Durante Eras como uma maravilha geológica, o Grand Canyon continua a revelar camadas de seu passado e da paisagem à sua frente.
O Grand Canyon é uma extensa região de platô e de vale de rio caracterizado por cânions íngremes e profundos escavados por milhões de anos pelo Rio Colorado, no norte do estado de Arizona, sudoeste dos Estados Unidos. Consiste predominantemente de rochas sedimentares em camadas horizontais. Considerado uma “biblioteca geológica”, o Grand Canyon é uma das paisagens mais estudadas do mundo, sendo um dos locais com os melhores exemplos de erosão de terrenos áridos e de observação de camadas estratificadas.
Localização do Parque Nacional do Grand Canyon, Arizona.
A região constitui o Parque Nacional do Grand Canyon, caracterizado por:
- É um Patrimônio Mundial da UNESCO desde 1979 e abrange uma área de 1.218.375 hectares, no Platô do Colorado, noroeste do Arizona.
- A região é semi-árida e consiste em planaltos elevados e bacias típicas do sudoeste dos Estados Unidos.
- Os sistemas de drenagem cortaram profundamente as rochas, formando inúmeros cânions de paredes íngremes.
- As florestas são encontradas em elevações mais altas, enquanto as elevações mais baixas são compostas por uma série de bacias desérticas.
O cânion possui uma dimensão excepcional, varia em largura de cerca 160 m até 29 km e se estende em um curso sinuoso desde a foz do rio Paria, norte do Arizona, até perto da divisa do estado de Nevada, uma incrível distância de cerca de 446 km. Os cânions alcançam profundidades de até 1.8 km. Por isso o seu nome: o Grande Cânion!
Imagem do Grand Canyon visto da Estação Espacial Internacional. É possível ter uma noção do seu tamanho.
O Grand Canyon apresenta uma imensa importância geológica:
- Oferece um excelente registro de aproximadamente 2 bilhões de anos da história da Terra
- Apresenta um registro fóssil rico e diversificado, que revela a história de vida na Terra
- Apresenta uma vasta gama de características geológicas e tipos de rochas, e inúmeras cavernas contendo extensos e significativos recursos geológicos, paleontológicos, arqueológicos e biológicos.
Não há nenhum outro lugar na Terra onde as páginas da história geológica podem ser lidas tão diretamente para revelar os eventos registrados nas suas camadas. Além da geologia, o Grand Canyon contém vários ecossistemas importantes.
Ele também se destaca por ser um refúgio ecológico, com remanescentes relativamente intactos de ecossistemas em declínio (como floresta boreal e comunidades ribeirinhas do deserto). É o lar de numerosas espécies raras, endêmicas (encontradas apenas no Grand Canyon) e especialmente protegidas (ameaçadas ou em perigo) de plantas e animais.
Como o Grand Canyon se formou? Quais são os tipos de rochas que o constitui?
A formação do Grand Canyon como vemos hoje é resultado de uma combinação de vários eventos geológicos distintos e que envolvem um longo período de tempo (bilhões de anos!).
Os eventos geológicos que formaram o Grand Canyon podem ser sumarizados por:
- Formação das rochas ígneas, metamórficas e sedimentares da base do cânion, há cerca de 2 bilhões de anos, abrangendo o Eon Proterozoico
- Deposição dos sedimentos que vão gerar as camadas de rochas sedimentares que abrangem a Era Paleozoica e localmente, a Era Mesozoica
- Soerguimento das rochas associado com a colisão de placas tectônicas, gerando o Platô do Colorado, há cerca de 60 milhões de anos
- Processos erosivos pelo Rio Colorado, esculpindo as rochas e formando o cânion, há cerca de 5 milhões de anos até os dias atuais
As rochas do Grand Canyon podem ser divididas em três pacotes:
- As rochas do embasamento cristalino (chamado de Vishnu), mais antigas, que significam as rochas que vão sustentar as rochas sedimentares acima delas e são compostas por rochas ígneas e metamórficas do Eon Proterozoico
- As rochas sedimentares do Supergrupo Grand Canyon, mais antigas e localizadas na base do cânion, estão inclinadas e são do Eon Proterozoico
- As rochas estratificadas da Era Paleozóica, responsáveis por aproximadamente 900 metros da topografia que constitui a visão panorâmica do Grand Canyon.
- Rochas sedimentares da Era Mesozóica provavelmente já cobriram a seção Paleozóica, mas essas rochas agora são vistas apenas em raros afloramentos isolados, por conta do processo erosivo.
Coluna estratigráfica simplificada do Grand Canyon, evidenciando os três principais tipos de conjuntos de rochas que formam os cânions. (https://knowablemagazine.org/)
1,7 bilhão de anos atrás: O começo da história geológica – rochas do embasamento cristalino
A história da formação das rochas que constituem o Grand Canyon começa há cerca de 1,7 bilhões de anos (Eon Proterozoico), com a formação de rochas metamórficas (rochas que foram modificadas após a sua formação, devido a mudanças de pressão e temperatura nas profundezas da crosta terrestre), com intrusões ígneas (o nome dado quando o magma ou lava entra ou esfria no topo de uma rocha previamente formada).
O nome dado a este conjunto de rochas é Embasamento Vishnu, o que se chama na geologia de embasamento cristalino: as rochas mais antigas que fornecem o suporte para que rochas sedimentares se depositem. Elas se formaram quando duas antigas placas tectônicas colidiram entre si, gerando ilhas vulcânicas e magmatismo. Com o tempo, foram erodidas e gerando uma superfície plana, onde as rochas sedimentares do Supergrupo Grand Canyon, também do Eon Proterozoico, foram depositadas.
