modifié la majeure partie du calcaire dans dolomite. Il est de 120 à 340 pieds (37 à 100 m) d'épaisseur et de couleur grisâtre. Moyenne vieille 1250000000 années, ce est la couche la plus ancienne exposée dans le Grand Canyon qui contient fossils- stromatolites. Hakatai Shale est fait de minces lits de marginal d'origine marine mudstones, grès, schiste et qui, ensemble, sont de 445 à 985 pieds (136 à 300 m) d'épaisseur. Cette formation indique une régression de courte durée (retraite) du bord de la mer dans la zone qui a laissé des vasières. Aujourd'hui, il est très lumineux rouge-orange et donne le Canyon Rouge son nom. Shinumo quartzite est un sédimentaire marine résistant quartzite qui a été érodée pour former monadnocks qui devint plus tard îles Cambrian temps. Ces îles ont résisté à l'action des vagues assez longtemps pour devenir re-enterré par d'autres sédiments dans la période cambrienne. Formation Dox est plus de 3000 pieds (910 m) d'épaisseur et est faite de grès avec des lits de shale et de mudstone qui ont été déposés dans des environnements fluviaux et marées. Ripple marks et d'autres caractéristiques indiquent qu'il était proche de la rive. Affleurements de ce rouge à la formation d'orange peut être vu dans les parties orientales du canyon. Les fossiles de stromatolites et les algues se trouvent dans cette couche. Au 1070 ancienne ± 70.000.000 années, le Cardenas basalte est le plus jeune formation dans le Groupe Unkar. Il est composé de couches de brun foncé basaltiques roches qui coulaient comme lave jusqu'à 1000 pieds (300 m) d'épaisseur.
Formation Nankoweap se situe autour de 1,05 milliards années et ne fait pas partie d'un groupe. Cette unité de roche est constitué de grès à grains grossiers, et a été déposé dans une mer peu profonde au-dessus de la surface érodée de l'Cardenas basalte. Le Nankoweap ne est exposé dans la partie orientale du canyon. Un écart dans l'enregistrement géologique, une discordance, suit le Nankoweap.
Toutes les formations du Chuar Groupe ont été déposés dans les environnements côtiers et peu profondes mer il ya environ 1000 à 700.000.000 ans. La formation est une formation Galeros principalement verdâtre, composé de grès interstratifiés, de calcaire et schiste. Stromatolites fossiles se trouvent dans le Galeros. La formation se compose de schiste Kwagunt noir et rouge pour mudstone pourpre avec du calcaire. Poches isolées de grès rouge se trouvent également autour de la Butte carbone. Les stromatolites sont trouvés dans cette couche. La formation Sixtymile est faite de grès de couleur beige avec des petites sections de schiste.
Il ya environ 800.000.000 années supergroupe a été incliné 15 ° et le bloc en défaut dans le Grand Canyon Orogeny. Certaines des unités de bloc déplacé vers le bas et autres déplacé vers le haut tandis que le mouvement de défaut créé nord-sud de tendance chaînes de montagnes faute-bloc. Environ 100 millions d'années d'érosion ont eu lieu qui a lavé la plupart du Groupe Chuar loin le long avec une partie du groupe Unkar (exposer le quartzite Shinumo comme expliqué précédemment). Les chaînes de montagnes ont été réduits à des collines, et dans certains endroits, les entiers 12 000 pieds (3700 m) du supergroupe ont été entièrement supprimés, exposer les roches du socle ci-dessous. Les roches qui ont été déposés sur le dessus du Grand Canyon Supergroupe au Précambrien ont été complètement enlevés. Cela a créé une discordance majeure qui représente 460.000.000 années de l'histoire géologique perdu dans la région.
Tonto Groupe
Pendant le Ère paléozoïque, la partie occidentale de ce qui allait devenir l'Amérique du Nord était près de l'équateur et sur un marge passive. L' explosion cambrienne de la vie se est déroulée sur environ 15 millions d'années dans cette partie du monde. Climat était chaud et invertébrés, tels que le trilobites, étaient abondants. Un océan a commencé à revenir à la région de Grand Canyon de l'ouest il ya environ 550 millions d'années. Comme son rivage déplacé à l'est, l'océan a commencé à déposer en même temps que les trois formations de la Groupe Tonto.
