Theo nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc Đại học Colorado tại Boulder và Viện công nghệ California, bằng chứng địa chất học đã cho thấy hẻm núi Grand Canyon có thể đã xuất hiện từ rất lâu khi mà những con khủng long từng kéo lê thân hình nặng nề của chúng bên vách núi.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật xác định niên đại bằng phương pháp phóng xạ để chứng minh hẻm núi Grand Canyon đã được hình thành từ trên 55 triệu năm trước, trong khi mọi người trước đây vẫn cho rằng tuổi thọ của nó vào khoảng 40 đến 50 triệu năm. Các nhà nghiên cứu đã thu thập mẫu đất đá lấy từ hẻm núi và từ các cao nguyên xung quanh được bồi đắp gần ngang bằng với mực nước biển cách đây khoảng vài trăm triệu năm trước thời điểm khu vực này được nâng lên rồi bị xói mòn để tạo thành hẻm núi nổi tiếng ngày nay.
Bài viết về nghiên cứu được đăng tải trên số ra tháng 5 của tờ Geological Society of America Bulletin. Trợ lý giáo sư Rebecca Flowers ngành khoa học địa chất thuộc đại học Colorado – Boulder, kiêm tác giả chính và là nhà nghiên cứu hậu tiến sĩ từng làm việc tại Caltech – đã cộng tác với giáo sư địa chất Caltech Brian Wernicke và giáo sư địa hóa Caltech Kenneth Farley trong nghiên cứu.
Flowers cho biết: “Khi đất đá tràn vào bề mặt khu vực hẻm Grand Canyon, chúng nguội đi. Lịch sử quá trình nguội của lớp đất đá giúp chúng tôi tái tạo lại địa hình cổ đại, từ đó chúng tôi sẽ biết được Grand Canyon có lịch sử lâu đời hơn nhiều người trong chúng ta vẫn nghĩ”.
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc Đại học Colorado tại Boulder và Viện công nghệ California, hẻm núi Grand Canyon có tuổi thọ ngang bằng với loài khủng long. (Ảnh: Steven Pinker) |
Nhóm nghiên cứu tin rằng dạng nguyên thủy của hẻm Grand Canyon hình thành ở khu vực phía đông vào khoảng 55 triệu năm trước, sau đó liên kết với các phần khác vốn hình thành độc lập với nhau. “Đây là một bức tranh rất phức tạp vì các phần khác nhau của hẻm núi hình thành vào các thời điểm cũng khác nhau rồi sau đó mới kết hợp lại”.
Theo Flowers, sa thạch cổ đại trên vách núi chứa các hạt muối phosphat có tên apatit – gồm một lượng nguyên tố phóng xạ uran và thori giải phóng nguyên tử heli khi chúng phân rã. Với 3 yếu tố này cùng với dữ liệu về nhiệt độ trong lòng trái đất, nhóm nghiên cứu tính toán thời điểm các hạt apatit bám vào đất đá ở độ sâu một dặm – độ sâu tương đối của hẻm núi ngày nay – và thời điểm chúng nguội đi khi gần đến bề mặt trái đất do kết quả của hiện tượng xói mòn.
Các mẫu apatit lấy lớp đất đá tận cùng của đoạn Upper Granite Gorge thuộc hẻm Grand Canyon có niên đại tương đương với mẫu lấy từ cao nguyên gần đó. Wernicke cho biết: “Do mẫu apatit lấy từ hẻm núi và cao nguyên đều ở cùng độ sâu trong lòng trái đất vào khoảng 55 triệu năm trước, một hẻm núi có kích cỡ tương tự như ngày nay có thể đã tồn tại trước đó rất lâu, có lẽ từ tận thời điểm loài khủng long vào cuối kỉ phấn trắng cách đây 65 triệu năm”.
Theo bà Flowers, một trong những kết quả thú vị của nghiên cứu là bằng chứng thu được về sự xói mòn nhanh chóng của các cao nguyên cận kề hẻm Grand Canyon. Cũng giống Grand Canyon, mỗi cao nguyên lân cận bị xói mòn đến cả 1 dặm hoặc hơn. Những dòng suối nhỏ trên các cao nguyên đã mài mòn lớp đất đá; còn dòng sông Colorado cổ đại đã khắc tạc nên hẻm núi vĩ đại ngày nay.
Flowers phát biểu: “Nếu bạn đứng trên vách của hẻm Grand Canyon ngày nay thì đáy của hẻm núi cổ đại còn cao hơn cả đầu bạn, ăn vào những lớp đất đá đã bị bào mòn”. Dòng sông Colorado cổ đại hàng triệu năm trước đây dường như đã chảy ngược chiều.
Hẻm Zion Canyon (Ảnh: Mimuw.edu.pl)
Khi hẻm núi hình thành, có lẽ trông nó giống hẻm Zion Canyon cổ đại (sâu hơn nhiều so với ngày nay) xuyên qua cả địa tầng đại trung sinh từ 250 đến 65 triệu năm trước. Theo Wernicke, từ 28 đến 15 triệu năm trước quá trình xói mòn đã khiến hẻm núi được hình thành trở nên sâu hơn và các cao nguyên lân cận cũng thế, địa tầng đại trung sinh bị cuốn trôi lộ ra lớp đất đá đại cổ sinh mà ngày nay chúng ta quan sát được.
Nhiều người tin rằng hẻm Grand Canyon được một dòng sông cổ đại khắc chạm vào khoảng 6 triệu năm trước khi cao nguyên lân cận bắt đầu nâng lên từ mực nước biển đến độ cao 7.000 fit ngày nay. Phát hiện mới này đã được Flowers và cộng sự của bà trình bày trên GSA Bulletin, và hoàn toàn phù hợp với những bằng chứng mới đây của các nhà địa chất học khác nhờ sử dụng kĩ thuật xác định niên đại bằng phóng xạ. Những bằng chứng đó cho thấy hẻm Grand Canyon lâu đời hơn các nhà khoa học từ lâu vẫn nghĩ.
Quỹ khoa học quốc gia và Caltech đã tài trợ cho nghiên cứu.