As rochas do embasamento Vishnu, de cerca de 2 bilhões de anos. São a base para a deposição das rochas sedimentares da Era Paleozoica que observamos na maior parte do Grand Canyon. (Fonte: National Park Service).
1,25 bilhão de anos atrás: A Grande Inconformidade e formação do Supergrupo Grand Canyon
Entre cerca de 1,75 bilhão e 1,25 bilhão de anos atrás, a história geológica do Grand Canyon está perdida: a erosão apagou as rochas daquele período como capítulos arrancados de um livro de história: geólogos chamam de “A 1º Grande Inconformidade” -. Essa inconformidade pode chegar até ~ 1,2 bilhão de anos de registro de rocha perdida, devido à erosão ou não deposição.
A história recomeça entre 1,25 bilhão e 730 milhões de anos atrás, quando novas camadas de rocha, conhecidas como Supergrupo Grand Canyon, se formaram intermitentemente. Os sedimentos foram levados para o fundo dos mares pré-históricos e endureceram lá, formando camadas que incluem um calcário de 1,25 bilhão de anos cravejado de fósseis de algas, a vida mais antiga registrada no cânion.
Na época da deposição das rochas do Supergrupo Grand Canyon, há cerca de 1.2 bilhões de anos, um antigo supercontinente se formava, o Rodinia. Nesse processo, o contínuo soerguimento e inclinação dessas camadas geravam muitas superfícies de discordâncias erosivas. Há cerca de 700 milhões de anos, o Rodinia começava a se fragmentar, gerando fraturas que resultaram na chamada 2º Grande Inconformidade, há cerca de 550 milhões de anos.
500 milhões de anos atrás: As rochas sedimentares horizontais do Paleozoico
Ao longo das próximas centenas de milhões de anos, entre cerca de 508 milhões e 270 milhões de anos atrás, as rochas em camadas horizontais que formam os dois terços superiores das paredes do cânion – os calcários, folhelhos e arenitos de diferentes cores vermelhas – se formaram. Os sedimentos alimentados pelo oceano continuaram a se acumular e ambientes deposicionais de mares rasos até terrestres eólicos são registrados nessa sequência (denominada genericamente de sequência da Era Paleozóica).
Camadas de rochas sedimentares horizontais da Era Paleozóica, formam a maior parte das rochas do cânion.
Essas rochas apresentam um diverso registro fossilífero – foram formadas após a chamada “Explosão Cambriana”, um momento chave na diversificação da vida na Terra: fósseis de invertebrados marinhos e terrestres, vertebrados e plantas, sendo as mais comuns pequenas criaturas marinhas, como braquiópodes, briozoários, corais e crinóides, e até mesmo dentes de tubarões!
Essas rochas também registram a chamada Grande Extinção em Massa do período Permiano, há cerca de 250 milhões de anos. Nessa época, outro Supercontinente estava configurado, o Pangea.
Fósseis de trilobitas do Grand Canyon, artrópodes do Paleozoico. (Fonte: National Park Service).
60 milhões de anos atrás: Geração do Platô do Colorado
Então, entre 60 e 30 milhões de anos atrás, a colisão e subducção de duas placas tectônicas, no evento Orogênico chamado Laramide, resultou na formação das Montanhas Rochosas da América do Norte.
Nesse período, acredita-se que a chamada Placa Farallon, uma antiga placa tectônica oceânica, mergulhava sobre a Placa Norte Americana (processo de subducção).
Esse mergulho ou subducção mudou ao longo do tempo: em vez da placa subduzir no ângulo inclinado usual, a placa de Farallon provavelmente subduziu em um ângulo mais raso e em uma taxa mais rápida. Isso permitiu que a deformação se movesse mais para dentro do continente e provocou a elevação do terreno das Montanhas Rochosas e também do Platô do Colorado a alguns milhares de metros, criando um planalto através do qual o Rio Colorado poderia cortar.
Essa elevação explica o porquê, por exemplo, rochas formadas no fundo oceânico estão hoje em altitudes de até 2.700 m – o calcário Kaibab é a camada mais superior do Grand Canyon e foi formado no fundo do oceano.
5 milhões de anos atrás: O Rio Colorado toma força e escava o Canyon
Finalmente, a última parte dessa história, começando há “apenas” entre 5 a 6 milhões de anos, o Rio Colorado começou a criar força para abrir o seu caminho, escavando e modelando as rochas ali existentes, deixando o desfiladeiro impressionante que vemos hoje.
Ainda hoje, essas forças estão trabalhando lentamente, aprofundando e ampliando o Grand Canyon – o cânion (paisagem) portanto, é muito mais jovem do que as rochas por onde passa.
Elevação das rochas antigas em cinza e sedimentares estratificadas há 60 milhões de anos e a formação do Grand Canyon com representação atual, após a intensa erosão pelo Rio Colorado (https://knowablemagazine.org/)
Os geólogos chamam o processo de formação do cânion de entalhamento (“downcutting”), e ocorre quando um rio abre um desfiladeiro ou vale, cortando a terra e erodindo as rochas. O corte descendente ocorre durante a inundação.
Rio Colorado no Grand Canyon.
Como as camadas de rocha têm distintas características (mineralógicas e texturais), vão apresentar diferentes respostas (resistências) aos processos erosivos. Assim, vão existir camadas que erodem mais rapidamente em relação às camadas duras – o resultado é o perfil distinto em forma de degrau das paredes do Grand Canyon que vemos hoje.
O intemperismo e erosão são processos contínuos e vão continuar a moldar o Grand Canyon ao longo do tempo geológico, até mesmo através de futuros eventos tectônicos.
O Grand Canyon realmente representa uma das maravilhas geológicas do nosso planeta!
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