علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
Colorado River Mystery Solved by University of Oregon Researchers
(UNIVERSITY OF OREGON – بواسطة: جامعة اوريغون)
توثق ورقتان علميتان بقيادة طلاب الدراسات العليا في جامعة اوريغون [١] أن المنطقة السفلى من نهر كولورادو [٢] كانت منذ فترة طويلة تحتوي على حوض مد بحري واسع ومناخ قديم رطب.
ونشر فريق بقيادة عالمة الجيولوجيا في جامعة أوريغون ريبيكا دورسي (Rebecca Dorsey) ورقتين بحثيتين تقدمان رؤى جديدة حول أصول نهر كولورادو، باستخدام بيانات من تراكمات رسوبية قديمة تقع شرق صدع سان أندرياس [٣] بالقرب من بحر سالتون في جنوب كاليفورنيا.
وتقدم الورقتان، اللتان قادهما طالب الماجستير السابق برينان أوكونيل (Brennan O’Connell) ومرشح الدكتوراه كيفن غاردنر (Kevin Gardner) ، على التوالي، دليلاً على أن المشهد الصحراوي للوادي السفلي للنهر قد غُمِر منذ ما يقرب من 5 ملايين إلى 6 ملايين سنة تحت البحار الضحلة مع تيارات المد والجزر القوي والمتقلب، التي تدفقت ذهابًا وإيابًا على طول مسار النهر الحالي.
وخلص الباحثون إلى أن طبقات الصخور الرسوبية التي تحمل أحافير بحرية وجحور وتركيبات رسوبية تشخيصية، تسجل ارتفاعًا كبيرًا في مستوى سطح البحر أدى إلى إغراق مراوح غرينية [٣] (alluvial fans) سابقة وتسبب في غزو مياه المد والجزر للوادي قبل وصول نهر كولورادو وحمله الضخم من الماء والرواسب.
وتم نشر الدراستين، الممولتين من قبل مؤسسة العلوم الوطنية، على الإنترنت قبل طباعتهما في المجلة الدولية “علم الرواسب” (Sedimentology).
وقد ركزت الورقة الأولى، التي نُشرت في ٢٩ أكتوبر ٢٠٢٠ ، بقيادة أوكونيل، الذي يسعى الآن للحصول على الدكتوراه في جامعة ملبورن في أستراليا، على رواسب العصر الميوسيني المتأخر إلى تكوين بوس البليوسيني (Pliocene Bouse Formation) المبكر الذي تم الكشف عنه شرق نهر كولورادو، جنوب مدينة بليث، بولاية كاليفورنيا.
وفي السابق، وجد أوكونيل وفريق من علماء الجيولوجيا بجامعة اوريغون دليلًا على أن خليج كاليفورنيا وصل في يوم من الأيام إلى أقصى الشمال الى مدينة بليث، كما هو مفصل في مجلة الجيولوجيا في عام ٢٠١٧.
وفي الورقة الجديدة، وصف اوكونيل والمؤلفون المشاركون مزيجًا غنيًا من أحجار الطين الكربونية وبقايا النباتات وآثار الكائنات الحية القديمة التي تسجل ظروف المياه قليلة الملوحة حيث تم تخفيف مياه البحر عن طريق التدفق الكبير للمياه العذبة بسبب هطول الأمطار السنوي المرتفع، قبل تدفق مياه نهر كولورادو في المنطقة.
ووجدوا أن الرواسب تشكلت في مسطحات مدية واسعة على طول خط ساحلي بحري قديم رطب. وخلصوا إلى أن الانتقال المفاجئ إلى الحجر الطيني الجيري تحت المد والجزر يسجل فيضانات بحرية واسعة النطاق مرتبطة بارتفاع إقليمي طويل العمر في مستوى سطح البحر. وأضافوا أن الارتفاع النسبي في مستوى سطح البحر ناتج عن هبوط طويل المدى يتم التحكم فيه تكتونيًا.
وكتب فريق اوكونيل أن الأدلة المجمعة من علم الحفريات وعلم الأسماك وعلم الرواسب العملية “تقدم سجلاً واضحًا لمدخلات المياه العذبة وظروف المياه قليلة الملوحة بسبب اختلاط المياه العذبة ومياه البحر في مناخ رطب مع هطول سنوي مرتفع”.
وتوثق الورقة الثانية، التي نُشرت في ٥ ديسمبر بقيادة غاردنر، رواسب المد والجزر من نفس العمر على الجانب الآخر من نفس مضيق المد والجزر القديم. وقد تراكمت الرواسب حيث اجتاحت التيارات العكسية اليومية القوية شمالًا وجنوبًا على طول محور مضيق المد والجزر، مما أدى إلى هجرة الكثبان الرملية الكبيرة تحت المد والجزر وترسب رمال كربونات متقاطعة على نطاق واسع.
