By Mary Gavan and Dave Wegner
The mighty Colorado River begins its journey from a trickle of water high in the Rocky Mountains of Colorado. Before reaching its final destination, the Sea of Cortez in northwestern Mexico, it travels a distance of more than 1,400 miles. Tijdens zijn reis doorkruist de rivier bijna 2 miljard jaar geologische geschiedenis van de aarde en vertegenwoordigt drie verschillende geologische provincies (de Rocky Mountain, Colorado Plateau en Basin and Range provincies).
Om de fysieke Colorado rivier van vandaag te begrijpen moeten we een stap terug doen in de geologische tijd en de gebeurtenissen onderzoeken die de basis hebben gelegd voor de vorming van de huidige Colorado rivier en twee van zijn belangrijkste zijrivieren (de Green en San Juan rivieren). Eerst een paar woorden over geologische tijd.
Het belangrijkste punt om te onthouden is dat de geologische evolutie van het bekken van de Colorado River miljoenen jaren heeft geduurd en veel geologische processen omvatte.
70 tot 40 miljoen jaar geleden, Toen de tektonische platen de westelijke rand van Noord-Amerika onderduikten, vond in het binnenland een grote bergvorming plaats doordat de aardkorst door de krachten eronder werd opgestuwd. Dit staat bekend als de Laramide Orogenese. Deze gebeurtenis veroorzaakte vervorming (knikken van de aardkorst) van de aardkorst, waardoor bergketens omhoog werden geduwd, bekkens werden gevormd en wijdverbreid vulkanisme in het westen van de Verenigde Staten ontstond. Door de vervorming die door de Laramide Orogenese werd veroorzaakt, werden de Rocky Mountains bijna 1000 mijl landinwaarts van de grens van de subductiezone opgeheven. Deze gebeurtenis leidde uiteindelijk ook tot de opheffing van het Colorado Plateau, hoewel over het algemeen wordt aangenomen dat het tijdstip van de opheffing later viel.
Een interessant verschijnsel met betrekking tot het Colorado Plateau is dat het gebied slechts matige deformatie onderging tijdens dezelfde gebeurtenis die de Rocky Mountains ophief, waardoor het grotendeels onvervormd bleef. Om deze reden is het sedimentgesteente op het plateau over het algemeen vlakliggend.
Toen het ontstaan van de Colorado River begon, werden de brongebieden voor de twee belangrijkste zijrivieren, de Green en San Juan Rivers, ook gevormd aan de randen van de Rocky Mountain Province. Voor de Green River ontstond het Wind River-gebergte in het huidige midden van Wyoming, terwijl het San Juan-gebergte oprees in de zuidwestelijke hoek van de huidige staat Colorado. Beide gebergten bestaan uit stollingsgesteente (van vulkanische oorsprong). De drie grote rivieronderdelen van de Colorado rivier vinden hun bron hoog in de bergen en in stollingsgesteenten en metamorfe gesteenten.
Toen de brongebieden voor de rivieren eenmaal waren opgeheven, begon erosie in de vorm van gletsjers en neerslag (regen) het land af te snijden. Hoe ontstaat een rivier? Als het water bergafwaarts stroomt, snijden de kracht van het water en de slijtage van het sediment dat het met zich meedraagt, in de bodem en vormen zo geulen. Naarmate kanalen bergafwaarts stromen, smelten zij samen in laaggelegen gebieden, waar zij grotere beken en rivieren worden. Uit een stroompje water ontstaat een rivier.
Tijdens de afgelopen twee miljoen jaar van de geschiedenis van de aarde is in dit gebied ijstijd opgeschoten. Restanten van deze vroegere gletsjers zijn vandaag de dag nog aanwezig in de vorm van U-vormige valleien en keteldalen, en vormen het schilderachtige en dramatische landschap in Rocky Mountain National Park.
De Laramidische bergbouw heeft een spoor van hard, dicht en duurzaam gesteente achtergelaten, bestaande uit zowel stollingsgesteente als metamorf gesteente. De aard van dit soort gesteente en het effect dat erosie erop heeft, is vermeldenswaard. Hard, dicht en duurzaam gesteente is beter bestand tegen erosie en breekt in vergelijking met sedimentair gesteente langzaam af. Het is zelfs zo langzaam, dat als een rivier er doorheen stroomt, er weinig sediment ontstaat of wordt opgepikt en stroomafwaarts wordt meegevoerd, waardoor de rivier meestal helder is.
Als de Colorado River uit de Rocky Mountain Province komt, stroomt hij vanaf zijn bovenloop naar het zuidwesten en komt in een ander geologisch gebied, de Colorado Plateau Province. Vanaf dit punt stroomt de rivier door voornamelijk sedimentair gesteente met af en toe wat stollingsgesteente en metamorfische materialen.
