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Geologia da área do Grand Canyon

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Ampla canyon com vermelhos expostos e rocha de cor castanho dourado
O Grand Canyon de Navajo Point. O Rio Colorado é para a direita e da North Rim é visível à esquerda na distância. A exibição mostra quase todos os camada sedimentar descrito neste artigo.

A geologia da área do Grand Canyon expõe uma das sequências mais completos e os mais estudados da rocha na Terra. Os cerca de 40 grandes rocha sedimentar camadas expostas no Grand Canyon e no Faixa de área do Parque Nacional do Grand Canyon na idade de cerca de 200 milhões para quase 2 bilhões de anos. A maioria foram depositados em mares quentes e rasas e perto de antigas, costas marítimas de longo ido no oeste da América do Norte . Ambos marinhos e terrestres sedimentos são representadas, incluindo fossilizados dunas de areia de um deserto extinto. Existem, pelo menos, 14 conhecida inconformidades no registro geológico encontrados na área do Grand Canyon.

Uplift da região começaram a cerca de 75 milhões de anos atrás, durante o Laramide orogeny; um evento de construção da montanha que é em grande parte responsável pela criação das Montanhas Rochosas , a leste. No total, o Colorado Plateau foi erguido cerca de 2 milhas (3,2 km). O adjacente Província bacia e da escala para o oeste começou a formar cerca de 18 milhões de anos atrás como resultado de crustal alongamento. Um sistema de drenagem que corria através do que é hoje o Grand Canyon oriental esvaziado para a província agora inferior bacia e da escala. Abertura da Golfo da Califórnia cerca de 6 milhões de anos atrás permitiu um grande rio para cortar seu caminho nordeste do golfo. O novo rio capturou a drenagem mais velha para formar o ancestral do rio Colorado , que por sua vez passou a formar o Grand Canyon.

Wetter climas trazido sobre por eras glaciais a partir 2 milhões de anos muito maior escavação do Grand Canyon, que foi quase tão profundo como é agora de 1,2 milhões de anos atrás. vulcânica atividade depositado lava sobre a área de 1,8 milhão a 500.000 anos atrás. Pelo menos 13 represas de lava bloqueou o rio Colorado, formando lagos que eram até 2.000 pés (610 m) de profundidade. O final da última idade do gelo e subsequente humana atividade reduziu muito a capacidade do rio Colorado para escavar o cânion. Barragens em particular têm padrões de virada de transporte de sedimentos e deposição. Inundações controladas de Glen Canyon Dam montante foram conduzidos para ver se eles têm um efeito restaurador. Earthquakes e massa que desperdiçam eventos erosivos ainda afetam a região.

Em dezembro de 2012, um estudo publicado na revista Ciência alegou novos testes haviam sugerido o Grand Canyon poderia ser tão velho quanto 70 milhões de anos.

Uma exposição com diferentes camadas rochosas cortados a partir de uma parede de garganta
Figura 1. Uma seção transversal geológico do Grand Canyon. Números pretos correspondem aos números subseção na seção 1 e números brancos são referidos no texto

A deposição de sedimentos

Um pilar de pedra stout forma irregular motored com inserções de empilhados mais rock em forma de tijolo, formando uma coluna inclinada para a direita. Uma placa no pilar lê:
Pedras de cada um dos estratos em uma exposição em Heritage Square em Flagstaff

Metamórficas e ígneas porão

Face da rocha cinza e avermelhada com superfície áspera ao lado de um rio.
A cave Vishnu foi depositado como sedimentos, mas mais tarde foram metamorfoseadas e se intrometeu por rocha ígnea.

Cerca de 2 bilhões de anos atrás no pré-cambriano tempo, cinzas, lama, areia , e silte foram estabelecidas em uma bacia marinha rasa ao lado de um cinturão orogênico. De 1,8 a 1,6 bilhões anos atrás, pelo menos, dois arcos insulares colidiu com o proto-americano North continente . Este processo de placas tectônicas comprimido e enxertado os sedimentos marinhos na bacia para o continente e exaltou-los para fora do mar. Mais tarde, essas rochas foram enterrados 12 milhas (19 km), sob a superfície e pressão-cozidos em rocha metamórfica . A resultante Granite Gorge metamórfica Suite consiste da metasedimentary Vishnu xisto ea Brahma metavulcânicas e Rama Schists que foram formados de 1750 a 1730 milhões de anos atrás. Esta é a rocha resistente agora exposto no fundo do canyon no Inner Gorge. Nenhum fóssil identificáveis foram encontrados na Suite, mas as lentes de mármore agora visto nestas unidades foram provavelmente derivado de colônias de primitivo algas .

Como as ilhas vulcânicas colidiu com o continente cerca de 1,7 bilhões de anos atrás, bolhas de magma subiu do zona de subducção e se intrometeu o Granite Gorge metamórfica Suite. Estes plutons lentamente arrefecida para formar o Zoroastro Granito; parte do que viria a ser metamorfoseados em gnaisse. Esta unidade de rocha podem ser vistos como bandas de cor clara no escuro granada-cravejado Vishnu Xisto (veja 1b na figura 1 ). A intrusão do granito ocorreu em três fases: dois durante o período de metamorfismo inicial Vishnu, e um terceiro cerca de 1,4 bilhões de anos atrás. A terceira fase foi acompanhada por grande escala faulting , particularmente ao longo de falhas norte-sul, levando a uma parcial rifting do continente. A colisão expandiu o continente a partir do Wyoming Colorado fronteira para o México e quase duplicou a espessura da crosta na região do Grand Canyon. Parte deste espessamento criado a 5-a-6-milha (8 a 10 km) de alta ancestral Mazatzal Montanhas.

Erosão subsequente duradoura 300 milhões ano despojado grande parte dos sedimentos expostas e as montanhas de distância. Isso reduziu as montanhas muito altas para pequenas colinas de algumas dezenas a centenas de pés (dezenas de metros) de altura. Geólogo John Wesley Powell chamou esta lacuna importante no registro geológico, que também é visto em outras partes do mundo, o Grande Unconformity. Outros sedimentos podem ter sido adicionadas, mas, se eles nunca existiram, foram completamente removidos pela erosão. Tais lacunas no registro geológico são chamados inconformidades por geólogos. O Grande Unconformity é um dos melhores exemplos de uma exposição inconformismo, que é um tipo de inconformidade que tem camas unidades de rocha acima ígneas ou rochas metamórficas .

Grand Canyon Supergrupo

Com o tempo pré-cambriano tarde, a extensão de um grande placa tectônica ou placas menores afastando-se Laurentia diluído sua crosta continental , formando grande bacias rifte, que acabaria por não conseguem dividir o continente. Eventualmente, esta região submersa de Laurentia foi inundado com mar agitado raso que se estendia desde, pelo menos, atual Lake Superior para Glacier National Park em Montana para o Grand Canyon ea Montanhas Uinta. A resultante Grand Canyon supergrupo de unidades sedimentares é composto por nove variada formações geológicas que foram estabelecidos a partir de 1200 milhões e 740 milhões de anos atrás neste mar. Boas exposições do supergrupo pode ser visto no leste do Grand Canyon no Inner Gorge e de opinião do deserto, Lipan Point e ponto de Moran.

Em camadas de rocha marrom escuro no padrão stairstep em bordas acima de um rio em uma garganta avermelhada com expostos e tan rocha
O Cardenas basalto foi colocado em cima do resto do supergrupo do Grand Canyon

A parte mais antiga do supergrupo é o Grupo Unkar. É acumulado em uma variedade de fluvial, deltaic, das marés, marinho nearshore e offshore de ambientes marinhos. A primeira formação a ser fixado no Grupo Unkar foi o Formação Bass. Cascalhos fluviais inicialmente acumulado nos vales dos rios rasos. Mais tarde, num litificado basal conglomerado que é conhecido como o Hotauta Membro da Formação Bass. A Formação Baixo foi depositado em um mar raso perto da costa como uma mistura de calcário, arenito, e xisto. Diagênese mais tarde alterada a maior parte da pedra calcária em dolomite. É 120-340 pés (37-100 m) de espessura e de cor acinzentada. Com média de 1,25 bilhões anos de idade, esta é a camada mais antiga exposta no Grand Canyon que contém fossils- estromatólitos. Hakatai Shale é feito de camadas delgadas do marginal-marine-derivado mudstones, arenitos e xisto que, juntos, são 445-985 pés (136-300 m) de espessura. Esta formação indica uma curta duração de regressão (retiro) de beira-mar na área que deixou planos de lama. Hoje é muito brilhante vermelho-alaranjado e dá a garganta vermelha o seu nome. Shinumo Quartzito é uma sedimentar marinha resistente quartzito que foi corroído para formar monadnocks que mais tarde se tornaram ilhas no Cambriano tempo. Essas ilhas resistiu a ação das ondas tempo suficiente para se tornar re-enterrado por outros sedimentos no Período Cambriano. Formação Dox é mais de 3.000 pés (910 m) de espessura e é feita de arenito com algumas camas de xisto intercalados e mudstone que foram depositados em ambientes fluviais e de maré. As estrias onduladas e outras características indicam que era perto da costa. Afloramentos deste vermelho para formação de laranja pode ser visto nas partes orientais do canyon. Os fósseis de estromatólitos e algas são encontrados nesta camada. Em 1070 ± 70 milhões anos de idade, o Cardenas Basalto é a formação mais jovem do Grupo Unkar. Ele é feito de camadas de marrom escuro basálticas rochas que fluíam como lava até 1.000 pés (300 m) de espessura.