ويجادل مؤلفو الورقتين العلميتين بأن أشكال الكثبان الرملية المهاجرة لا يمكن أن تكون قد تشكلت عن طريق عمليات المد والجزر في البحيرة، كما اقترح بعض العلماء. وتشير نتائج الفريق إلى أنه بعد العصر الميوسيني المتأخر وحتى ترسب البليوسين المبكر، تم رفع الرواسب إلى ارتفاعات تصل إلى ٣٣٠ مترًا فوق مستوى سطح البحر في جبال الشوكولاتة، نتيجة إجهاد القشرة طويل المدى المرتبط بالحركة على صدع سان أندرياس.
وقالت البروفيسور دورسي، وهي أستاذ في قسم علوم الأرض في جامعة اوريغون: “إذا أخذنا في الاعتبار بشكل كلي، فإن أوراقنا الجديدة تقدم دليلاً قاطعًا على أن تكوين باوس الجنوبي قد تشكل في وحول هوامش مضيق المد البحري الذي ملأ وادي نهر كولورادو السفلي قبل وصول نظام النهر الحديث”.
وتُظهر خريطة لمجرى مد باوس البحري الجنوبي، الذي أعيد بناؤها ببيانات من كلتا الدراستين، أن المجتمعات الصحراوية من مدينة بليث إلى بالو فيردي، بولاية كاليفورنيا، كانت مغمورة تحت البحار الضحلة مع تيارات المد والجزر القوية المتقلبة خلال أواخر العصر الميوسيني إلى وقت البليوسين المبكر. وقد استمر العصر الميوسيني، وهو حقبة جيولوجية، من ٢٣ مليون سنة مضت إلى ٥.٣ مليون سنة مضت؛ حدث العصر البليوسيني بين ٥.٣ مليون و ٢.٦ مليون سنة.
ووجدت ورقة بحثية أخرى بقيادة البروفيسور دورسي نشرت في مجلة جيولوجيا الرواسب (Sedimentary Geology) نشرت في عام ٢٠١٨ ، تقول: أن الامتدادات السفلية لنهر كولورادو قد تأثرت بالتغيرات التكتونية في الصخور الأساسية وتغير مستويات سطح البحر. وخلصت تلك الدراسة إلى أن النهر شهد سلسلة من التوقفات والبدء في إنتاج الرواسب خلال المراحل الأولى من النهر بين ٦.٣ و ٤.٨ مليون سنة تقريبًا.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
https://scitechdaily.com/colorado-river-mystery-solved-by-university-of-oregon-researchers/
المراجع:
[١] “Mixed carbonate–siliciclastic tidal sedimentation in the Miocene to Pliocene Bouse Formation, palaeo‐Gulf of California” by Brennan O’Connell, Rebecca J. Dorsey, Stephen T. Hasiotis and Ashleigh v.s. Hood, 29 October 2020, Sedimentology.DOI: 10.1111/sed.12817 [٢] “Mixed carbonate–siliciclastic sedimentation at the margin of a late Miocene tidal strait, lower Colorado River Valley, south‐western USA” by Kevin Gardner and Rebecca J. Dorsey, 5 December 2020, Sedimentology.
