A Grand-kanyon története 3. rész – A kanyon

A folyók ereje
A Coloradónál léteznek nagyobb folyók is az Egyesült Államokban, amelyek nem ástak ilyen mélyre. Észak-Amerika legnagyobb és leghosszabb a Mississippi. Minnesotai forrásától közel 4000 kilométert tesz meg Mexikói-öbölbeli torkolatáig. Vízhozama tízszerese a Coloradóénak. Mindezek ellenére a Mississippinek nincs Grand-kanyonja. Nyilvánvalóan nem a vízhozam az egyetlen tényező. Valami másban rejlik a Colorado folyó hatalmas pusztító ereje.

A Colorado a Sziklás-hegységben születik – 2700 méteres tengerszint feletti magasságban. Átlagos esése 190 centiméter kilométerenként. A Mississippi ezzel szemben Minnesotában körülbelül 460 méteres magasságban kezdi utazását, amely során alig 20 centimétert esik kilométerenként. Bár a Mississippinek tízszer akkora a vízhozama, eróziós képessége, kisebb esése miatt elmarad a Coloradóétól.

Minden folyó lefelé törekszik. Ez a gravitáció aranyszabálya. Két folyó szállíthat azonos mennyiségű vizet, de minden egyes fok plusz esés egy százalék energianövekedést ad a meredekebb futású folyónak. A bevágódás mélysége és sebessége az alapkőzet minőségétől is függ. A kemény kőzetek, mint például a gránit, sokkal ellenállóbbak, ezért ezekbe a folyó keskeny szurdokot vés. Az agyagpalához hasonló puhább kőzetekkel viszont a víz könnyen elbánik, így széles kanyonokat alakít ki bennük. Puha kőzet esetén a kanyon falai könnyen erodálódnak, így a völgy szélesedik.

A kanyon kivésődése
Joel Pederson, a Utahi Egyetem geomorfológusa arra volt kíváncsi, hogy a folyó miként faragta ki a kanyonfalakat. Az általa gyűjtött információk következtetni engednek a folyó történetének egyes epizódjaira; a romboló szakaszok között ugyanis építő, hordaléklerakó periódusok is voltak. Pederson a kanyon eróziójának a sebességét kutatja. Az általa használt módszert lumineszcens kormeghatározásnak hívják. A módszer a kőzetek korának megállapításához a fényt használja. Olyan anyagokon alkalmazható, amelyek kvarcot vagy földpátot tartalmaznak, és eltemetődésük óta nem kaptak fényt. Az üledék vastagodásával a szemcsék fokozatosan elzáródnak a napfénytől. Pederson azt a lumineszcens jelmennyiséget méri, amit a minták fény hatására kibocsátanak. A módszer mérési tartománya néhány száztól több százezer évig terjed.

Olyan mintákat gyűjtenek, amelyek leülepedésük óta nem kaptak fényt. A fémcsővel elkerülhetik, hogy a minták fényt kapjanak. Ha megvannak a minták, beviszik őket a laborba. A laboratóriumban a kutatók speciális hullámhosszú fénynek teszik ki az ősfolyó által lerakott üledéket. Ez az energia gerjeszti a minták elektronjait, amelyek egy része, fény formájában leadja tárolt energiáját. A kutatók ezt az apró jelet mérik. Minél erősebb a mintákból érkező jel, annál hosszabb időt töltöttek eltemetve. A módszer azt mondja meg nekünk, hogy hány éve következett be az a pillanat, amikor a folyó lerakta az üledékét; hol volt az a pont, amikor a minta eltemetődött, és nem kapott fényt többé.

Amikor Pederson a folyó egész hosszában megmérte a bevágódási sebességet, váratlan felfedezést tett. A 286. folyamkilométernél a kanyon mélysége mérséklődött. Történt valami, ami lecsökkentette a folyó bevágódási erejét. Lehet, hogy a folyó erővesztésének az oka valamely felszín alatti változásban keresendő? Ez izgalmas rejtély volt, amely a kutatókat nem hagyta nyugodni.

A Channel ajánlata: Mindennapi tudomány – Grand-kanyon A Grand Canyonra sokan a Föld egyik leglátványosabb természeti képződményeként tekintenek. Bár az elmúlt száz évben a geológusok úgyszolván minden négyzetméterét átvizsgálták, a függőleges falú völgy máig számtalan földtani rejtélyt tartogat az utókornak. Annál is inkább, mert aki pontosan fel tudja tárni a fejlődéstörténetét, az az egész észak-amerikai kontinens múltjának megismerése felé nagy lépést tesz.