Moyennes Tapeats Grès 525.000.000 années vieille et est faite de moyen à gros grains de sable et de conglomérat qui a été déposé sur un ancien rivage (voir 3a dans la figure 1 ). Ripple marks sont communs dans les membres supérieurs de cette couche mince lits brun foncé. Fossiles et sentiers empreinte de trilobites et brachiopodes ont également été trouvés dans les Tapeats. Aujourd'hui, ce est une falaise ancienne qui est de 100 à 325 pieds (30 à 100 m) d'épaisseur. Moyennes Ange Shale vives 515.000.000 années vieille et est faite de schiste de mudstone dérivé qui est interbeded avec de petites sections de grès et de calcaire argileux avec quelques lits minces de dolomite. Il a surtout été déposé comme de la boue juste au large et contient brachiopodes, trilobites, fossiles et de vers (voir 3b à la figure 1). La couleur de cette formation est principalement diverses nuances de vert avec un peu brunâtre au gris-tan pièces. Ce est une pente-ancien et est de 270 à 450 pieds (82 à 140 m) d'épaisseur. Glauconite est responsable de la coloration verte de la Bright Angel. MUAV moyennes de calcaire 505.000.000 années vieille et est faite de calcaire gris mince lits qui a été déposé plus large de carbonate de calcium précipité (voir 3c dans la figure 1). Il est pauvre, mais trilobites fossiles et brachiopodes ont été trouvés en elle. La partie ouest du canyon a une séquence beaucoup plus épais de MUAV que la partie orientale. Le MUAV est une falaise ancien, 136-827 pieds (41 à 252 m) d'épaisseur.
Ces trois formations ont été fixées sur une période de 30 millions d'années Cambrien précoce à moyenne. Trilobites suivis par brachiopodes sont les fossiles les plus fréquemment rapportés dans ce groupe mais fossiles bien conservés sont relativement rares. Nous savons que le littoral a été transgresse (avancer sur la terre) parce que le matériel de qualité fine a été déposé sur le dessus du gros grain sédiments. Aujourd'hui, le Groupe Tonto constitue la plate-forme Tonto vu ci-dessus et ci-dessous le fleuve Colorado; l'Tapeats grès et calcaire MUAV forment les falaises de la plateforme et de la Bright Angel Shale forme ses pentes. Contrairement aux unités en dessous du Protérozoïque, les lits du Groupe se situent essentiellement Tonto dans leur position horizontale d'origine. Le Bright Angel Shale dans le groupe forme un aquiclude (obstacle à eaux souterraines se infiltrer vers le bas), et recueille ainsi et dirige l'eau à travers le calcaire recouvrant MUAV pour nourrir ressorts dans la gorge intérieure.
Temple Butte, Redwall et Surprise Canyon
Les deux prochaines périodes de l'histoire géologique , l' Ordovicien et du Silurien , sont absents de la séquence Grand Canyon. Les géologues ne savent pas si les sédiments ont été déposés dans ces périodes et ont ensuite été enlevés par l'érosion ou se ils ne ont jamais été déposés en premier lieu. De toute façon, cette rupture dans l'histoire géologique de la région se étend sur environ 165 millions d'années. Un type de discordance appelé discordance a été formé. Discordances montrent des caractéristiques d'érosion comme les vallées, les collines et falaises qui sont ensuite couvertes par des sédiments plus jeunes.
Les géologues savent que chenaux profonds ont été gravés sur le haut de la MUAV calcaire pendant ce temps. Streams étaient la cause probable, mais affouillement marine peut être à blâmer. De toute façon, ces dépressions ont été remplis avec l'eau douce calcaire il ya environ 385 millions d'années, le Moyen Dévonien dans une formation que les géologues appellent le Temple Butte calcaire (voir 4a à la figure 1). Marble Canyon dans la partie orientale du parc affiche ces canaux de couleur violacé bien remplie. Temple Butte Le calcaire est une falaise ancienne dans la partie ouest du parc où il est gris ou de couleur crème dolomite. Fossiles d'animaux avec squelettes se trouvent dans cette formation; plaques osseuses de poissons d'eau douce dans la partie orientale et de nombreux fossiles de poissons marins dans la partie occidentale. Temple Butte est de 100 à 450 pieds (30 140 m) d'épaisseur; plus mince près de Grand Canyon Village et plus épais dans l'ouest du Grand Canyon. Une discordance représentant 40 à 50 millions d'années d'histoire géologique perdu marque haut de cette formation.