DOI: 10.1111/sed.12834
الهوامش:
[١] جامعة أوريغون هي جامعة أبحاث عامة تقع في يوجين، بولاية أوريغون، في الولايات المتحدة الامريكية. تأسس الحرم الجامعي الذي تبلغ مساحته ٢٩٥ فدانًا عام ١٨٧٦ على ضفاف نهر ويلاميت. منذ يوليو ٢٠١٤ ، كان يدير الجامعة مجلس أمناء جامعة أوريغون. وتم تصنيف الجامعة ضمن “R1: جامعات الدكتوراه – نشاط بحثي عالي جدًا” ولديها 19 مركزًا ومعهدًا بحثيًا. تم قبول UO في اتحاد الجامعات الأمريكية في عام 1969. ويكيبيديا [٣] صدع سان أندرياس (San Andreas Fault) هو صدع تحويل قاري يمتد ما يقرب من ١٢٠٠ كيلومتر عبر ولاية كاليفورنيا؛ ويشكل الحدود التكتونية بين صفيحة المحيط الهادئ وصفيحة أمريكا الشمالية، وحركتها هي الانزلاق الجانبي الأيمن (أفقيًا). وينقسم الصدع إلى ثلاثة أقسام، لكل منها خصائص مختلفة ودرجة مختلفة من مخاطر الزلازل. ويتراوح معدل الانزلاق على طول الصدع من ٢٠ إلى ٣٥ ملم في السنة. وتم تحديده في عام ١٨٩٥ من قبل البروفيسور أندرو لوسون من جامعة كاليفورنيا في بيركلي، الذي اكتشف المنطقة الشمالية. غالبًا ما يوصف بأنه سمي على اسم بحيرة سان أندرياس، وهي كتلة مائية صغيرة تشكلت في واد بين الطبقتين. ومع ذلك، وفقًا لبعض تقاريره في عامي ١٨٩٥ و ١٩٠٨ ، أطلق عليها لوسون اسمها على اسم وادي سان أندرياس المحيط. وفي أعقاب زلزال سان فرانسيسكو عام ١٩٠٦ ، خلص لوسون إلى أن الصدع امتد إلى جنوب كاليفورنيا. وفي عام ١٩٥٣ ، استنتج الجيولوجي توماس ديبل أن مئات الأميال من الحركة الجانبية يمكن أن تحدث على طول الصدع. وتم حفر مشروع يسمى مرصد صدع سان أندرياس في العمق بالقرب من باركفيلد، بمقاطعة مونتيري، من خلال الصدع خلال الفترة ٢٠٠٤ – ٢٠٠٧ لجمع المواد وتسجيل الملاحظات الفيزيائية والكيميائية لفهم سلوك الصدع بشكل أفضل. ويكيبيديا. [٤] المروحة الغرينية (alluvial fan ) عبارة عن تراكم من الرواسب على شكل مقطع من مخروط ضحل، تكون قمته عند مصدر نقطة من الرواسب، مثل الوادي الضيق الخارج من جرف. إنها من سمات التضاريس الجبلية في المناخات القاحلة إلى شبه الجافة، ولكنها توجد أيضًا في البيئات الأكثر رطوبة المعرضة لهطول الأمطار الغزيرة وفي مناطق التجلد (glaciation) الحديث. وتتراوح مساحتها من أقل من كيلومتر مربع إلى ما يقرب من ٢٠٠٠٠ كيلومتر مربع. وعادة ما تتشكل مراوح الطمي حيث يخرج التدفق من قناة محصورة وتكون حرة في الانتشار والتسلل إلى السطح، ما يقلل من القدرة الاستيعابية للتدفق ويؤدي إلى ترسب الرواسب. ويكيبيديا. [٢] نهر كولورادو هو أحد الأنهار الرئيسية (إلى جانب نهر ريو غراندي) في جنوب غرب الولايات المتحدة وشمال المكسيك. ويصرف النهر الذي يبلغ طوله ٢٣٣٠ كيلومترًا مستجمعات المياه القاحلة الواسعة التي تشمل أجزاء من سبع ولايات أمريكية وولايتين مكسيكيتين. وبدءًا من جبال روكي الوسطى بولاية كولورادو، يتدفق النهر عمومًا في الاتجاه الجنوب غربًي عبر هضبة كولورادو وعبر جراند كانيون قبل أن يصل إلى بحيرة ميد على حدود أريزونا – نيفادا، حيث يتجه جنوبًا نحو الحدود الدولية. وبعد دخول المكسيك، يقترب نهر كولورادو من دلتا نهر كولورادو الجافة في معظمها عند طرف خليج كاليفورنيا بين باجا كاليفورنيا وسونورا. ويُعرف نهر كولورادو وروافده بأخاديده المثيرة، ومنحدرات المياه البيضاء، وأحد عشر منتزهًا وطنيًا في الولايات المتحدة، وهو مصدر حيوي للمياه لـ ٤٠ مليون شخص. ويتم التحكم في النهر وروافده من خلال نظام واسع من السدود والخزانات والقنوات المائية، والذي يحول تدفقه بالكامل في معظم السنوات للري الزراعي وإمدادات المياه المنزلية. ويتم استخدام تدفقها الكبير وتدرجها الحاد لتوليد الطاقة الكهرومائية، وتنظم سدودها الرئيسية ذروة الطلب على الطاقة في الكثير من غرب إنترماونتن (أو منطقة الانترماونتن، هي منطقة جغرافية وجيولوجية في غرب الولايات المتحدة، تقع بين السلاسل الأمامية لجبال روكي في الشرق وسلسلة كاسكيد وسييرا نيفادا في الغرب). وقد أدى الاستهلاك المكثف للمياه إلى تجفيف ١٦٠ كيلو متر من النهر، والذي نادرًا ما وصل إلى البحر منذ الستينيات. ويكيبيديا.