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. Under sin färd genomkorsar floden nästan 2 miljarder år av jordens geologiska historia och representerar tre olika geologiska provinser (Rocky Mountain, Colorado Plateau och Basin and Range Provinces).
För att förstå dagens fysiska Coloradofloden måste vi ta ett steg tillbaka i geologisk tid och utforska de händelser som lade grunden för bildandet av dagens Coloradofloden och två av dess viktigaste bifloder (Green River och San Juan River). Först ett par ord om geologisk tid.
Den viktigaste punkten att komma ihåg är att den geologiska utvecklingen av Coloradoflodbäckenet skedde under miljontals år och omfattade många geologiska processer.
70 till 40 miljoner år sedan, När de tektoniska plattorna subducerade (dök under) Nordamerikas västra rand, inträffade ett stort bergsbygge i inlandet när jordskorpan pressades upp av krafterna under den. Detta är känt som Laramid-rogenesen. Händelsen gav upphov till deformation (böjning av jordskorpan) av jordskorpan, vilket höjde bergskedjor, bildade bassänger och skapade utbredd vulkanism i västra USA. Deformationen som orsakades av Laramid-rogenin lyfte upp Rocky Mountains nästan 1 000 mil inåt landet från subduktionszonens gräns. Denna händelse ledde också i slutändan till att Coloradoplattan lyftes upp, även om tidpunkten för upphöjningen i allmänhet anses ha inträffat senare.
Ett intressant fenomen med anknytning till Coloradoplattan är att området endast utsattes för en måttlig deformation under samma händelse som upphöjde Klippiga bergen, vilket gjorde att det i stort sett förblev odeformerat. Av denna anledning är de sedimentära bergarterna på platån generellt sett flacka.
När Coloradoflodens tidiga dagar började bildades källområdena för de två viktigaste bifloderna, floderna Green och San Juan, också i utkanterna av Rocky Mountain-provinsen. När det gäller Green River växte Wind River Range fram i dagens centrala Wyoming, medan San Juan Mountains växte fram i det sydvästra hörnet av den nuvarande delstaten Colorado. Båda dessa bergskedjor består av magmatisk (vulkanisk) bergart. Alla de tre stora flodkomponenterna i Coloradofloden har sina källor högt upp i bergen och i magmatiska och metamorfa bergarter.
När flodernas källområden lyftes upp, började erosion i form av glaciärer och nederbörd (regn) att skära bort marken. Hur bildas en flod? När vattnet rinner nedåt, skär vattnets kraft och nötningen från de sediment som det bär med sig in i marken och bildar kanaler. När kanalerna rinner nedåt går de samman i låglänta områden, där de blir till större bäckar och floder. Från en rännil av vatten föds en flod.
Under de senaste två miljoner åren av jordens historia har glaciationen avancerat i denna region. Rester av dessa tidigare glaciärer finns kvar idag i form av U-formade dalar och cirklar, som bildar det natursköna och dramatiska landskapet i Rocky Mountain National Park.
Den laramidiska bergsbyggnadshändelsen lämnade efter sig ett spår av hårda, täta och hållbara bergarter, som består av både magmatiska och metamorfa bergarter. Karaktären av denna typ av sten och den effekt som erosionen har på den är värd att notera. Hård, tät och hållbar sten är mer motståndskraftig mot erosion och bryts ner långsamt i jämförelse med sedimentär sten. Faktum är att den är så långsam att när en flod rinner genom den skapas lite sediment eller tas upp och transporteras nedströms, vilket gör att floden för det mesta är klar.
När Coloradofloden kommer ut ur Rocky Mountain-provinsen rinner den mot sydväst från sitt källflöde och kommer in i ett annat geologiskt område, Coloradoplateau-provinsen. Från och med denna punkt flyter floden genom huvudsakligen sedimentära bergarter med enstaka fickor av magmatiska och metamorfa material.