Formação Nankoweap é por volta de 1050 milhões de anos e não faz parte de um grupo. Esta unidade é feita rocha de arenito de grão grosseiro, e foi depositado em águas pouco profundas na parte superior da superfície corroída da Cardenas basalto. O Nankoweap só é exposta na parte leste do cânion. Uma lacuna no registro geológico, uma discordância, segue o Nankoweap.

A borda feita de rocha seixos com líquen sobre ele.
Formação Sixtymile é a última unidade da rocha no Grupo Chuar

Todas as formações na Chuar Grupo foram depositados em ambientes marinhos costeiros e rasas cerca de 1000 a 700 milhões anos atrás. A Formação Galeros é uma formação principalmente esverdeada composta de arenito interbedded, calcário e xisto. Estromatólitos fossilizados são encontrados no Galeros. A Formação Kwagunt consiste em xisto preto e vermelho para mudstone roxo com alguma pedra calcária. Isolado bolsos de arenito avermelhado também são encontrados em torno de Carbono Butte. Estromatólitos são encontrados nesta camada. A Formação Sixtymile é feita de arenito de cor castanho dourado com algumas pequenas seções de xisto.

Cerca de 800 milhões de anos atrás o supergrupo foi inclinado 15 ° e bloco com falha no Grand Canyon Orogeny. Algumas das unidades de bloco movido para baixo e para cima, enquanto outros se culpa movimento criado norte-sul-trending falha-bloco cadeias de montanhas. Cerca de 100 milhões de anos de erosão aconteceu que lavou a maioria do Grupo Chuar fora junto com parte do Grupo Unkar (expondo a Shinumo Quartzito como explicado anteriormente). As cadeias de montanhas foram reduzidos a montes, e em alguns lugares, toda a 12.000 pés (3.700 m) do supergrupo foram totalmente removidos, expondo as rochas do embasamento abaixo. Todas as rochas que foram depositadas no topo do supergrupo do Grand Canyon no Pré-Cambriano foram completamente removidos. Isso criou uma grande discordância que representa 460 milhões anos de história geológica perdida na área.

Tonto Grupo

Durante o Era Paleozóica, a parte ocidental do que se tornaria a América do Norte estava perto do equador e em um margem passiva. A explosão cambriana da vida ocorreu ao longo de cerca de 15 milhões anos nesta parte do mundo. Clima era quente e invertebrados, como o trilobites, eram abundantes. Um oceano começaram a voltar para a área de Grand Canyon a partir do oeste cerca de 550 milhões de anos atrás. Como sua costa leste movido, o mar começou a depositar simultaneamente as três formações do Grupo Tonto.

Ampla canyon com paredes coloridas tan íngremes. Um rio no interior de um vale é abaixo uma ampla superfície levemente inclinada.
Tonto Grupo é mais facilmente visto como a ampla plataforma Tonto logo acima do Rio Colorado

Médias Tapeats Arenito 525 milhões anos de idade e é feita de médio e de granulação grossa e areia conglomerado que foi depositado em uma costa antigo (ver 3a na figura 1 ). As estrias onduladas são comuns nos membros superiores dessa camada fina-camas marrom escuro. Fósseis e trilhas imprint de trilobites e braquiópodes também foram encontrados nas Tapeats. Hoje é um penhasco-ex que é de 100 a 325 pés (30 a 100 m) de espessura. Médias Bright Angel Xisto 515 milhões anos de idade e é feita de xisto derivados do mudstone que é intercalada com pequenas seções de arenito e calcário shaly com algumas camas finas de dolomite. Ele foi principalmente depositados como lama apenas offshore e contém brachiopod, trilobite, e fósseis vermes (ver 3b na figura 1). A cor desta formação é principalmente vários tons de verde, com alguns acastanhado-tan ao cinza partes. É um declive-ex e é 270-450 pés (82-140 m) de espessura. Glauconite é responsável pela coloração verde do Bright Angel. Muav médias pedra calcária 505 milhões anos de idade e é feita de cinza calcário, thin-camas que foi depositado longe da costa a partir de carbonato de cálcio precipitado (ver 3c na figura 1). É fóssil pobre ainda trilobites e braquiópodes foram encontrados na mesma. A parte ocidental do canyon tem uma sequência muito mais espessa do Muav do que a parte oriental. O Muav é um penhasco-ex, 136-827 pés (41-252 m) de espessura.

Estas três formações foram estabelecidas ao longo de um período de 30 milhões de anos mais cedo tempo Cambriano-a-meio. Trilobites seguido de braquiópodes são os fósseis mais comumente reportados neste grupo, mas os fósseis bem preservados são relativamente raros. Sabemos que o litoral foi transgredindo (avançar para a terra) porque o material foi depositado grau mais fino em cima de sedimentos mais grosseiros de grãos. Hoje, o Grupo Tonto compõe a Plataforma Tonto visto acima e seguindo o rio Colorado; o Tapeats Sandstone e Muav Limestone formar penhascos da plataforma e do Bright Angel Shale forma suas encostas. Ao contrário das unidades proterozóicas abaixo dele, as camas do Grupo Tonto basicamente mentir em sua posição horizontal inicial. O Bright Angel Shale no grupo forma um aquiclude (barreira para água subterrânea que escoa para baixo), e, assim, coleta e direciona a água através da sobreposição Muav Calcário para alimentar nascentes no Inner Gorge.

