แกรนด์แคนยอนหายไป 1.2 พันล้านปี นักวิทยาศาสตร์รู้เหตุผล

แกรนด์แคนยอนเป็นหนึ่งในสถานที่ทางธรรมชาติที่เผยให้เห็นประวัติศาสตร์ของโลกผ่านชั้นหินอย่างน่าทึ่ง แต่ภายใต้หน้าผาสีแดงอันโด่งดังกลับมีช่วงเวลาขนาดใหญ่ที่ดูเหมือนหายไป นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่า แกรนด์แคนยอนหายไป 1.2 พันล้านปี จากบันทึกทางธรณีวิทยา ช่องว่างนี้เรียกว่า “มหาความไม่ต่อเนื่อง” หรือ Great Unconformity และเป็นหนึ่งในปริศนาสำคัญของวิทยาศาสตร์โลก

นักธรณีวิทยา จอห์น เวสลีย์ พาวเวลล์ เป็นผู้สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้เป็นคนแรก ชั้นหินตะกอนจากยุคแคมเบรียนวางตัวอยู่เหนือหินอัคนีและหินแปรที่มีอายุมากกว่าหนึ่งพันล้านปีอย่างชัดเจน การเปลี่ยนแปลงแบบกะทันหันนี้ทำให้เกิดคำถามว่า หินจำนวนมหาศาลหายไปไหน และเหตุการณ์ใดทำให้โลกมีบันทึกทางธรณีวิทยาขาดหายเป็นเวลานานเช่นนี้

แกรนด์แคนยอนหายไป 1.2 พันล้านปี นักวิทยาศาสตร์รู้เหตุผล

งานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature เสนอคำอธิบายว่า การเคลื่อนที่ของเนื้อโลก หรือแมนเทิลคอนเวกชัน อาจเป็นตัวการสำคัญ กระแสความร้อนใต้พื้นผิวโลกเคลื่อนตัวอย่างช้า ๆ เป็นเวลาหลายร้อยล้านปี และสามารถยกหรือดึงเปลือกโลกขนาดใหญ่ให้สูงขึ้นหรือต่ำลงได้ กระบวนการนี้อาจทำให้ทวีปโบราณยกตัวขึ้น ก่อนจะค่อย ๆ จมลงและถูกทะเลปกคลุมในเวลาต่อมา

แกรนด์แคนยอนหายไป 1.2 พันล้านปีเกิดขึ้นได้อย่างไร

ทีมวิจัยนำโดย ซานโตช ดุงกานา และนิโกลาส์ ฟลาเมต์ จากมหาวิทยาลัยวอลลอนกอง ประเทศออสเตรเลีย ได้สร้างแบบจำลองการหมุนเวียนของแมนเทิลในช่วงเวลาหลายร้อยล้านปี จากนั้นเปรียบเทียบผลการจำลองกับปริมาณตะกอนที่ยังคงหลงเหลืออยู่บนทวีปต่าง ๆ แบบจำลองแสดงให้เห็นว่า ในช่วงประมาณ 1,000 ล้านถึง 540 ล้านปีก่อน กระแสภายในโลกอาจทำให้ทวีปต่าง ๆ ยกตัวสูงขึ้น

หลังจากนั้นเกิดช่วงเวลาที่พื้นทวีปค่อย ๆ ทรุดตัวลงเป็นเวลานาน เมื่อพื้นที่โบราณจมต่ำลง ทะเลจึงสามารถรุกเข้ามาปกคลุมได้ คลื่น กระแสน้ำ และกระบวนการกัดเซาะช่วยขัดผิวหินเก่าออกไป ขณะที่ตะกอนใหม่จากทะเลค่อย ๆ ทับถมลงบนพื้นผิวที่สึกกร่อน เมื่อเวลาผ่านไป ชั้นหินที่ถูกกัดเซาะและบางส่วนจมหายไปจึงกลายเป็นช่องว่างขนาดใหญ่ในบันทึกทางธรณีวิทยา

นักวิจัยเปรียบเทียบปรากฏการณ์นี้กับหนังสือประวัติศาสตร์ที่มีคนฉีกหน้าจำนวนมากออกไป แต่สิ่งที่หายไปไม่ได้หมายความว่าโลกไม่มีเหตุการณ์เกิดขึ้นในช่วงเวลานั้น ตรงกันข้าม นักธรณีวิทยาสามารถศึกษาชั้นหินที่อยู่ด้านบนและด้านล่าง เพื่ออนุมานถึงการยกตัว การกัดเซาะ การจมตัว และการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลในอดีตได้

