A milliárd éves történeteket mesélő sziklák – Grand Canyon

A Grand Canyon Nemzeti Park az Egyesült Államok egyik legrégebbi és egyben leglátványosabb nemzeti parkja. A meredek falú szurdokok, félelmetes mélységek, tanúhegyek, kőoszlopok, égnek meredő sziklatornyok és különböző alakú kiemelkedések bámulatos labirintusa lenyűgöző látványt nyújt.

Évmilliárdokon keresztül gigantikus természeti erők, a vulkanizmus és az erózió alakították ezt a csodálatos tájat.

Időutazás sziklákon keresztül

A 446 km hosszú, 29 km széles, közel 1900 m mély kanyon története a szikla- és kőzetrétegek kialakulásával kezdődött. Létrejötte egy több fejezetes nyitott könyv, amelynek lapjai az egyes rétegek történetét mesélik el: hogyan keletkeztek a kőzetrétegek, milyen volt a Föld felszíne, miféle élővilág népesítette be, és miként fejlődtek ki egyre összetettebb életformák az egyszerűbb cianobaktériumoktól kezdve fejlábúakon és cápákon keresztül az emlősökig, 2 milliárd évvel ezelőttől 270 millió évvel ezelőttig.

A történet kezdete….

A történet kb 2 milliárd évvel ezelőtt kezdődött, amikor a magmás és metamorf kőzetek kialakultak. A kanyon legalján található, legősibb sziklák alkotják a geológusok által Visnu Basement Rock névre keresztelt „alagsori” sziklákat. Ez a sziklakészlet Észak-Amerika létrejöttének történetét meséli el, amikor a vulkáni szigetek összeütköztek a szárazfölddel, és a mélybe kerülve hatalmas hő, valamint nyomás hatására a korábbi kőzetek metamorf kőzetekké alakultak át. A vulkanikus tevékenység azonban nem szűnt meg, az ütközést követően is igen intenzíven folytatódott, és a kőzetolvadék a rétegek repedésein keresztül behatolt a metamorf kőzetekbe. A Trail of time, azaz az „Idő ösvénye” elnevezésű túraútvonalon kiállított szikladarabokon tökéletesen láthatóak a különféle rétegek és a magmabehatolások.

Mi is a magmás és a metamorf kőzet?

A magmás kőzetek – ahogy nevük is sugallja – olvadt kőzetből alakultak ki. Attól függően, hogy a földfelszín alatt vagy felett keletkeztek, a mélyben rekedt olvadékból (azaz magmából) megszilárdult gránitról, vagy a felszínen áramló lávából létrejött bazaltról beszélünk. A lemezütközések és a vulkanikus tevékenység során az egyes kőzetrétegek hatalmas hőnek és nyomásnak voltak kitéve, amely az évmilliók során oly mértékben megváltoztatta, metamorfizálta szerkezetüket, hogy az eredeti kőzeteknek mára már nyomuk sincs.

A Grand Canyon-szupercsoport

Az elkövetkező évmilliók során homokkőből és iszapkőből álló üledékes kőzetrétegek rakódtak a metamorf alapkőzetre. Korukat tekintve ezek alig fiatalabbak, mint metamorf elődjeik, és jellemzően nem tartalmaznak kövületeket, csak néhány sztromatolitot és cianobaktériumok által létrehozott üledékoszlopokat, ugyanis még azelőtt keletkeztek, hogy a Földön bonyolultabb életformák jelentek volna meg. A homokkő, az iszapkő és a sztromatolitok jelenléte arra utal, hogy a területet korábban nagyon sekély tenger borította. Ugye milyen hihetetlen?! E kőzetpászták azonban megbillentek – ahogy az alábbi ábrázoláson is látható –, viszont a később lerakódott rétegek vízszintes elhelyezkedésűek.

Paleozoikumi (óidei) réteg

A hozzávetőleg 541-252 millió évvel ezelőtti időszakban 8 különböző tenger öntötte el a területet. Elárasztották a tájat, néhány millió évig felette hullámoztak, majd ismét visszahúzódtak. A tenger minden egyes előrenyomulás és visszahúzódás után agyagból, homokból és élőlények maradványaiból álló üledékeket hagyott maga után, melyeket a tengeráramlatok áttelepítettek, és leülepedésüket követően, hosszú idő alatt vastag kőzetrétegekké kompaktálódtak. Az eredmény pedig a csíkozott kőzetpásztákban figyelhető meg. Ez a réteg sokkal fiatalabb a többinél, sőt kövületekben is gazdag, ami azt mutatja, hogy a területet egykoron melegvizű, sekély tenger fedte, benne nyüzsgő élettel: kis tengeri élőlények, fejlábúak, karlábúak, korallok és tengeri liliomok is lakták.

Ennek a kőzetcsoportnak és egyben a Grand Canyon peremének a legfelső – 9000 méterrel a tengerszint felett található – rétege az ún. Kaibab-mészkő, ami valójában az óceán fenekén alakult ki. De hogyan is kerültek az őstenger fenekének kőzetei ilyen magasra? Ez egy újabb nagy fejezet a kanyon kialakulásának történetében.