Temple Butte, Redwall, e Surprise Canyon

Os próximos dois períodos de história geológica , o Ordoviciano eo Silurian , estão em falta a partir da sequência Grand Canyon. Os geólogos não sei se os sedimentos foram depositados nesses períodos e foram posteriormente removido por erosão ou se eles nunca foram depositadas em primeiro lugar. De qualquer maneira, esta ruptura na história geológica da área se estende por cerca de 165 milhões de anos. Um tipo de inconformidade chamado de desconformidade foi formado. Desconformidades mostrar características de erosão, tais como vales, colinas e penhascos que são depois cobertos por sedimentos mais jovens.

Foto anotada de diferentes unidades coloridas rocha em um penhasco.
Temple Butte Limestone foi depositado na superfície erodida do Calcário Muav. Ele, por sua vez foi enterrado por Redwall Limestone

Os geólogos sabem que os canais profundos foram esculpidas no topo da pedra calcária Muav durante este tempo. Streams foram a causa provável, mas scour marinho pode ser o culpado. De qualquer forma, essas depressões foram preenchidos com pedra calcária de água doce cerca de 385 milhões de anos no Oriente Devoniano em uma formação que os geólogos chamam o Temple Butte Limestone (veja 4a na figura 1). Marble Canyon, na parte oriental do parque exibe estes canais de cor púrpura cheios bem. Temple Butte O calcário é uma falésia e ex-na parte ocidental do parque, onde ele é cinza de cor creme dolomite. Fósseis de animais com backbones são encontrados nesta formação; placas ósseas de peixes de água doce na parte oriental e numerosos fósseis de peixes marinhos na parte ocidental. Temple Butte é de 100 a 450 pés (30 a 140 m) de espessura; finos próximo Grand Canyon Village e mais grosso no oeste do Grand Canyon. Uma discordância que representa 40 a 50 milhões de anos de história geológica perdida marca o topo desta formação.

A próxima formação na coluna geológica Grand Canyon é a formação de penhasco Redwall pedra calcária, que é de 400 a 800 pés (120 a 240 m) de espessura (ver 4b na figura 1). Redwall é composto de espessura-camas, marrom escuro ao cinza azulado calcário e dolomita com branco nódulos de silex misturado. Foi estabelecido em um raso recuando tropical mar perto do equador durante 40 milhões anos do início ao meio- Mississippian. Muitos fossilizado crinóides, braquiópodes, briozoários, corais chifre, nautiloids, e esponjas, juntamente com outros organismos marinhos, tais como trilobitas grandes e complexos têm sido encontrados no Redwall. Em vez Mississippian tarde, a região do Grand Canyon foi lentamente erguida eo Redwall foi parcialmente corroída. A Karst topografia consiste em cavernas, sumidouros e canais dos rios subterrâneos resultou, mas mais tarde foram preenchidos com mais calcário. A superfície exposta da Redwall obtém sua cor característica da água da chuva pingando do ferro rico em redbeds do Supai e do xisto do eremita que se encontram acima.

Formação Surprise Canyon é uma camada sedimentar de xisto vermelho-púrpura que foi previsto no camas descontínuos de areia e cal acima do Redwall (veja 4c na figura 1). Foi criado em muito tarde Mississippian e possivelmente em muito mais antigo Tempo Pennsylvanian como a terra cedeu e das marés estuários encheu os vales do rio com sedimentos. Esta formação só existe em lentes isoladas que são 50 a 400 pés (15 a 120 m) de espessura. Surprise Canyon era desconhecida para a ciência até 1973 e pode ser alcançado apenas por helicóptero . Registros fósseis, outros materiais vegetais e conchas marinhas são encontradas nesta formação. Uma discordância marca o topo da Formação Surprise Canyon e na maioria dos lugares esta discordância foi inteiramente removido do Surprise Canyon e expostos a Redwall subjacente.

Supai Grupo

Tan- de cor creme camada face do penhasco acima da água
Grupo Supai com um registro de cadeia de um dilúvio pré-Glen Canyon Dam

Uma discordância entre 15 e 20 milhões anos separa o Grupo supai da Formação Redwall previamente depositado. Supai Grupo foi depositada no final de Mississippian, através da Pensilvânia e no início do Permiano tempo, alguns 320,000,000-270.000.000 anos atrás. Ambos os depósitos marinhos e não marinhos de lama, lodo, areia e sedimentos calcários foram estabelecidas em uma ampla planície costeira similar ao Texas Gulf Coast de hoje. Em torno deste tempo, o Ancestrais Montanhas Rochosas subiu em Colorado e Novo México e trouxe fluxos de sedimentos erodidos a partir deles para a área do Grand Canyon.

Formações Supai grupo na parte ocidental do canyon conter calcário, indicativo de um mar quente e pouco profundo, enquanto a parte oriental era provável um delta do rio lamacento. Esta formação consiste em siltitos vermelhas e xisto cobertas por camadas de cor castanho dourado de arenito que, juntos, alcançar uma espessura de 600 a 700 pés (cerca de 200 m). Shale nas formações Permiano início deste grupo foram oxidado para uma cor vermelha brilhante. Os fósseis de pegadas de anfíbios, répteis e plantas abundantes são encontrados na parte oriental e um número crescente de fósseis marinhos são encontrados na parte ocidental.

Formações do Grupo Supai são do mais antigo para o mais novo (uma discordância está presente no topo de cada): Watahomigi (ver 5-A na figura 1) é um calcário de formação de inclinação cinzento com algumas bandas de silex vermelho, arenito, e siltstone roxo que é 100 a 300 pés (30 a 90 m) de espessura. Manakacha (veja 5b na figura 1) é um cliff- e arenito vermelho pálido e xisto vermelho formadores de inclinação que médias 300 pés (90 m) de espessura no Grand Canyon. Wescogame (veja 5c na figura 1) é um ledge- e arenito vermelho pálido e siltstone que é de 100 a 200 pés (30 a 60 m) de espessura de formação de inclinação. Esplanade (veja 5d na figura 1) é um ledge- e arenito vermelho pálido e siltstone que é 200 a 800 pés (60 a 200 m) de espessura de formação de penhasco. Uma inconformidade marca o topo do grupo de Supai.

Eremita, Coconino, Toroweap, e Kaibab

Como o Grupo Supai abaixo dela, o Permian -aged Xisto do eremita foi provavelmente depositado em uma ampla planície costeira (veja 6a na figura 1). O alternando-bedded fina óxido de ferro, lama e lodo foram depositados via riachos de água doce em um ambiente semi-árido cerca de 280 milhões de anos atrás. Os fósseis de insetos alados, plantas produtoras de cone, e samambaias são encontrados nesta formação, bem como faixas de animais vertebrados. É um profundo xisto macio, vermelho e mudstone encosta-ex que é cerca de 100 a 900 pés (30-270 m) de espessura. Desenvolvimento Slope vai minar periodicamente as formações acima e Car- para blocos de casas porte de que o rock em cascata para baixo na Plataforma Tonto. Uma discordância marca o topo desta formação.

Recortes de pegadas arredondadas com garra ou marcas de dedo do pé no rock de cor castanho dourado
Animais lagarto-como deixou suas pegadas na Coconino arenito

Coconino arenito formou cerca de 275 milhões de anos atrás como a área seca e dunas de areia feitas de quartzo areia invadiu um deserto de crescimento (ver 6b na figura 1). Alguns Coconino enche mudcracks profundas no subjacente do xisto do eremita eo deserto que criou o Coconino durou de 5 a 10 milhões de anos. Hoje, a Coconino é uma 57-600 pés (17-180 m) de ouro branco grosso para cor creme cliff-ex perto da borda do cânion. Eolian (criado pelo vento) padrões de cama transversais da fosco, bem-ordenada e areia arredondado pode ser visto em suas dunas de areia fossilizadas. Também fossilizados são faixas de lagarto -como criaturas e que olhar como faixas de milípedes e escorpiões. Uma discordância marca o topo desta formação.

Massa escura na rocha cinzenta azulada com conchas na mesma.
Fósseis, tais como este brachiopod e fragmentos de crinoids, são comuns nas formações Toroweap e Kaibab

Em seguida na coluna geológica é a 200 pés (60 m) -thick Formação toroweap (ver 6c na Figura 1). É composto de arenito vermelho e amarelo e argilosos intercalados cinza de pedra calcária com gesso . A formação foi depositado em um mar quente e pouco profundo, como a costa transgredido (invadida) e regrediu (recuado) sobre a terra. A média de idade da rocha é cerca de 273 milhões de anos. Em tempos modernos, é um ledge- e encosta-ex que contém fósseis de braquiópodes, corais, e moluscos, juntamente com outros animais e várias plantas terrestres. O Toroweap é dividido em três seguintes membros: Seligman é um amarelada a avermelhada arenito e siltito de formação de inclinação. Brady Canyon é um calcário cinza de formação de penhasco com alguns chert. Wood Ranch é um pálido siltstone e dolomítico arenito formação de inclinação vermelho e cinza. Uma discordância marca o topo desta formação.