Punt van context, de Rocky Mountain Province ontwikkelde zich 70 tot 40 miljoen jaar geleden. Vóór twee miljard jaar geleden bestond het Colorado Plateau echter nog niet eens. Een enorme geologische gebeurtenis vond ongeveer 1750 miljoen jaar geleden plaats, toen een groep vulkanische eilanden de zuidelijke grens van Noord-Amerika naderde en een botsing veroorzaakte. Tijdens deze botsing lag de blootgelegde zuidgrens van Noord-Amerika in de buurt van het huidige Utah en het zuiden van Wyoming. Tijdens dit proces werd nieuwe continentale korst aan het continent toegevoegd, die uiteindelijk het kristallijne basisgesteente en de basis voor het huidige Colorado Plateau zou worden. Sommige van de diepste ravijnen op het plateau leggen dit oude gesteente bloot, dat zowel uit stollingsgesteente als uit metamorf gesteente bestaat.
Erosie ging weer aan het werk en gedurende miljoenen jaren sleet het basement het gesteente af tot een vlakke ondergrond. Zeshonderd miljoen jaar geleden lag het oppervlak dicht bij zeeniveau, waardoor er ruimte ontstond voor de opeenhoping van sedimenten.
Het Colorado Plateau vertoont laag na laag schitterend gekleurd sedimentgesteente. Deze sedimentlagen zijn afgezet in een tijd dat de tektonische activiteit tussen de oceaan en het continent 525 tot 381 miljoen jaar geleden was gestopt. De zeeën dompelden het gebied periodiek onder, waarbij lagen kalksteen en zand aan de kust werden afgezet, wat uiteindelijk zandsteen opleverde. Periodiek trokken de zeeën zich terug, waardoor erosie van oudere afzettingen kon plaatsvinden en door de wind opgeblazen zand uit blootgelegde gebieden kon opstuiven. Ongeveer 250 miljoen jaar geleden werd de tektonische activiteit hervat toen het supercontinent Pangea werd gevormd. Toen dit gebeurde, nam de afzetting van mariene sedimenten af en overheersten uitgestrekte zandduingebieden de regio.
Als de Colorado rivier de huidige noordwestelijke grens van Arizona en Nevada nadert, verlaat zij het Colorado Plateau, en komt zij in de laatste geologische provincie van de rivier, de Basin and Range Province.
De Basin and Range Province begon zich ongeveer 20 miljoen jaar geleden te ontwikkelen. De oorzaak van deze verstoring is onder onderzoekers zeer omstreden. Eén mogelijkheid is dat de spanning in de aardkorst, mogelijk ontstaan als gevolg van een verandering in de tektonische activiteit in het westen, zich heeft uitgerekt en verdund, en op sommige plaatsen heeft geresulteerd in een opheffing tot wel twee keer de oorspronkelijke breedte van de korst. Deze geologische uitrekking en verlenging splitste het gebied, wat resulteerde in naar beneden gedaalde bekkens en smalle, langgerekte bergketens. De topografie werd door Clarence Dutton (een geoloog aan het eind van de 19e eeuw) gekarakteriseerd als een “leger van rupsen dat naar Mexico marcheert”.
Op den duur werden de bergketens onderworpen aan uitgebreide verwering en erosie, waardoor deze bekkens met sediment werden gevuld. Deze met sediment gevulde bekkens zijn vandaag de dag de vlakke, droge woestijnen die in het westen van de Verenigde Staten steeds weer worden afgewisseld door bergketens. De Colorado rivier stroomt door deze woestijnen van de Basin and Range Provincie op haar reis naar haar natuurlijke eindpunt, de Zee van Cortez.
We hebben in deze paar paragrafen onderzocht hoe het bekken van de Colorado rivier is ontstaan en welke krachten hebben geholpen om deze regio te vormen tot het landschap en de rivieren die we vandaag de dag zien. Nu kan men zich afvragen: “Wanneer werd de Colorado River een doorgaande rivier?”
Het oprijzen van de Rocky Mountains door de Laramide Orogenese, 70 tot 40 miljoen jaar geleden, creëerde een verhoogd platform waar canyons konden ontstaan (denk eraan dat een rivier een hoogteverschil nodig heeft zodat het water van hoog naar laag kan stromen). Toen de bergen eenmaal hoog waren, leidde het naar beneden stromende water tot langdurige perioden van erosie, waardoor ravijnen ontstonden en sedimenten stroomafwaarts werden getransporteerd. In het geval van de Colorado rivier is het nog steeds een onderwerp van discussie waar en wanneer deze een andere stroom(men) heeft veroverd. De meeste onderzoekers zijn het er echter over eens dat de Colorado River minstens 6 miljoen jaar geleden een rivier was die van de Rocky Mountains naar de huidige Grote Oceaan stroomde.
Een belangrijk aspect van het verhaal van de Colorado River is dat het gesteente van zee- en woestijnoorsprong in het bekken van de Colorado River een immense hoeveelheid sediment oplevert. Veel van dat sediment wordt tegenwoordig door stuwdammen vastgehouden en op andere plaatsen wordt het onderweg in de riviergeul en in de uiterwaarden vastgehouden. Onder natuurlijke omstandigheden zal het geproduceerde sediment stroomafwaarts stromen, helemaal tot aan de Zee van Cortez. Dat zal het onderwerp zijn van een toekomstige discussie.