Кіріспе

Сион және Коломб каньондары аймағының геологиясы тоғыз белгілі ашық құрылымды қамтиды, олардың барлығы АҚШ-тың Юта штатындағы Сион ұлттық паркінде көрінеді. Бұл құрылымдар Солтүстік Американың осы бөлігінде шамамен 150 миллион жылдық, көбінесе мезозой дәуіріне жататын шөгінділерді көрсетеді. «Ұлы саты» деп аталатын тау жыныстары бірліктерінің супер тізбесінің бөлігі болатын Сион және Коломб аймағындағы құрылымдар Кайбаб және Моенкопи құрылымдарының жылы, жақсы тереңдігі бар теңіздерінен, Чинл, Моэнаве және Кайента құрылымдарының өзендері мен көлдерінен, Навахо және Темпл Кэп құрылымдарының кең шөлдерінен және Кармель құрылымының құрғақ жағалауына дейін әртүрлі ортада қалыптасқан. Колорадо үстіртінің кейінгі көтерілуі осы құрылымдарды олар қалыптасқан жерден әлдеқайда биікке көтерді. Бұл ата-бабаларымыздың өзендері мен басқа да ағыстардың үстірттегі еңісін күшейтті. Жылдам ағыстар тау жыныстарындағы жарықтарды пайдаланып, барлық кайнозой дәуіріне жататын құрылымдарды жойып, үстірттерге шағырлар жасады. Сион каньоны осылайша Виргин өзенінің солтүстік саласымен ойылып жасалды. Бұл процестің соңғы кезеңінде лава ағындары мен тефре конустары аймақтың бір бөлігін жапты. Сион ұлттық паркіне шығысқа қарай өте жұмсақ еңіспен төмендейтін шөгінді құрылымдардан тұратын биік үстірт кіреді. Бұл ең көне қабаттар парктің Сион каньоны бөлігіндегі Виргин өзені бойында, ал ең жас қабаттар Коломб каньондары бөлімінде ашылған дегенді білдіреді. Үстірт шығыстан Сиер бұзылу аймағымен, батыстан Ұраган бұзылу аймағымен шектелген. Солтүстікке қарай бағытталған жарықтар мен сынықтардың әсерінен болатын ауа райы мен эрозия осы аймақтағы каньондар сияқты ландшафт ерекшеліктерінің қалыптасуына ықпал етеді.

Үлкен саты және жертөле тастары

Grand Staircase - Брайс-Каньон ұлттық паркінен Сион ұлттық паркі арқылы және Гранд-Каньонға дейін созылатын тұнбалы тау жыныстары қабаттарының алып тізбегі. Осы тізбекте Сион және Колоб каньондарындағы ең көне ашық жатқан геологиялық құрылым – Ұлы каньондағы ең жас ашық жатқан геологиялық құрылым, яғни Кайбаб әктасы. Брайс каньоны солтүстік-шығысқа қарай Сион және Колоб аймақтарының аяқталуынан кейін, кейінгі кезеңдегі (Cenozoic) жыныстарды көрсетеді. Шындығында, Сион және Колоб аймағында көрінетін ең жас құрылым – Брайс каньонындағы ең көне ашық жатқан геологиялық құрылым, яғни Дакота құмтасы. Перм кезеңінде Сион және Колоб аймағы Пангея суперконтинентінің батыс жиегіндегі теңіз деңгейіне жақын, салыстырмалы түрде тегіс алап болды. Айналасындағы таулардан келген шөгінділер алапқа салмақ қосып, оның биіктігін салыстырмалы түрде тұрақты ұстады. Бұл шөгінділер кейіннен литификацияланып (тасқа айналып) Торовеап формациясын құрады, ол қазір Гранд-Каньонда оңтүстікке қарай ашық жатыр, бірақ Сион және Колоб аймағында жоқ. Бұл формация паркте ашық жатпаса да, оның негіздік жынысын құрайды.