Um dos mais altos e, portanto, mais jovem, visto formações na área do Grand Canyon é o Calcário kaibab (ver 6d na figura 1). Ela corrói em penhascos ledgy que são de 300 a 400 pés (90 a 100 m) de espessura e foi estabelecidas no último horário Permian cedo, cerca de 270 milhões de anos atrás. Kaibab foi depositada nas partes mais profundas do mesmo mar raso avançando quente, onde o Toroweap subjacente foi formado. A formação é tipicamente feito de pedra calcária de areia sentado em cima de uma camada de arenito, mas em alguns lugares arenito e xisto estão perto ou na parte superior. Este é o creme a branco-acinzentado rocha que os visitantes do parque ficar em enquanto visualiza o canyon de ambos os aros. É também a rocha superfície que cobre a maior parte do Kaibab Plateau a norte do cânion eo Coconino Plateau imediatamente a sul. Dentes de tubarão foram encontrados nesta formação, bem fósseis abundantes de invertebrados marinhos como braquiópodes, corais, moluscos, lírios do mar, e worms. Uma discordância marca o topo desta formação.

Deposição Mesozóico

Um grande monte de rocha e da sujeira com avermelhada e acinzentada do solo e principalmente coberto com vegetação.
Avermelhado Moenkopi afloramento abaixo escombros vulcânica na Red Butte

Uplift marcou o início da Mesozóico e córregos começaram a entalhar a terra recém-seca. Riachos a atravessar grandes vales baixos no Triássico tempo depositados sedimentos erodidos de terras altas vizinhas, criando a vez de 1.000 pés (300 m) -thick Formação Moenkopi. A formação é feita de arenito e xisto com camadas de gesso no meio. Afloramentos Moenkopi são encontrados ao longo do rio Colorado em Marble Canyon, em Cedar Mountain (a mesa perto do parque fronteira sudeste), e, Red Butte (localizado ao sul do Grand Canyon Village). Os restos do Conglomerado Shinarump, ele próprio um membro da Formação Chinle, estão acima da Formação Moenkopi perto do topo da Red Butte mas abaixo de um fluxo de lava muito mais jovem.

Formações totalizando mais de 4.000 a 5.000 pés (1.200 a 1.500 m) de espessura foram depositados na região e no Mesozóico Cenozóico, mas foram quase totalmente removidos da sequência Grand Canyon pela erosão subseqüente. O geologia da área de canyons a Zion e de Kolob ea geologia da área de Bryce Canyon registra algumas dessas formações. Todas estas unidades de rocha em conjunto formam um super sequência de rocha conhecido como o Grand Staircase.

Criação do canyon

Uplift e extensão nas proximidades

Mapa de relevo de forma mais ou menos oval do platô de Colorado em torno do ponto onde os Estados americano de Utah, Colorado, Novo México e Arizona se encontram.
Soerguimento do Planalto Colorado rios forçado a cortar mais rápido.

O Laramide orogeny afetou toda a America do Norte ocidental, ajudando a construir o Cordilheira norte-americana. O Kaibab Uplift, Monumento Upwarp, o Montanhas Uinta, Inchamento de San Rafael, e as Montanhas Rochosas foram elevados, pelo menos em parte, pela orogenia Laramide. Este grande evento montanha-construção começou perto do final do Mesozóico, cerca de 75 milhões de anos, e continuou até o Eoceno período do Cenozóico. Isto foi causado pela subducção ao largo da costa ocidental da América do Norte. As principais falhas que tendência norte-sul e cruzar a área do canyon foram reativados por este levantamento. Muitas destas falhas são pré-cambriano em idade e ainda estão ativos hoje. Córregos que drenam as Montanhas Rochosas no início do Mioceno vez terminada em bacias encravados em Utah, Arizona e Nevada, mas não há nenhuma evidência de um grande rio.

Cerca de 18 milhões de anos atrás, as forças tensionais começou a fina e solte a região a oeste, criando o Província bacia e da escala. (Bacias grabens) caiu e cadeias de montanhas ( horsts) levantou-se entre falhas norte-sul-trending antigos e novos. Contudo, por razões pouco compreendidas, as camas do Colorado Planalto permaneceu praticamente horizontal através de ambos os eventos, mesmo quando eles foram erguidos cerca de 2 milhas (3,2 km) em dois pulsos. O extremo oeste do cânion termina em uma das falhas de bacia e da escala, o Grand Wash, que também marca o limite entre as duas províncias.

Uplift da orogenia Laramide ea criação da província bacia e da escala trabalharam juntos para tornar íngreme a gradiente de rios que fluem para o oeste na Plateau Colorado. Esses fluxos corte profundo, ao oriente de crescimento, canais na borda ocidental do platô de Colorado e depositado o seu sedimento na região da Bacia do alargamento e Range.