3 és fél millió évvel ezelőtt a Colorado-fennsík megrepedt, és a kanyonon keresztül megnyílt egy mély hasadék: a Torroweap-törés. A törésvonal menti tektonikus mozgások hatására a plató nyugati része lassan megsüllyedt, aminek eredményeképpen, a rajta folyó Colorado bevágódási energiája lecsökkent. A kutatók megtalálták a választ: a folyó ugyanaz maradt, de a fennsíknak a töréstől nyugatra eső része megsüllyedt, megfosztva a vizet bevágó erejének egy részétől.

A Colorado a kanyon kifaragásával remekművet alkotott. A folyó nagy pusztítást végzett a fennsíkban. Az elmúlt 4 és fél millió évben több mint 3200 köbkilométernyi kőzetet vájt ki a helyéről. Akkora szakadékvölgyet hozott létre, amelyet a Föld valamennyi folyóvize is csak egyharmadáig töltene meg.

Új képződmények
De a folyó alkotni is tud. Nemcsak pusztítani tudja a kőzeteket – lenyűgöző módon építeni is képes őket. A tudósoknak sok fejtörést okoz egy kőzetfajta, amely ma is folyamatosan növekszik a kanyon belsejében. A kutatók a kanyon bizonyos pontjain, napjainkban formálódó új kőzetekre bukkantak. Ezek nem mások, mint a forrásmészkövek, a kanyon legfiatalabb képződményei. Ezek a travertinók szén-dioxiddal telített vízből keletkeztek – és keletkeznek ma is a kanyon legaljában. A szén-dioxid a Föld mélyéről származik. Apró repedéseken át szivárog fel a felszínre. Ott feloldódik a vízben, elsavasítja azt, és alkalmassá teszi a mészkő feloldására. Később a szén-dioxid megszökik a vízből, amelynek hatására úgy bugyborékol, mintha szóda lenne. A gáz elillanásával a vízben oldott kalcium-karbonát kicsapódik, és minden, a víz útjába eső tárgyat beborít. Egyes helyeken kő-vízeséseket alkot, máshol gallyakat és ágakat von be. Ezek csak apró példák azokra a travertinó-bevonatokra, amelyek a faágaktól a kavicsokig minden tárgyon megjelennek a folyómederben. A mész bizonyos helyeken hatalmas padokká hízik, amelyek azonnal kőzetté válnak.

Az élet forrása
Ilyen vagy olyan módon, a folyó vizének minden cseppje alakítja ezt a tájat. De a víz sokkal többet tesz a kőzetek pusztításánál és építésénél. Nélküle a mai növény- és állatvilág a túlélésért küzdene. És szintén a folyó volt az, ami a terület első benépesítőit idevonzotta.

Amikor a hualapaik ősei körülbelül 7000 évvel ezelőtt megérkeztek a Grand-kanyonba, a Colorado folyót az élet egyik legfontosabb forrásaként tisztelték. És ma is az. Itt minden élet a folyóban gyökerezik. A kanyon számukra olyan dolog, amelynek megőrzéséért a hualapaik ősei keményen harcoltak. Mert tisztában voltak a fontosságával. Azt szeretnék, ha továbbra is fenntarthatnák természetes állapotát, és természetes szépségét.

A kanyon mai látogatóit éppúgy megigézi, mint Amerika őslakosait több száz évvel ezelőtt. Ez a világ egyik természeti csodája. Egy természetes szoborcsoport, amely az őt kialakító gigantikus erőknek állít emléket. A történet 1, 7 milliárd évvel ezelőtt kezdődött. Lerakódott a kanyon falait képező vízszintes fekvésű, réteges szerkezetű üledék. Kiemelkedett a fennsík, amelybe mélyen belevágják magukat a folyók. Azt senki sem tudja, hogy a terület mennyit fog még emelkedni, azonban ha a folyó folytatja megkezdett munkáját, a Grand-kanyon szép jövő előtt áll. Aki tehát úgy gondolja, hogy ez egy „Nagy-kanyon”, még semmit sem látott. Jöjjön vissza egy- vagy kétmillió év múlva, és a kanyon valószínűleg még mélyebb lesz, falai pedig éppoly meredeken merednek majd az égnek, mint ma. Az idő a Grand-kanyonnak dolgozik.

A cikksorozat előző részei: