De las muchas discordancias (brechas) observadas en los estratos geológicos , el término Gran Discordancia se aplica con frecuencia a la discordancia observada por James Hutton en 1787 en Siccar Point en Escocia , [1] [ verificación fallida ] o la observada por John Wesley Powell en el Gran Cañón en 1869. [2] Ambos casos son ejemplos excepcionales de dónde los contactos entre estratos sedimentarios y estratos sedimentarios o cristalinos de edades, orígenes y estructuras muy diferentes representan períodos de tiempo geológico lo suficientemente largos como para levantar grandes montañas y luego erosionarlas.
Las discordancias tienden a reflejar cambios a largo plazo en el patrón de acumulación de estratos sedimentarios o ígneos en áreas bajas (a menudo cuencas oceánicas, como el Golfo de México o el Mar del Norte , pero también Bangladesh y gran parte de Brasil ), que luego se elevan y erosionan (como la orogenia actual del Himalaya , la orogenia Laramide más antigua de las Montañas Rocosas o las orogenias Apalache (Aleghanian) y Ouachita mucho más antiguas ), y luego se hunden, para finalmente quedar sepultadas bajo sedimentos más jóvenes. Los períodos intermedios de elevación tectónica son generalmente períodos de formación de montañas, a menudo debido a la colisión de placas tectónicas. Las "grandes" discordancias de escala regional o continental (tanto en geografía como en cronología) están asociadas con cambios globales en el nivel eustático del mar o el ciclo del supercontinente , la fusión periódica de todos los continentes en uno aproximadamente cada 500 millones de años.
La discordancia de Hutton en Siccar Point , en el condado de Berwickshire en la costa este de Escocia , es una discordancia angular que consiste en brechas , areniscas y conglomerados de arenisca roja antigua rojizos y de suave inclinación que recubren grauvacas y lutitas silúricas ( Llandovery ) de color grisáceo, casi verticales y profundamente erosionadas . Las grauvacas Llandovery y las lutitas con graptolitos del Grupo Gala fueron depositadas por corrientes de turbidez en un entorno de aguas profundas hace unos 425 millones de años. Los estratos devónicos suprayacentes fueron depositados por ríos y arroyos hace unos 345 millones de años. Por lo tanto, esta discordancia refleja un intervalo de unos 80 millones de años durante el cual los sedimentos de las profundidades marinas se litificaron , plegaron y levantaron ; luego se erosionaron y meteorizaron profundamente de forma subaérea; y finalmente enterrado por sedimentos de ríos y arroyos. [1] [3] [4]
Las exposiciones de la discordancia en Siccar Point proporcionaron a James Hutton, acompañado por John Playfair y Sir James Hall , el ejemplo más claro de una relación discordante entre dos conjuntos de estratos sedimentarios que involucraban una historia geológica compleja. El claro truncamiento de los estratos sedimentarios silúricos casi verticales por conglomerados bien estratificados y areniscas pertenecientes a la arenisca roja antigua superior permitió a Hutton demostrar la existencia de rupturas significativas en el registro geológico, en este caso una ruptura que separaba los estratos que entonces se llamaban esquistos alpinos y estratos secundarios. Esta y otras discordancias proporcionaron evidencia de las ideas de Hutton sobre el reciclaje de materiales geológicos y de discordancias que representan períodos de tiempo muy grandes. Argumentó que estos conceptos apuntaban a la gran antigüedad de la Tierra y la inmensidad de la escala de tiempo geológica. [1] [5]
La Gran Discordancia de Powell en el Gran Cañón es una discordancia regional que separa el Grupo Tonto de las rocas sedimentarias subyacentes, falladas e inclinadas del Supergrupo del Gran Cañón y las rocas metamórficas e ígneas foliadas verticalmente de las Rocas del Basamento Vishnu . La discordancia entre el Grupo Tonto y las Rocas del Basamento Vishnu es una discordancia . La ruptura entre el Grupo Tonto y el Supergrupo del Gran Cañón es una discordancia angular. [6] [7] [8]
La Gran Discordancia de Powell es parte de una discordancia continental que se extiende a través de Laurentia , el antiguo núcleo de América del Norte. Fue reconocida por primera vez doce años antes de la expedición de Powell por John Newberry en Nuevo México , durante la expedición de Ives de 1857-1858. Sin embargo, la interrupción de la Guerra Civil estadounidense impidió que el trabajo de Newberry se hiciera ampliamente conocido. [9] Esta Gran Discordancia marca la inmersión progresiva de esta masa continental por un mar cratónico poco profundo y su entierro por sedimentos marinos poco profundos de la secuencia Sauk del Cámbrico - Ordovícico Temprano. La inmersión de Laurentia puso fin a un largo período de denudación continental generalizada que exhumó y erosionó profundamente las rocas precámbricas y las expuso a una extensa erosión física y química en la superficie de la Tierra. Como resultado, la Gran Discordancia de Powell es inusual en su extensión geográfica y su importancia estratigráfica. [10] [11]
La duración de la Gran Discordancia de Powell varía a lo largo de su longitud. Dentro del Gran Cañón, la Gran Discordancia representa un período de unos 175 millones de años entre el Grupo Tonto y la subdivisión más joven, la Formación Sixtymile , del Supergrupo del Gran Cañón. En la base del Supergrupo del Gran Cañón, donde trunca la Formación Bass , el período de tiempo representado por esta discordancia angular aumenta a unos 725 millones de años. Donde el Grupo Tonto se superpone a las Rocas del Basamento Vishnu, la Gran Discordancia representa un período de entre 1.200 y 1.600 millones de años. [7] [11] (Véase también escala de tiempo geológica ).
