Der westliche Teil des Grand Canyon ist vermutlich um die 70 Millionen Jahre alt – und damit mehr als 60 Millionen Jahre älter als bisher angenommen. Das zeigt eine neue Analyse eines amerikanischen Forscherteams, das mehrere Gesteinskörnchen vom Grund der bis zu 1.800 Meter tiefen Schlucht untersucht hat. Demnach entstand die knapp 450 Kilometer lange Formation nicht als Ganzes, sondern in mindestens zwei Stufen: Der östliche Teil bildete sich offenbar -wie von den meisten Modellen vorhergesagt – vor circa sechs Millionen Jahren aus einem sehr viel kleineren, älteren Einschnitt. Der westliche existierte dagegen mit nahezu seiner jetzigen Tiefe bereits zu Zeiten der Dinosaurier. Erst später vereinigten sich die beiden Schluchten dann, berichten Rebecca Flowers von der University of Colorado in Boulder und ihr Kollege Kenneth Farley vom California Institute of Technology im Fachblatt „Science“.
Belege für tatsächliches Alter spärlich
Zur Entstehungsgeschichte des Grand Canyon, der sich im Norden des US-Bundesstaates Arizona über eine Länge von 450 Kilometern und eine Breite von bis zu 29 Kilometern erstreckt, gibt es diverse Theorien. Sie basieren unter anderem auf Untersuchungen von Ablagerungen in Höhlen oder Vulkangestein aus den steilen Hängen der Schlucht. Nach der am weitesten akzeptierten These bildete sich die riesige Schlucht, als sich ein Vorläufer des Colorado Rivers vor etwa sechs Millionen Jahren aufgrund von Höhenverschiebungen ein neues Bett suchte und sich dabei in das Colorado Plateau eingrub. Allerdings legen den Forschern zufolge manche Daten nahe, dass zumindest Teile der Schlucht sehr viel älter sein könnten und dass die heutige Vertiefung zudem ursprünglich aus mehreren Segmenten bestand, die sich nach und nach vereinigten.
Die neuen Daten stützen ebenfalls eine solche schrittweise Entstehungsgeschichte. Flowers und Farley hatten dazu Apatit-Körnchen aus verschiedenen Teilen des Grand Canyons untersucht. Dieses Mineral zeichnet eine Art Temperatur-Tagebuch auf. Das Prinzip dahinter: Wenn natürlich vorkommendes radioaktives Uran zu Thorium zerfällt, entsteht dabei Helium. Passiert das tief unter der Erdoberfläche, wo die Temperaturen relativ hoch sind, bleibt dieses Helium nicht im Gestein enthalten, sondern gast aus. Je näher die Körnchen jedoch der Oberfläche kommen, zum Beispiel, weil ein Fluss die oberen Gesteinsschichten abträgt, desto weniger Helium geht verloren. Unterhalb von 30 Grad Celsius schließlich bleibt nahezu das gesamte Gas im Stein eingeschlossen. Aus dem Verhältnis von Uran, Thorium und Helium lässt sich daher ablesen, zu welcher Zeit das Körnchen welcher Temperatur ausgesetzt war.
Bereits vor 70 Millionen Jahren tiefer westlicher Einschnitt
Das Gestein aus dem östlichen Grand Canyon erlebte offenbar erstmals vor etwa 55 Millionen Jahren eine plötzliche Abkühlung, was auf einen ersten Einschnitt hindeutet, zeigten die Daten. Diese frühe Schlucht war jedoch vergleichsweise flach, der Hauptteil der heutigen Formation entstand hier tatsächlich vor knapp sechs Millionen Jahren, wie von den Modellen vorhergesagt. Im Westen sah das jedoch anders aus: Hier gab es vor 70 Millionen Jahren eine drastische Abkühlung des Gesteins bis nahezu zum Grund des heutigen Canyons. Daher müsse der Einschnitt bereits vor 70 Millionen Jahren fast seine heutige Tiefe erreicht haben, interpretieren die Forscher – es können maximal wenige Hundert Meter gefehlt haben.
Obwohl Studienleiterin Flowers von der Qualität ihrer Daten überzeugt ist, rechnet sie mit heftigem Gegenwind aus den Reihen ihrer Kollegen. „Wenn es einfach wäre, hätten wir das Problem bereits vor langer Zeit gelöst“, kommentiert sie. „Ich erwarte, dass unsere Interpretation eine ausgewachsene Kontroverse hervorrufen wird, und ich hoffe, dass diese Debatte mehr Forschung initiiert, die beim Lösen des Problems hilft.“(doi: 10.1126/science.1229390).
(Science, 30.11.2012 – ILB)
