Schon Charles Darwin rätselte über die „Great Unconformity“: Unterhalb der Gesteinsschichten aus dem Kambrium vor rund 540 Millionen Jahren liegen gut eine Milliarde Jahre ältere Schichten. Alles dazwischen fehlt – abgetragen durch eine urzeitliche Phase rapider und ungewöhnlich starker Erosion. Diese „große Lücke“ tritt besonders im Grand Canyon deutlich zutage: „Mehr als die Hälfte seiner zwei Milliarden Jahre alten Schichtenfolge fehlt“, erklären Thomas Gernon von der University of Southampton und seine Kollegen.
Was war die Ursache der „Great Unconformity“?
Doch die Ursache dieser „großen Lücke“ ist bis heute strittig. Einige Forschende sehen tektonische Prozesse wie den Zerfall des Urkontinents Rodinia vor 800 bis 717 Millionen Jahren oder die damit verknüpfte Gebirgsbildung als Hauptauslöser der Erosion. Andere halten dagegen die abtragende Kraft der Gletscher während der „Schneeball Erde“-Phase vor rund 717 Millionen Jahren für die Hauptursache. In dieser Zeit kühlte sich das Erdklima so stark ab, dass Meere zufroren und weite Teile der Erdoberfläche vergletscherten.
Gernon und sein Team könnten nun eine Erklärung gefunden haben, die beide Ansätze vereint. „Die Debatte um die große Lücke erzwingt es scheinbar, sich zwischen Tektonik und Vergletscherung als Ursache zu entscheiden. Aber unserer Ansicht nach ist dies eine falsche Dichotomie“, erklären sie. Für ihre Studie hatten die Forschenden geologische Daten und ein auf die Entwicklung von Landschaften spezialisiertes Modell genutzt, um die tektonischen Ereignisse in Nordamerika vor 800 bis 700 Millionen Jahren zu rekonstruieren.
Mega-Steilhang durch ganz Nordamerika
Dabei zeigte sich: „Nach Beginn des Rodinia-Zerfalls entwickelte sich in den Modellen eine steile Schichtstufe, flankiert von einem Hochplateau“, berichten die Geologen. Durch Turbulenzen unterhalb der Erdkruste und die Bewegungen der Erdplatten hob sich der Untergrund parallel zur neu aufreißenden Plattengrenze mehrere Kilometer in die Höhe. „Auch das Grundgestein des Grand Canyon wurde als Teil dieser durch Riftprozesse erzeugten Steilstufe angehoben“, schreibt das Team.