หลักฐานไม่ได้พบเฉพาะที่แกรนด์แคนยอน

แม้การศึกษาครั้งนี้ให้ความสำคัญกับแกรนด์แคนยอน แต่ Great Unconformity ไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะในสหรัฐอเมริกา นักวิทยาศาสตร์พบช่องว่างลักษณะคล้ายกันในยุโรป ออสเตรเลีย แอฟริกา และเอเชีย โดยช่วงเวลาที่ขาดหายอาจเริ่มตั้งแต่ประมาณ 200 ล้านปีไปจนถึงมากกว่าหนึ่งพันล้านปี

ทีมวิจัยยังใช้ข้อมูลจากชั้นหินในภูมิภาคบอลติกา ซึ่งเป็นพื้นที่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของยูเรเซีย รวมถึงทางตอนเหนือของจีน เพื่อตรวจสอบว่ากลไกดังกล่าวอาจเกิดขึ้นในระดับโลกหรือไม่ ผลลัพธ์จากแบบจำลองสอดคล้องกับตำแหน่งที่พบชั้นความไม่ต่อเนื่องซึ่งได้รับการอนุรักษ์และบันทึกไว้อย่างดีที่สุด ทำให้แนวคิดเรื่องการยกตัวตามด้วยการจมตัวมีน้ำหนักมากขึ้น

• การยกตัวของทวีป: กระแสความร้อนใต้พื้นโลกดันพื้นที่ทวีปให้สูงขึ้นและเปิดโอกาสให้เกิดการกัดเซาะอย่างรุนแรง
• การกัดเซาะเป็นเวลานาน: ลม น้ำแข็ง แม่น้ำ และทะเลค่อย ๆ ทำลายชั้นหินเก่าออกไป
• การจมตัวของพื้นทวีป: พื้นที่ที่เคยสูงอาจทรุดต่ำลงจนทะเลเข้าปกคลุม
• การทับถมของตะกอน: ตะกอนจากทะเลฝังทับพื้นผิวหินที่สึกกร่อนและสร้างชั้นหินชุดใหม่

ช่วงเวลาประมาณ 540 ล้านปีก่อน ซึ่งเป็นขอบเขตระหว่างชั้นหินสำคัญ ยังตรงกับจุดเริ่มต้นของยุคแคมเบรียน ยุคนี้เป็นช่วงที่สิ่งมีชีวิตมีความหลากหลายเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จนถูกเรียกว่า “การระเบิดทางวิวัฒนาการยุคแคมเบรียน” นักวิทยาศาสตร์จึงสนใจว่าการยกตัวและการจมตัวของทวีปอาจเปลี่ยนแปลงเคมีของน้ำทะเล เพิ่มธาตุอาหาร หรือส่งผลต่อสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการขยายตัวของสิ่งมีชีวิตหรือไม่

อย่างไรก็ตาม งานวิจัยไม่ได้บอกว่าปริศนานี้ได้รับคำตอบอย่างสมบูรณ์แล้ว แบบจำลองทางธรณีวิทยายังต้องอาศัยข้อมูลจากหลายภูมิภาค รวมถึงการตรวจสอบอายุของแร่และชั้นหินอย่างละเอียด นักวิทยาศาสตร์ยังต้องศึกษาว่าการเคลื่อนที่ของแมนเทิลในแต่ละทวีปมีความแตกต่างกันเพียงใด และเหตุใดบางพื้นที่จึงเก็บรักษาชั้นหินโบราณไว้ได้ดีกว่าพื้นที่อื่น

สิ่งที่น่าสนใจคือ ช่องว่างในชั้นหินอาจให้ข้อมูลมากพอ ๆ กับชั้นหินที่ยังเหลืออยู่ การที่แกรนด์แคนยอนหายไป 1.2 พันล้านปี ไม่ได้หมายถึงประวัติศาสตร์ของโลกถูกลบจนไม่เหลือร่องรอย แต่เป็นเบาะแสว่าพื้นผิวโลกเคยเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงและต่อเนื่อง หากมีการค้นพบหลักฐานเพิ่มเติม เราอาจเข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างการเคลื่อนตัวของทวีป มหาสมุทร และวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

มุมมองนี้ทำให้แกรนด์แคนยอนไม่ใช่เพียงสถานที่ท่องเที่ยวที่มีทิวทัศน์สวยงาม แต่เป็นเหมือนห้องสมุดธรรมชาติที่บันทึกทั้งสิ่งที่เกิดขึ้นและสิ่งที่สูญหายไปจากโลก การศึกษาชั้นหินอย่างต่อเนื่องอาจช่วยเปิดเผยเรื่องราวบทใหม่ของโลก และทำให้เราเห็นว่าความว่างเปล่าในประวัติศาสตร์ก็มีความหมายไม่แพ้หลักฐานที่ยังคงอยู่

ที่มา – The Grand Canyon Is Missing 1.2 Billion Years of Earth History. Scientists May Have Figured Out Why