En la montaña Frenchman , en Nevada , se encuentra una importante exposición de la Gran Discordancia de Powell . La montaña Frenchman expone una secuencia de estratos fanerozoicos equivalentes a los que se encuentran en el Gran Cañón. En la base de esta secuencia, la Gran Discordancia, con la arenisca Tapeats del Grupo Tonto sobre las rocas del basamento Vishnu, está bien expuesta de una manera atípica y científicamente significativa en su combinación de extensión y accesibilidad. Esta exposición se ilustra con frecuencia en publicaciones populares y educativas, y a menudo forma parte de excursiones geológicas. Hay un espacio de aproximadamente 1.200 millones de años en el que estratos de arenisca Tapeats de 550 millones de años descansan sobre rocas del basamento Vishnu de 1.700 millones de años. [12] [13] [14]
El término "Gran Discordancia" también se ha utilizado para referirse a la concentración anómala de discordancias, incluidas las discordancias del basamento, debajo de la base del Cámbrico. [15] Charles Walcott fue uno de los primeros en notar este fenómeno, señalando en 1910: [16]
No conozco ningún caso de conformidad comprobada entre rocas algonquinas cámbricas y precámbricas en el continente norteamericano. En todas las localidades donde el contacto es suficientemente extenso, o donde se han encontrado fósiles en los estratos cámbricos basales o por encima del conglomerado basal y las areniscas más gruesas, se ha encontrado una discordancia. Dicho de otro modo, la superficie terrestre precámbrica estaba formada por rocas sedimentarias, eruptivas y cristalinas que en ningún caso conocido precedieron inmediatamente en deposición u origen a los sedimentos cámbricos. En todas partes hay una ruptura estratigráfica y temporal entre las rocas precámbricas conocidas y los sedimentos cámbricos del continente norteamericano.
— Charles D Walcott, "Aparición abrupta de la fauna cámbrica en el continente norteamericano", Geología y paleontología cámbrica (1910)
Se ha propuesto un vínculo potencial entre dichas discordancias subcámbricas y la erosión glacial durante las glaciaciones de la Tierra Bola de Nieve del Neoproterozoico . [17] [18] Alternativamente, se ha propuesto que múltiples eventos más pequeños, como la formación y ruptura de Rodinia , crearon muchas discordancias en todo el mundo. [19] [20] [21] [22] La evidencia indica que la discordancia de Pikes Peak se formó antes de las glaciaciones de la Tierra Bola de Nieve. [23]
Actualmente no existe una explicación ampliamente aceptada para la Gran Discordancia entre los geocientíficos . Se han propuesto hipótesis; es ampliamente aceptado que hubo una combinación de más de un evento que pudo haber causado un fenómeno tan extenso. Un ejemplo es un gran evento de glaciación que tuvo lugar durante el Neoproterozoico , que comenzó hace unos 720 millones de años. [18] [24] [25] Esto también es cuando ocurrió un evento de glaciación significativo conocido como Tierra Bola de Nieve. [18] Los períodos de Tierra Bola de Nieve cubrieron casi todo el planeta con hielo. Las áreas que sufrieron glaciación fueron aproximadamente aquellas donde se encuentra la Gran Discordancia hoy. Cuando los glaciares se mueven, arrastran y erosionan sedimentos de la roca subyacente. Esto explicaría cómo una gran sección de roca fue quitada de áreas extensas aproximadamente al mismo tiempo. [ cita requerida ]