Sammanfattning: Rocky Mountain-provinsen utvecklades för 70 till 40 miljoner år sedan. Före två miljarder år sedan existerade dock inte Coloradoplatån ens. En enorm geologisk händelse inträffade för cirka 1 750 miljoner år sedan när en grupp vulkaniska öar närmade sig Nordamerikas södra gräns och orsakade en kollision. Under denna kollision var Nordamerikas exponerade södra gräns nära nuvarande Utah och södra Wyoming. Ny kontinentalskorpa lades till kontinenten under processen som slutligen skulle bli den kristallina grundberggrunden och grunden för dagens Coloradoplateau. Några av de djupaste ravinerna på platån avslöjar denna uråldriga sten, som består av både magmatisk och metamorf sten.
Erosionen började arbeta igen och under miljontals år slet grundberget ner till en platt yta. För 600 miljoner år sedan var ytan nära havsnivån, vilket gav utrymme för ansamling av sediment.
Coradoplatån visar upp lager på lager av briljant färgade sedimentära bergarter. Dessa lager av sediment avlagrades under en tid då den tektoniska aktiviteten hade upphört mellan havet och kontinenten för 525 till 381 miljoner år sedan. Haven översköljde regelbundet regionen och bidrog med lager av kalksten och sandavlagringar nära kusten som till slut resulterade i sandsten. Periodvis drog sig haven tillbaka, vilket möjliggjorde erosion av äldre avlagringar och framryckning av vindblåst sand från exponerade områden. För cirka 250 miljoner år sedan återupptogs den tektoniska aktiviteten när superkontinenten Pangea bildades. När detta inträffade minskade avlagringen av marina sediment och stora områden med sanddyner dominerade regionen.
När Coloradofloden närmar sig den nuvarande nordvästra gränsen mellan Arizona och Nevada, lämnar den Coloradoplatån och går in i flodens sista geologiska provins, Basin and Range-provinsen.
Basin and Range-provinsen började utvecklas för cirka 20 miljoner år sedan. Orsaken till denna störning är mycket kontroversiell bland forskarna. En möjlighet är att spänningar i jordskorpan, som eventuellt utvecklades som ett resultat av en förändring i den tektoniska aktiviteten i väster, sträckte sig och tunnades ut, och på vissa ställen resulterade det i en upphöjning så mycket som dubbelt så stor som jordskorpans ursprungliga bredd. Denna geologiska sträckning och utvidgning har delat upp regionen, vilket har resulterat i nedåtriktade bassänger och smala, långsträckta bergskedjor. Topografin karakteriserades av Clarence Dutton (en geolog i slutet av 1800-talet) som en ”armé av larver som marscherar mot Mexiko”.
Med tiden utsattes bergskedjorna för omfattande vittring och erosion som fyllde dessa bassänger med sediment. Dessa sedimentfyllda bassänger är i dag de platta, torra öknar som växlar med bergskedjor om och om igen i västra USA. Coloradofloden rinner genom dessa öknar i Basin and Range-provinsen på sin resa till sin naturliga slutstation, Cortezhavet.
Vi har i dessa få stycken undersökt en förklaring till hur Coloradoflodens bassäng uppstod och vilka krafter som bidrog till att forma denna region till det landskap och de floder som syns i dag. Nu kan man fråga sig: ”När blev Coloradofloden en genomgående flod?”
Den upphöjning av Klippiga bergen som skapades av Laramid-rogenesen för 70-40 miljoner år sedan skapade en höjdplattform där kanjoner kunde bildas (kom ihåg att en flod behöver en höjdskillnad för att vattnet ska kunna rinna från högt till lågt). När bergen höjde sig ledde vatten som flödade nerför dem till långa erosionsperioder som resulterade i bildandet av raviner och transport av sediment nedströms. När det gäller Coloradofloden är det fortfarande omdiskuterat var och när den tog emot ett eller flera andra vattendrag. De flesta forskare är dock allmänt överens om att Coloradofloden för minst 6 miljoner år sedan var en flod som flöt från Klippiga bergen till nuvarande Stilla havet.
En viktig aspekt av Coloradoflodens historia är att berggrunden av marint och ökenursprung i Coloradoflodbäckenet producerar en enorm mängd sediment. Mycket av detta sediment fångas i dag upp av dammar och på andra ställen fångas det upp längs vägen i flodfåran och i översvämningsområdet. Under naturliga omständigheter kommer de producerade sedimenten att strömma nedströms, hela vägen till Cortezhavet. Detta kommer att stå i fokus för en framtida diskussion.