A Colorado fennsík kiemelkedése

A kanyon kialakulásának kulcsfontosságú mozzanata kb. 130 millió évvel ezelőtt kezdődött. Földünk mélyén gigantikus erők működnek. Bolygónk belső szerkezete különböző gömbhéjakra tagolódik. A legfelső réteg a földkéreg, amin mi is élünk, és együtt mozog az alatta található felső köpeny sűrű, olvadt kőzetanyagból álló részével. A Föld belső magjában 6000 Celsius fok körüli forróság uralkodik, és a repedéseken keresztül a hő folyamatosn “megszökik” ami olyan erejű feláramlásokat hoz létre hogy a kőzetlemezeket is elmozdítják. A felszínen található kőzetlemezek e rétegen sodródva – egymáshoz közeledve, ütközve, egymástól távolodva, vagy elcsúszva – képesek átrendezni az egész bolygó arculatát.

A Colorado fennsík esetében az óceáni lemez az Észak-Amerikai-lemez nyugati peremének ütközött, alábukott, és ezzel átformálta a földfelszínt. A kontinentális réteg az elkövetkező évmilliók során összepréselődött, megvastagodott, közben az óceáni lemez még lejjebb süllyedt, és kb. 65 millió évvel ezelőtt kiemelkedett a mai Colorado-fennsík. A tenger visszahúzódásával, több hegység és plató kiemelkedésével létrejött a ma ismert felszín. A kutatások szerint a teljes emelkedés kb. 1600 m lehetett, így történhetett meg, hogy az egykori őstenger feneke ma a kanyon felső peremén található.

A kanyon születése

A terület kiemelkedésekor a Grand Canyon még nem létezett. Egy másik természeti erő vette át a „szobrász” szerepét. A felszín mozgásai nem szűntek meg, a régió egyes részei tovább emelkedtek, és ezzel a Colorado folyó lejtése, valamint áramlásának sebessége is megnőtt. Minél gyorsabban áramlik a víz, annál több erőt képes kifejteni, és annál nagyobb méretű hordalék szállítására képes. A folyó által szállított sziklák és kövek vésőként működnek. Ahogy a sebes sodrású víz ide-oda dobálja őket, bevágnak a földfelszínbe, és elkezdődik a kanyonképződés. A Colorado folyó Grand Canyonon át vezető része 446 km hosszú, és ezalatt kb. 600 méter szintkülönbséget küzd le, amely egy folyó szempontjából meredeknek számít, így vize óriási erővel zúdul keresztül. A Colorado a legújabb kutatások szerint 6-7 millió év alatt vájta ki a kanyont. Ugye milyen hihetetlen, hogy egy folyó képes volt kettévágni a többszáz millió éves sziklákat?!

A Colorado folyó átlagosan 91 m átmérőjű és kb. 10-12 m mély, hozama pedig másodpercenként 12000-15000 köbláb (kb. kosárlabdaméret) között váltakozik. Esős időszakban ez akár 300000 köblábra is nőhet. Egyes kutatások úgy tartják, hogy az utolsó jégkorszak végén, a Sziklás-hegység gleccsereinek olvadásakor akár (másodpercenként) 1 millió köbláb mennyiségű víz is mozoghatott a folyó medrében. Ma már nincsenek ilyen drámai vízhozamváltozások, így az erózió lelassult, de nem állt meg.

Minden élet a folyóban gyökereszik

A folyó nemcsak pusztítani tudja a kőzeteket, hanem lenyűgöző módon építeni is képes őket. A kutatók a kanyon bizonyos pontjain napjainkban formálódó új kőzetekre bukkantak. Ezek a forrásmészkövek a szurdok legfiatalabb képződményei. Az ún. travertínók szén-dioxiddal telített vízből keletkeztek, és keletkeznek ma is a kanyon legalján. A szén-dioxid apró repedéseken át szivárog a Föld mélyéről a felszínre, feloldódik a vízben, elsavasítva és alkalmassá téve azt a mészkő oldására. Később elillan a vízből, melynek oldott kalcium-karbonát-tartalma kicsapódik, és minden, a víz útjába eső tárgyat beborít.

Az élet forrása a víz

Így vagy úgy, de a folyó vizének minden cseppje alakítja ezt a tájat. A víz azonban sokkal többet tesz a kőzetek pusztításánál és építésénél. Nélküle a mai növény- és állatvilág a túlélésért küzdene. A folyó vonzotta ide a terület első lakóit is. Amikor a Hualapai indiánok ősei kb. 7000 évvel ezelőtt megérkeztek a Grand Canyonba, a Colorado folyót az élet egyik legfontosabb forrásaként tisztelték. És igazuk volt! A kanyon, bár zordnak tűnik, mégis kb. 1500 növény-, 89 emlős-, rengeteg hüllő- és kétéltű-, közel 400 madár- és sok halfaj otthona, amelyek alkalmazkodtak a sivár körülményekhez: a tápanyagszegény talajhoz, a hatalmas hőmérséklet-ingadozásokhoz, a rendszeres sivatagi hőséghez és a néha előforduló hideghez is.

Copyright © 2022 
Szöveg: Gáspár Kata, Forrás: Grand Canyon Nemzeti Park kiadványai, Fotók: Gáspár Kata és Tüske Ágnes 
Minden jog fenntartva. 
A cikkben található minden kép és szöveg szerzői jogvédelem alatt áll, írásbeli engedély nélküli felhasználásuk, publikálásuk tilos.