La prochaine formation dans la colonne géologique Grand Canyon est la falaise formation Redwall calcaire, qui est de 400 à 800 pieds (120 à 240 m) d'épaisseur (voir 4b dans la figure 1). Redwall est composé de lits épais, brun foncé bleuâtre calcaire gris et de dolomite avec du blanc nodules de silex mélangés dans. Il a été fixé par un recul peu profonde tropicale mer près de l'équateur pendant 40 millions d'années de début à mi Mississippien. Beaucoup fossilisé crinoïdes, brachiopodes, bryozoaires, coraux corne, nautiloids, et éponges, ainsi que d'autres organismes marins tels que les grandes et complexes trilobites ont été trouvés dans le Redwall. À la fin de Mississippien, la région de Grand Canyon a été lentement soulevé et l'Redwall a été en partie érodée. Un Karst topographie est constituée de grottes, des gouffres et des canaux souterrains fluviaux abouti mais ont ensuite été rempli avec plus calcaire. La surface exposée de Redwall obtient sa couleur caractéristique des eaux de pluie ruisselant du fer riche couches rouges de la Supai et Ermite schiste qui se trouvent ci-dessus.
Formation Surprise Canyon est une couche sédimentaire du schiste rouge violacé qui a été prévue à lits discontinus de sable et de chaux-dessus de la Redwall (voir 4c de la figure 1). Il a été créé très tard Mississippien et éventuellement en très tôt Pennsylvanien temps que la terre calmée et marémotrice estuaires remplis vallées fluviales avec des sédiments. Cette formation ne existe que dans les lentilles isolées qui sont de 50 à 400 pieds (15 à 120 m) d'épaisseur. Surprise Canyon était inconnue de la science jusqu'en 1973 et peut être atteint que par hélicoptère . journaux de fossiles, d'autres matières végétales et de coquillages marins se trouvent dans cette formation. Une discordance marque le sommet de la Formation Surprise Canyon et dans la plupart des endroits, cette discordance a entièrement supprimé le Surprise Canyon et exposé le Redwall sous-jacent.
Supai Groupe
Une discordance 15 à 20.000.000 années sépare le Supai Groupe de la Formation Redwall précédemment déposée. Supai Groupe a été déposé à la fin de Mississippien, à travers la Pennsylvanie et dans le début du Permien époque, il ya de 320 à 270 million d'années. Les deux dépôts marins et non-marins de la boue, de limon, de sable et de sédiments calcaires ont été fixées sur une large plaine côtière similaire à la Texas Gulf Coast d'aujourd'hui. Autour de ce temps, le Protorocheuses rose dans le Colorado et Nouveau-Mexique et des flux apporté sédiments érodés d'eux pour la région de Grand Canyon.
Formations Supai groupe dans la partie ouest du canyon calcaire contiennent, indiquant, une mer chaude et peu profonde, tandis que la partie orientale était probablement un delta de la rivière boueuse. Cette formation se compose de siltstones rouges et schiste coiffées par des lits de bronzage de couleur grès qui atteignent ensemble une épaisseur de 600 à 700 pieds (environ 200 m). Shale dans les formations du Permien début de ce groupe étaient oxydé à une couleur rouge vif. Fossiles d'empreintes d'amphibiens, de reptiles, et de matériel végétal abondante se trouvent dans la partie orientale et un nombre croissant de fossiles marins se trouvent dans la partie occidentale.
Formations du Groupe Supai sont du plus vieux au plus jeune (une discordance est présente au sommet de chaque): Watahomigi (voir 5a dans la figure 1) est un calcaire de pente formant gris avec quelques bandes de chert rouge, de grès et de siltstone pourpre qui est 100 à 300 pieds (30 à 90 m) d'épaisseur. Manakacha (voir 5b la figure 1) est un cliff- et la pente formant grès rouge pâle et schiste rouge qui en moyenne 300 pieds (90 m) d'épaisseur dans le Grand Canyon. Wescogame (voir 5c dans la figure 1) est un ledge- et la pente formant grès rouge pâle et siltstone qui est de 100 à 200 pieds (30 à 60 m) d'épaisseur. Esplanade (voir la figure 1 5d) est un ledge- et falaise formant grès rouge pâle et siltstone qui est de 200 à 800 pieds (60 à 200 m) d'épaisseur. Une discordance marque le sommet du Groupe de Supai.
