從加利福尼亞州內華達山脈的山頂向下看,是一段通往內華達州的下坡路。但在漸新世時期,你面前將會是一段攀登之路。在那個時期以及之前的始新世晚期,西海岸曾是一片廣闊的山脈帶,類似於現代南美洲的安第斯山脈。隨著時間的推移,這個被稱為盆地和山脈省的地區的地球地殼被拉伸,直到它裂成塊狀,像滑動書擋之間的厚書卷一樣傾斜。地質學家現在正在利用一種跨越地質時間的現象——雨水,來繪製那早已過去的轉變。
在兩千三百萬到四千萬年前,內華達州東部發生了一系列火山爆發,產生了滾滾熱灰和火山礫雲,它們一路向下蔓延到太平洋,留下了一條痕跡。在隨後的幾千年裡,雨水擴散到這些多孔的火山沉積物中——灰燼和岩石顆粒的混合物——留下了關於地面海拔高度的線索。
這些線索以氫同位素的形式出現:含有較重氫原子的雨水分子,在較低海拔離開雲層,隨著雨雲向更高地面移動而變得稀少。根據這一邏輯,愛達荷大學地質學家伊麗莎白·卡塞爾和她的同事測量了內華達山脈和內華達州東部之間岩石樣本中的同位素比率,以繪製昔日山脈的輪廓(如下所示)。他們的研究結果於11月發表在《地質學》雜誌上。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。
圖片來源:蒂芙尼·法蘭特-岡薩雷斯;來源:古造山帶剖面:從40到23MA貫穿現代盆地和山脈的高地形”,作者:伊麗莎白·J·卡塞爾等,《地質學》第42卷第11期;2014年11月
專家們曾認為,內華達州在2500萬年前是一個高原,高度不超過內華達山脈,但雨水同位素顯示,內華達州東部的最高海拔比內華達山脈高出1200多米——大約比今天的高度高出2100米。
不同年齡的岩石樣本證明,內華達山脈高聳了2000多萬年,排除了短暫的地質活動是該地區劇烈變化的根源。相反,大陸地殼一定在那裡增厚了,受到碰撞的北美板塊和太平洋板塊的擠壓。當這種碰撞停止時(最終產生了聖安地列斯斷層),受壓的地殼在其鬆開的書擋之間展開——形成了今天更加廣闊的視野。