内华达山脉曾经非常非常高

数百万年前降落在美国西部的雨水帮助勾勒出早已消失的地貌

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从加利福尼亚州内华达山脉的山顶向下看,是一段通往内华达州的下坡路。但在渐新世时期,你面前将会是一段攀登之路。在那个时期以及之前的始新世晚期,西海岸曾是一片广阔的山脉带,类似于现代南美洲的安第斯山脉。随着时间的推移,这个被称为盆地和山脉省的地区的地球地壳被拉伸,直到它裂成块状,像滑动书挡之间的厚书卷一样倾斜。地质学家现在正在利用一种跨越地质时间的现象——雨水,来绘制那早已过去的转变。

在两千三百万到四千万年前,内华达州东部发生了一系列火山爆发,产生了滚滚热灰和火山砾云,它们一路向下蔓延到太平洋,留下了一条痕迹。在随后的几千年里,雨水扩散到这些多孔的火山沉积物中——灰烬和岩石颗粒的混合物——留下了关于地面海拔高度的线索。

这些线索以氢同位素的形式出现:含有较重氢原子的雨水分子,在较低海拔离开云层,随着雨云向更高地面移动而变得稀少。根据这一逻辑,爱达荷大学地质学家伊丽莎白·卡塞尔和她的同事测量了内华达山脉和内华达州东部之间岩石样本中的同位素比率,以绘制昔日山脉的轮廓(如下所示)。他们的研究结果于11月发表在《地质学》杂志上。
 


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图片来源:蒂芙尼·法兰特-冈萨雷斯;来源:古造山带剖面:从40到23MA贯穿现代盆地和山脉的高地形”,作者:伊丽莎白·J·卡塞尔等,《地质学》第42卷第11期;2014年11月

专家们曾认为,内华达州在2500万年前是一个高原,高度不超过内华达山脉,但雨水同位素显示,内华达州东部的最高海拔比内华达山脉高出1200多米——大约比今天的高度高出2100米。

不同年龄的岩石样本证明,内华达山脉高耸了2000多万年,排除了短暂的地质活动是该地区剧烈变化的根源。相反,大陆地壳一定在那里增厚了,受到碰撞的北美板块和太平洋板块的挤压。当这种碰撞停止时(最终产生了圣安地列斯断层),受压的地壳在其松开的书挡之间展开——形成了今天更加广阔的视野。

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