Ermite, Coconino, Toroweap et Kaibab
Comme le Groupe Supai dessous, le Permien -aged Ermite de schiste a probablement été déposé sur une large plaine côtière (voir 6a sur la figure 1). La mince lits alternant oxyde de fer, de la boue et de limon ont été déposés par l'intermédiaire de cours d'eau douce dans un environnement semi-aride, il ya environ 280.000.000 années. Les fossiles de plantes, insectes ailés de cône portant, et fougères se trouvent dans cette formation ainsi que des pistes d'animaux vertébrés. Ce est un doux schiste rouge profond et de mudstone pente ancienne qui est d'environ 100 à 900 pieds (30 à 270 m) d'épaisseur. le développement de la pente périodiquement saper les formations ci-dessus et le trans- aux blocs de cette taille Rock House sera en cascade vers le bas sur la plate-forme Tonto. Une discordance marque haut de cette formation.
Grès de Coconino formé il ya environ 275 millions d'années à la zone séché et dunes de sable en quartz sable envahit un désert de plus en plus (voir 6b dans la figure 1). Certains Coconino remplit fentes de boue profondes du sous-jacent Ermite de schiste et le désert qui a créé le Coconino a duré de 5 à 10 millions d'années. Aujourd'hui, le Coconino est un 57-600 pieds (17 à 180 m) d'épaisseur en or blanc à crème ancienne falaise près de la jante du canyon. Éolienne (vent créé) modèles de literie transversales du dépoli, bien triés et de sable arrondi peut être vu dans ses dunes de sable fossilisées. Aussi fossilisés sont des pistes de lézard -comme créatures et ce ressemblent pistes de mille-pattes et scorpions. Une discordance marque haut de cette formation.
Suivant dans la colonne géologique est le 200 pieds (60 m) -thick Formation Toroweap (voir 6c dans la figure 1). Il se compose de grès rouge et jaune et schisteux calcaires interstratifiés gris avec du gypse . La formation a été déposé, une mer chaude et peu profonde que la rive transgressé (envahi) et régressé (retraité) sur la terre. L'âge moyen de la roche est environ 273 millions d'années. Dans les temps modernes, il est un ledge- et la pente-ancien qui contient des fossiles de brachiopodes, coraux, et mollusques ainsi que d'autres animaux et diverses plantes terrestres. Le Toroweap est divisé en trois membres suivants: Seligman est une pente formant jaunâtre à grès rougeâtre et siltstone. Brady Canyon est un calcaire gris falaise formant avec une certaine chert. Wood Ranch est un pâle siltstone et grès dolomitique rouge et gris pente formation. Une discordance marque haut de cette formation.
Un des plus élevés, et donc plus jeune, formations vus dans la région de Grand Canyon est le Calcaire de Kaibab (voir 6d dans la figure 1). Elle érode dans les falaises de ledgy qui sont de 300 à 400 pieds (90 à 100 m) d'épaisseur et a été posé dans le dernier temps Permien précoce, il ya environ 270 millions d'années. Kaibab a été déposé dans les parties les plus profondes de la même avancer, mer chaude et peu profonde où le sous-jacent Toroweap a été formé. La formation est généralement faite de calcaire gréseux assis sur le dessus d'une couche de grès, mais dans certains endroits, de grès et de schiste sont près ou au sommet. Ce est la crème grisâtre White Rock que les visiteurs du parc tiennent sur tout en regardant le canyon depuis les deux rives. Ce est aussi la roche de surface couvrant une grande partie de la Plateau Kaibab juste au nord du canyon et du Plateau Coconino immédiatement au sud. dents de requins ont été trouvés dans cette formation ainsi fossiles abondantes d'invertébrés marins tels que les coraux, brachiopodes, mollusques, lys de mer, et les vers. Une discordance marque haut de cette formation.
