I geologi hanno risolto il mistero della scomparsa dalle testimonianze geologiche, milioni di anni fa, di uno dei corsi d’acqua più importanti del Nord America: il fiume Colorado. Uno studio pubblicato sulla rivista Science dimostra che il fiume, nel corso di alcuni milioni di anni, è confluito in un lago a monte, per poi probabilmente sfociare per la prima volta nel Grand Canyon. Questo evento ha segnato la trasformazione del fiume Colorado in un fiume di portata continentale, mentre si dirigeva verso il Golfo di California. “Per certi versi, si potrebbe davvero considerare questo evento come la nascita del fiume Colorado come lo conosciamo oggi“, ha affermato il primo autore dello studio, il geologo dell’UCLA John He. “Ci sono fiumi ovunque, ma un fiume che trasporta acqua e sedimenti attraverso il continente collega la vita in tutta la regione, e l’intero ecosistema è probabilmente cambiato in seguito all’arrivo del fiume Colorado nel bacino”.
La scoperta, basata sull’analisi di campioni di arenaria, integra le prove paleontologiche, come i fossili di pesci, che suggeriscono che la vita abbia iniziato a integrarsi in un ecosistema completo in tutto il bacino del fiume Colorado durante questo capitolo nascosto della sua storia.
Come e quando il fiume Colorado raggiunse il Grand Canyon?
Il fiume Colorado esisteva nel Colorado occidentale 11 milioni di anni fa e uscì per la prima volta dal Grand Canyon circa 5,6 milioni di anni fa. Ma come abbia percorso il territorio tra i due punti per circa 5 milioni di anni è rimasto un mistero. Ora, nuove prove suggeriscono che formasse una pozza appena a est del Grand Canyon, in quella che oggi è parte della Nazione Navajo, prima di tracciare un percorso a valle che alla fine lo condusse al Golfo di California circa 5 milioni di anni fa.
Il Grand Canyon è stato scavato in più fasi nel corso di un lungo periodo di tempo, ma quando e in che misura il fiume Colorado lo abbia inciso rimane oggetto di dibattito tra i geologi. “I geologi hanno proposto oltre una dozzina di ipotesi sulla formazione del canyon e sul corso del fiume Colorado”, ha affermato il coautore John Douglass, geologo del Paradise Valley Community College.
Un ostacolo sul percorso dell’antico fiume è l’Arco di Kaibab, un punto topografico elevato situato tra l’Arizona settentrionale e lo Utah meridionale. I geologi hanno proposto diversi scenari su come il fiume lo abbia attraversato, ma una teoria resa più plausibile dalle nuove prove è quella dello straripamento di un lago. In questo scenario, il fiume Colorado avrebbe riempito un lago per poi uscirne e proseguire il suo corso fino al Grand Canyon.
“Altri processi, come il carsismo, che comporta il trasporto dell’acqua attraverso la roccia, e l’erosione regressiva, potrebbero aver contribuito alla formazione del corso del fiume“, ha spiegato l’autore corrispondente Ryan Crow, dell’US Geological Survey. “Alcuni tratti sono stati probabilmente scavati di recente, mentre altri sarebbero stati significativamente approfonditi dal fiume Colorado, che nel corso di milioni di anni aveva integrato il suo corso”.
Il Lago Bidahochi
La collaborazione è iniziata quando He, Douglass ed Emma Heitmann dell’Università di Washington si sono incontrati sul campo mentre studiavano i depositi residui del Lago Bidahochi, un antico lago situato nel territorio della Nazione Navajo. La maggior parte dei depositi di questo enigmatico lago è andata perduta a causa dell’erosione, quindi nessuno sa quanto fosse grande. I geologi non sapevano nemmeno quali fiumi alimentassero il lago, né perché il Lago Bidahochi fosse infine scomparso.
Per capire da dove provenissero i sedimenti del Lago Bidahochi, He ha cercato zirconi nell’arenaria che avevano raccolto. Gli zirconi sono cristalli microscopici che si formano nel magma in raffreddamento. Non si degradano né si modificano molto nel tempo e quindi contengono un’accurata impronta geochimica del momento in cui si sono formati. Lo zircone si trova nel granito e in altre rocce vulcaniche, quindi è presente in abbondanza in molti sedimenti dopo l’erosione delle rocce di origine.
I geologi hanno sviluppato una tecnica chiamata geocronologia dello zircone detritico, che utilizza laser o fasci ionici per misurare i rapporti degli isotopi di uranio e piombo in centinaia di zirconi presenti in un campione. L’età e la storia uniche di ogni zircone possono quindi essere ricostruite per risalire alle origini di un sedimento e stimarne il periodo di deposizione. Lo spettro di età derivato da centinaia di zirconi in un campione è chiamato “firma detritica”.
“Gli zirconi sono tra i frammenti più antichi della Terra”, ha affermato He. “Sono come piccole camere del tempo e, analizzando l’età e la firma geochimica degli zirconi, possiamo risalire all’origine di un sedimento trasportato da un fiume”.
Stava studiando le firme degli zirconi detritici dei campioni che aveva raccolto quando, con sua sorpresa, ha rilevato quella che pensava essere la firma di sedimenti noti per essere stati depositati dal fiume Colorado. Quando ne ha parlato con Douglass, il suo collega ha detto che era esattamente ciò che lui, Crow e alcuni suoi colleghi dell’US Geological Survey stavano cercando contemporaneamente.
I ricercatori hanno collaborato con i geologi dell’USGS e con i colleghi dell’Arizona Geological Survey, dell’Università dell’Oklahoma e dell’Università di Washington. Insieme, hanno confrontato le caratteristiche detritiche di migliaia di zirconi presenti nella sabbia raccolta da He e dai suoi coautori con quelle di altri depositi noti dell’antico fiume Colorado e di alcune altre possibili fonti.
I risultati
I risultati hanno mostrato che le caratteristiche dei sedimenti depositati circa 6,6 milioni di anni fa nel Lago Bidahochi corrispondevano strettamente a quelle di altri depositi del fiume Colorado a monte e a valle, inclusa la formazione di Browns Park nel nord dello Utah e del Colorado. Lo studio degli strati rocciosi sul campo risalenti a questo periodo ha rivelato segni di increspature, indicative di un fiume impetuoso che sfociava in acque stagnanti, e fossili di grandi specie ittiche caratteristiche di acque a scorrimento rapido.
Queste prove indicano chiaramente che il fiume Colorado forniva acqua e sedimenti al bacino di Bidahochi prima di straripare e iniziare a scorrere attraverso il Grand Canyon. Ciò ha gettato le basi per il possente fiume Colorado che ha scavato gran parte del Grand Canyon e da cui dipende gran parte dell’Ovest americano per l’approvvigionamento idrico.
“Credo ci sia qualcosa di unico e inquietante nel vedere la storia del pianeta dispiegarsi davanti ai nostri occhi, senza che riusciamo a comprenderla appieno. Abbiamo sempre saputo che il Grand Canyon esiste, questa solida e imponente parete rocciosa, ma ogni giorno impariamo qualcosa di più su come si è formato”, ha affermato He.
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