O nascimento do rio Colorado e sua corte para baixo

Rifting começou a criar a Golfo da Califórnia no extremo sul 6-10.000.000 anos atrás. Na mesma época, a borda ocidental do Colorado Plateau pode ter cedeu ligeiramente. Ambos os eventos mudou o rumo de muitas correntes em direção à região flacidez eo aumento do gradiente lhes causou a downcut muito mais rápido. A partir de 5.5-5 milhões de anos atrás, erosão remontante ao norte e leste consolidou esses fluxos em um grande rio e canais tributários associados. Este rio, o ancestral Lower Rio Colorado , começou a encher o braço norte do golfo, que se estendia quase até o local de Hoover Dam , com depósitos de estuário.

Um rio de cor acinzentada, com alguma vegetação verde em suas margens, mas pequeno em comparação com a alta avermelhado e tan paredes do cânion que se encontra.
O Rio Colorado tinha cortado por quase atual da profundidade do Grand Canyon em 1,2 milhão de anos atrás.

Ao mesmo tempo, os fluxos fluiu de terras altas no centro-norte do Arizona e através do que é hoje o oeste do Grand Canyon, possivelmente alimentando um rio maior. O mecanismo pelo qual o ancestral Lower Colorado River capturou esta drenagem e drenagem de grande parte do resto do planalto do Colorado não é conhecido. Possíveis explicações incluem a erosão headward ou uma represa natural quebrado de um lago ou rio. Seja qual for a causa, o Lower Colorado provável capturou o litoral Colorado superior em algum lugar a oeste da Kaibab Uplift. A área de drenagem muito maior e ainda mais acentuado gradiente de fluxo ajudou a acelerar ainda mais downcutting.

Eras do gelo durante o Pleistoceno trouxe uma resfriador e úmido clima pluviais para a região começando 2 a 3 milhões de anos atrás. A acrescentado precipitação aumento do escoamento ea capacidade erosiva dos fluxos (especialmente a partir da primavera a água de fusão e enchentes no verão). Com um grande aumento do volume de fluxo do Colorado cortar mais rápido do que nunca e começou a escavar rapidamente o Grand Canyon 2000 mil anos antes do presente, quase atingindo a profundidade moderno em 1,2 milhão de anos atrás.

A resultante Grand Canyon das tendências Rio Colorado aproximadamente leste a oeste para 278 milhas (447 quilômetros) entre o Lago Powell e Lake Mead . Nesse distância, o rio Colorado cai 2.000 pés (610 m) e escavou um número estimado de 1.000 milhas (4.200 km cúbicos 3) de sedimentos para formar o canyon. Esta parte do rio corta a 9.000 pés (2.700 m) -Alta Kaibab Uplift e passa sete platôs (o Kaibab, Kanab, e Shivwits planaltos vinculado a parte norte do cânion eo Coconino circunda a parte sul). Cada um desses planaltos são delimitadas por norte a sul e falhas trending monoclines criados ou reativados durante a orogenia Laramide. Córregos que desaguam no rio Colorado, desde então explorado essas falhas para escavar suas próprias gargantas tributários, como o Bright Angel Canyon.

A atividade vulcânica barragens do novo canyon

Massa de cor escura da rocha caída sobre o lado de um canyon
Trono vulcão de Vulcano acima Lava Falls. Fluxos de lava, como este remanescente fortemente erodido, uma vez que represou o Rio Colorado.

A atividade vulcânica começou em Campo Uinkaret vulcânica (no oeste do Grand Canyon) cerca de 3 milhões de anos atrás. Mais de 150 fluxos de basalto lava represado do rio Colorado pelo menos 13 vezes a partir de 725.000 a 100.000 anos atrás. As barragens tipicamente formado em semanas, foram 12-86 milhas (19-138 km) de comprimento, 150 a 2.000 pés (46-610 m) de altura (mais grosso e mais fino a montante a jusante) e teve volumes de 0,03-1,2 metros cúbicos (0,13 a 5,0 km 3).

A longevidade das barragens e sua capacidade de reter a água do rio Colorado em grandes lagos tem sido debatida. Numa hipótese água do rio Colorado apoiado por trás das barragens em grandes lagos que se estendiam até onde Moab, Utah. Barragens foram overtopped em curto espaço de tempo; aqueles que estavam 150-400 pés (46-120 m) de altura foram overtopped por seus lagos em 2 a 17 dias. Ao mesmo tempo, os sedimentos encheram os lagos por trás das barragens. Sedimentos iria encher um lago atrás de um 150 pés (46 m) -alta represa em 10,33 meses, encheu um lago atrás de uma 1.150 pés (350 m) -alta represa em 345 anos, e encheu o lago atrás da represa a mais alta em 3000 anos. Cascatas de água fluiu sobre uma represa cachoeiras enquanto migraram rio acima ao longo dela. A maioria das represas de lava durou em torno de 10.000 a 20.000 anos. No entanto outros propuseram que as barragens de lava eram muito mais efêmero e falhou catastroficamente antes de galgamento. Neste modelo barragens falharia devido ao fluxo de fluido através de fraturas nas barragens e em torno de pilares de barragens, através de depósitos fluviais e permeáveis aluvião.