Dépôt Mésozoïque
Uplift a marqué le début de la Mésozoïque et ruisseaux ont commencé à inciser les terres nouvellement sec. Ruisseaux traversant les grandes vallées basses dans Trias temps déposé sédiments érodés des hautes terres à proximité, la création de la fois mille pieds (300 m) -thick Formation Moenkopi. La formation est faite de grès et de schiste avec des couches de plâtre entre les deux. Moenkopi affleurements se trouvent le long de la rivière Colorado en Marble Canyon, sur Cedar Mountain (un Mesa près de la frontière sud-est du parc), et Red Butte (situé au sud de Grand Canyon Village). Les restes de la Conglomérat Shinarump, elle-même membre de la Formation Chinle, sont supérieures à la formation Moenkopi près du sommet de Red Butte, mais en dessous d'une coulée de lave beaucoup plus jeune.
Formations totalisant plus de 4 000 à 5 000 pieds (1 200 à 1 500 m) d'épaisseur ont été déposés dans la région dans le Mésozoïque et Cénozoïque mais ont été presque entièrement retiré de la séquence Grand Canyon par l'érosion ultérieure. Le géologie de la région et de la canyons Sion et Kolob géologie de la région de Bryce Canyon enregistre certaines de ces formations. Toutes ces unités rocheuses forment ensemble une séquence de super rock connu sous le nom Grand Staircase.
Création du canyon
Uplift et l'extension à proximité
Le Laramide orogeny affecté tout l'ouest de l'Amérique du Nord en aidant à renforcer la Cordillère américaine. Le Kaibab Uplift, Monument bombement, le Montagnes Uinta, San Rafael Swell, et les montagnes Rocheuses ont soulevé, au moins en partie, par l'orogenèse Laramide. Cet événement majeur de renforcement de montagne a commencé vers la fin de l'ère mésozoïque, il ya environ 75 millions d'années, et se est poursuivie dans le Eocène période du Cénozoïque. Il a été causé par subduction au large de la côte occidentale de l'Amérique du Nord. Failles majeures cette tendance nord-sud et traverser la région du canyon ont été réactivés par ce soulèvement. Beaucoup de ces défauts sont Précambrien et sont encore en activité aujourd'hui. Cours d'eau drainant les montagnes Rocheuses au début du Miocène temps résiliés dans les bassins enclavés dans l'Utah, l'Arizona et le Nevada, mais il n'y a aucune preuve d'un grand fleuve.
Il ya environ 18 millions d'années, des forces de tension ont commencé à tomber mince et la région à l'ouest, la création de la Basin and Range province. (Bassins grabens) chuté et chaînes de montagnes ( horsts) se leva entre anciens et nouveaux défauts nord-sud de tendance. Cependant, pour des raisons mal comprises, les lits de la Colorado plateaux est resté principalement horizontale à travers deux événements même se ils ont été levés à environ 2 miles (3,2 km) dans les deux impulsions. La partie extrême ouest du canyon se termine à l'un des défauts Basin and Range, le Grand Wash, qui marque également la frontière entre les deux provinces.
Uplift de l'orogénèse Laramide et la création de la province Basin and Range ont travaillé ensemble pour accentuer la gradient des ruisseaux à l'ouest sur le Plateau du Colorado. Ces flux Deep Cut, vers l'est de plus en plus, les canaux dans la bordure ouest du plateau du Colorado et ont déposé leur sédiments dans la région du bassin et Range élargissement.
La naissance de la rivière Colorado et son abattage
Rifting a commencé à créer le Golfe de Californie loin au sud il ya 6-10000000 ans. Vers la même époque, la bordure ouest du plateau du Colorado peut avoir fléchi légèrement. Les deux événements ont changé la direction de nombreux cours d'eau vers la région affaissement et le gradient augmenté leur a fait downcut beaucoup plus rapide. De ya 5500000 à 5000000 années, l'érosion régressive au nord et à l'est consolidé ces flux en un seul grand fleuve et des canaux tributaires associés. Cette rivière, l'ancestrale Basse rivière Colorado , a commencé à remplir le bras nord du golfe, qui se est étendu près du site de Hoover Dam , avec des dépôts de l'estuaire.
Dans le même temps, les cours d'eau coulaient de montagnes dans le centre de l'Arizona au nord et à travers ce qui est aujourd'hui l'ouest du Grand Canyon, éventuellement nourrir un grand fleuve. Le mécanisme par lequel l'ancestrale inférieur de la rivière Colorado a capturé cette drainage et l'évacuation d'une grande partie du reste du plateau du Colorado ne est pas connu. Parmi les explications possibles, mentionnons l'érosion régressive ou d'un barrage naturel cassé d'un lac ou une rivière. Quelle que soit la cause, le Lower Colorado susceptibles capturé enclavés Colorado supérieur, quelque part à l'ouest du Kaibab Uplift. La beaucoup plus grande zone de drainage et encore plus raide gradient de flux ont contribué à accélérer l'érosion verticale.
Les périodes glaciaires au cours de la Pléistocène a apporté un plus frais et humide climat pluvial dans la région à partir il ya 2 à 3 millions d'années. Le ajoutée précipitations augmentation du ruissellement et la capacité érosive des cours d'eau (en particulier du printemps l'eau de fonte et crues soudaines en été). Avec un volume d'écoulement considérablement augmenté le Colorado couper plus rapidement que jamais et a commencé à creuser rapidement le Grand Canyon 2.000.000 années avant le présent, atteignant presque la profondeur moderne par il ya 1,2 millions années.
Le Grand Canyon résultant des tendances à peu près du fleuve Colorado est en ouest sur 278 miles (447 km) entre le lac Powell et le lac Mead . Dans cette distance, la rivière Colorado gouttes 2000 pieds (610 m) et a excavé environ 1000 miles cubes (4200 km) 3 de sédiments pour former le canyon. Cette partie de la rivière divise le 9000 pieds (2700 m) -haute Kaibab Uplift et passe sept plateaux (le Kaibab, Kanab, et Shivwits plateaux délimitent la partie nord du canyon et du Coconino délimite la partie sud). Chacun de ces plateaux sont délimitées par le nord à des défauts et monoclines de tendance sud créés ou réactivés lors de l'orogenèse Laramide. Ruisseaux se jetant dans le fleuve Colorado ont depuis exploité ces défauts de creuser leurs propres canyons tributaires, comme Bright Angel Canyon.
L'activité volcanique barrages le nouveau canyon
L'activité volcanique a commencé en Uinkaret champ volcanique (dans l'ouest du Grand Canyon) il ya environ 3 millions d'années. Plus de 150 flux de basaltique lave barré la rivière Colorado au moins 13 fois à partir il ya 725 000 à 100000 années. Les barrages typiquement formés en semaines, étaient de 12 à 86 miles (19 à 138 km) de long, 150 à 2000 pieds (46 à 610 m) de haut (plus épaisse et plus mince amont en aval) et avait volumes de 0,03 à 1,2 miles cubes (0,13 à 5,0 km 3).
La longévité des barrages et leur capacité à retenir l'eau du fleuve Colorado dans les grands lacs a été débattue. Dans une eau hypothèse de la rivière Colorado soutenu derrière les barrages dans les grands lacs qui se étendait aussi loin que Moab, dans l'Utah. Des barrages ont été submergées en peu de temps; ceux qui étaient de 150 à 400 pieds (46 à 120 m) de haut ont été submergées par leurs lacs en 2 à 17 jours. Dans le même temps, les sédiments rempli les lacs derrière les barrages. Sédiments comblerait un lac derrière un de 150 pieds (46 m) en barrage -high 10,33 mois, rempli d'un lac derrière un 1150 pieds (350 m) en barrage -high 345 années, et rempli le lac derrière le plus haut barrage en 3000 années. Cascades d'eau coulaient sur un barrage tout en cascades migré en amont du fleuve le long de lui. La plupart des barrages de lave ont duré environ 10.000 à 20.000 ans. Cependant d'autres ont proposé que les barrages de lave ont été beaucoup plus éphémère et échoué de façon catastrophique avant débordement. Dans ce modèle barrages seraient échouer en raison de l'écoulement du fluide à travers les fractures dans les barrages et autour appuis du barrage, par les dépôts fluviaux et perméables alluvions.
Depuis la disparition de ces barrages de la rivière Colorado se est taillé un maximum d'environ 160 pieds (49 m) dans les roches du plateau du Colorado
La géologie en cours et l'impact humain
La fin des glaciations du Pléistocène et le début de la Holocène a commencé à changer le climat de la région à partir d'un pluvial Cool UN, sèche-linge humide pour les conditions semi-arides similaires à celle d'aujourd'hui. Avec moins d'eau pour couper, la capacité érosive du Colorado a été considérablement réduit. procédés de mouvements de masse ont commencé ainsi à devenir relativement plus importants qu'ils ne l'étaient avant. Falaises abruptes et élargissant le Grand Canyon et son système de canyon affluent encore eu lieu. Une moyenne de deux coulées de débris par année atteindre le fleuve Colorado de canyons tributaires pour former ou développer rapides. Ce type de mouvement de masse est le principal moyen de la sédiments de transport de plus en plus raides canyons secondaires, mais il joue également un rôle majeur dans l'excavation des canyons grands.