Desde o desaparecimento destas barragens do rio Colorado tem esculpido um máximo de cerca de 160 pés (49 m) para as rochas do planalto do Colorado

Geologia em curso e impacto humano

Rockfall histórico na borda norte.

O fim das eras glaciais do Pleistoceno e início do Holoceno começou a mudar o clima da área de um cool uma pluvial, molhado para secar condições semi-áridas semelhante ao de hoje. Com menos água para cortar, a capacidade erosiva do Colorado foi bastante reduzido. processos de perda de massa, assim, começou a se tornar relativamente mais importante do que eram antes. Penhascos íngremes e se aprofunde mais o Grand Canyon e seu sistema tributário canyon ocorreu. Uma média de dois fluxos de detritos por ano chegar ao rio Colorado de gargantas do tributário para formar ou expandir corredeiras. Este tipo de perda de massa é a principal forma a menor e canyons laterais íngremes transporte de sedimentos, mas também desempenha um papel importante na escavação dos cânions maiores.

An almost white dam stretches to red-colored rock on each side. An arching steel bridge crosses in front of the dam.
Glen Canyon Dam reduziu consideravelmente a quantidade de sedimentos transportados pelo rio Colorado através do Grand Canyon.

Em 1963 Glen Canyon Dam e outras barragens rio acima começou a regular o fluxo do rio Colorado através do Grand Canyon. Pré-dam, mas ainda fluxos históricos do Colorado através do Grand Canyon variou de 700 a 100 mil pés cúbicos (20 a 2.800 m 3 ) por segundo com pelo menos um final de inundação do século 19 de 300 mil pés cúbicos (8.500 m 3 ) por segundo. Descarga de Glen Canyon Dam excede 48.200 pés cúbicos (1.360 m 3 ) por segundo apenas quando há perigo de transbordamento da barragem ou quando o nível de Lake Powell caso contrário deve ser reduzido. Uma medida de conservação provisória desde 1991 ocupou vazões máximas em 20.000 pés cúbicos (570 m 3 ) por segundo, apesar de usina de energia da barragem pode lidar com 13.200 pés cúbicos (370 m 3 ) por segundo mais fluxo.

Controlar o fluxo do rio por uso de barragens tem diminuído a capacidade do rio para vasculhar rochas, reduzindo substancialmente a quantidade de sedimentos que ela carrega. Barragens no rio Colorado também mudaram a natureza da água do rio. Uma vez que ambos enlameado e quente, o rio é agora claro e médias de 46 ° F (8 ° C) a temperatura durante todo o ano. Inundações experimentais abordando os 48.200 pés cúbicos (1.360 m 3 ) por segundo nível mencionado acima foram realizadas em 1996 e 2004, para estudar os efeitos sobre a erosão e deposição de sedimentos.

Grand Canyon encontra-se no extremo sul do cinturão sísmico Intermountain ocidental. Pelo menos 35 terremotos maiores que 3,0 na escala de Richter ocorreu na região do Grand Canyon no século 20. Destes, cinco registraram mais de 5.0 na escala de Richter eo maior foi um terremoto de 6,2 que ocorreu em janeiro de 1906. Maior aproximadamente norte-sul tendências falhas que atravessam o canyon são (de oeste para leste), o Grand Wash, Hurricane e Toroweap . Principais sistemas de fratura-tendendo a nordeste de falhas normais que se cruzam o canyon incluem o Kaibab Oeste e Bright Angel enquanto os sistemas de noroeste-trending incluem o Grandview-Phantom. A maioria dos terremotos na região ocorrem em uma faixa noroeste-trending estreita entre os sistemas de fratura Mesa Butte e Oeste Kaibab. Estes eventos são provavelmente o resultado de crustal para o leste-migrando alongamento que podem, eventualmente, avançar passado a área do Grand Canyon.

Trail of Time e Yavapai Geology Museum

Grand CanyonTrail of Time- Dobrado Vishnuxisto cave rock.

O Trail of Time é uma geologia exposição ao ar livre e natureza trilha na borda sul do Grand Canyon National Park. Cada medidor andou na pista representa um milhões de anos de história geológica do Grand Canyon. Marcadores de bronze na trilha marcar a sua posição no tempo. A trilha começa no Centro de Visitantes Verkamps a 2.000 milhões de anos atrás, e termina no Museu de Geologia Yavapai. Ao longo do caminho são amostras de rochas da garganta, como seria de encontrá-los indo desde o rio até a borda, e exibe explicando a história geológica do Canyon. A trilha aberta no final de 2010.

O Museu de Geologia Yavapai incluem modelos tridimensionais, fotografias e exposições que permitem que os visitantes do parque para ver e compreender a história geológica complexa da área. O edifício do museu, a histórica estação de observação Yavapai (construída 1928), localizado a uma milha (1,6 quilômetros) ao leste de Mercado Plaza, oferece vistas amplas garganta. A livraria oferece uma variedade de materiais sobre a área.

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