En 1963 barrage de Glen Canyon et d'autres barrages plus en amont ont commencé à réguler le débit de la rivière Colorado à travers le Grand Canyon. Pré-barrage, mais encore les flux historiques de la Colorado à travers le Grand Canyon variaient de 700 à 100 000 pieds cubes (20 à 2800 m 3 ) par seconde avec au moins une fin du 19e siècle inondation de 300.000 pieds cubes (8.500 m 3 ) par seconde. Décharge du barrage de Glen Canyon dépasse 48 200 pieds cubes (1360 m 3 ) par seconde seulement quand il ya danger de débordement du barrage ou lorsque le niveau de Lake Powell contraire doit être abaissé. Une mesure de conservation provisoire depuis 1991 a tenu débits maximum à 20.000 pieds cubes (570 m 3 ) par seconde, même si la centrale électrique du barrage peut gérer 13 200 pieds cubes (370 m 3 ) par seconde plus de débit.
Contrôle de débit de la rivière par l'utilisation de barrages a diminué la capacité de la rivière à parcourir roches en réduisant considérablement la quantité de sédiments qu'il transporte. Barrages sur le fleuve Colorado ont également changé le caractère de l'eau du fleuve. Une fois à la fois boueux et chaud, la rivière est maintenant claire et moyennes un 46 ° F (8 ° C) la température toute l'année. Crues expérimentales approchant les 48 200 pieds cubes (1360 m 3 ) par seconde niveau mentionné ci-dessus ont été effectuées en 1996 et 2004 pour étudier les effets sur l'érosion des sédiments et des dépôts.
Grand Canyon se trouve à l'extrémité sud de la ceinture sismique Intermountain Ouest. Au moins 35 tremblements de terre de plus de 3,0 sur l' échelle de Richter se sont produites dans la région du Grand Canyon dans le 20e siècle. Parmi ceux-ci, cinq ont enregistré plus de 5,0 sur l'échelle de Richter et le plus important d'un tremblement de terre de 6,2 qui a eu lieu en Janvier 1906. Major Les défauts plus ou moins orientée nord-sud qui traversent le canyon sont (d'ouest en est), le Grand Wash, Hurricane et Toroweap . Les principaux systèmes de fractures orientation nord-est de failles normales qui coupent le canyon comprennent l'Ouest Kaibab et Bright Angel tandis que les systèmes orientée nord-ouest comprennent le Grandview-Phantom. La plupart des tremblements de terre dans la région se produisent dans une bande étroite orientée nord-ouest entre les systèmes de fractures Mesa Butte et l'Ouest Kaibab. Ces événements sont probablement le résultat de la croûte vers l'est-migration étirement qui peuvent éventuellement aller au-delà de la région de Grand Canyon.
Trail du Temps et de Yavapai Musée de géologie
Le Trail of Time est une exposition et la géologie extérieure sentier de la nature sur la rive sud du Grand Canyon National Park. Chaque mètre marchait sur le sentier représente un million d'années d'histoire géologique de Grand Canyon. marqueurs de bronze sur la piste marquer votre position en temps. Le sentier débute au Centre des visiteurs Verkamps à il ya 2000 millions d'années, et se termine au Musée de géologie Yavapai. Sur le chemin sont des échantillons de roches de la Canyon, comme vous le feriez les rencontrer allant de la rivière jusqu'à la jante, et affiche expliquant l'histoire géologique de la Canyon. Le sentier ouvert à la fin 2010.
Le Musée de géologie Yavapai comprennent des modèles tridimensionnels, des photographies, et des expositions qui permettent aux visiteurs du parc à voir et à comprendre l'histoire géologique complexe de la région. Le bâtiment du musée, de la gare historique Observation Yavapai (construit en 1928), situé à un mile (1,6 km) à l'est de Market Place, propose des vues imprenables du canyon. Une librairie propose une variété de matériaux sur la région.