Кайбаб әктасы (жоғарғы перм)

Кейіннен Перм дәуірінде Торовеап алабы жергілікті геологтар Кайбаб теңізі деп атаған, кең Панталасса мұхитының жылы, терең емес жиегімен басып кірді. Ол кезде Юта мен Вайоминг суперконтинент Пангеяның батыс шетінде экваторға жақын орналасқан. Осы уақыт ішінде Actinocoelia meandrina сияқты губкалар көбейіп, әк саздарына көмілді, олардың ішкі кремний инелері (спикулалары) еріп, қайтадан кристалданып, ашық түсті шерттің үзіліссіз қабаттарын құрады. Паркте бұл құрылымды Коломб каньондарының кіреберісінен жоғарыдағы Ураган жартасынан және 15-ші мемлекетаралық тас жол бойындағы жартастан табуға болады. Бұл - Гранд-Каньонның оңтүстігіндегі дәл осы формация. Батысқа қарай, субдукция аймағының үстінде күрделі аралдық доға қалыптасты. Шығысқа қарай, батыс Колорадода, қазіргі Гималайға ұқсас таулар тізбегі – Uncompahgre таулары Ютаның жазық жерімен шектесетін. Жағалаудың кеңеюі дельталық шөгінділерді сазды-балшықты шөгінділермен араластырды. Моенкопидегі қазбаланған өсімдіктер мен жануарлар климаттың жылы тропиктік ортаға өзгергенін көрсетеді, ол муссондық, ылғалды және құрғақ жағдайларды бастан өткерген болуы мүмкін. Моенкопидің базалық қабаты – Қызыл каньон конгломераты, Кайбаб әктасының ішіне ойылып жасалған кең шығысқа қарай ағатын палеоканалдарды толтырады. Бұл каналдардың кейбіреулері ондаған фут тереңдікте, ал Сент-Джордж аймағында 200 футқа (61 м) дейін жетеді. Сондай-ақ, карнотит және уран бар басқа минералдар сияқты уран кенінің мол мөлшері табылды. Қызғылт, қызғылт сары, көк, ақ, сары, сұр және қызыл түсті шинелде шифер, гипс, әктас, құмтас және кварц та бар. Темір, марганец оксидтері мен мыс сульфиді көбінесе қиыршық тас арасындағы кеңістіктерді толтырады. Роквилл қаласының үстінен Чинлден жасалған қызғылт беткейлерді көруге болады. Бұл шөгінділерді құрайтын құм, шағыл және тасланған ағаш кейін жер асты суларында еріген кремнеземмен (вероятно, батыстан келген жанартау күлінен) қатты байланыстырылған. Шинелдің жарқын түстерінің көп бөлігі Триас дәуірінің соңында топырақ қалыптасуына байланысты. Шинелдің ең төменгі қабаты – Шинармп, ақ, сұр және қоңыр конгломераттан тұрады, ол ірі құмтастан және құмды балшық тастан жасалған жұқа линзалардан, сондай-ақ көптеген тасланған ағаштан тұрады. Шинарумп өзендері арқылы ағып, Моенкопи формациясының астына ойылып түскен аңдарға құйылады. Сауроподтардың динозаврлардың қазбаланған табан іздері солтүстік ағыстың сол жақ саласының жанында осы формацияда табылған. Невада мен Калифорниядағы таулар төменгі юра дәуірінде көтеріле берді, өйткені плиталардың қозғалысы Солтүстік Американы солтүстікке қарай итерді. Ақырында, бұл жаңбыр көлеңкесін жасап, шөлдеуге алып келді. Юра дәуірінде Колорадо платосының климаты толығымен құрғақ болып кетті, солтүстік-батыс Солтүстік Американың 388 000 шаршы шақырымы қазіргі Сахараға ұқсайтын үлкен шөлге айналды. Навахо – Сион каньонында ең көрнекті формация, ең жоғары экспозициясы – Батыс Храм және Чекерборд Меса. Мексика шығанағындағы жарылыстар бассейннің оңтүстік шетінің төмендеуіне көмектесті, бұл теңіз суының солтүстікке қарай жылжуына мүмкіндік берді. Сонымен қатар, жағалаулар Арктика аймағынан ішкі жерлерге қарай жылжыды. Теңіздер көп рет алға және артқа жылжыды, Крем дәуірінде ең кең ішкі теңіз жолы, Батыс ішкі теңіз жолы деп аталатын, Мексика шығанағынан Солтүстік Мұзды мұхитқа дейін Солтүстік Американың батысын басып кетті. Дакотаның кішкентай қалдығы 2672 метр биіктіктегі Ат ранчосы тауының басында (фотосуретте) көрінеді. Батысқа қарай бассейн және диапазон физиогеографиялық провинциясын құрайтын кернеу күштері шамамен 20-25 миллион жыл бұрын үшінші дәуірде Маркагут платосын (парктің негізі) байланыстыратын екі жарылысты жасады: шығыстағы Севье жарылысы және батыстағы Ураган жарылысы. Ураган жарылысы аймағы – бұл үлкен, белсенді, батысқа қарай тік батып, кем дегенде 250 шақырымға созылатын, Гранд-Каньонның оңтүстігінен солтүстікке қарай Седар-Ситиге дейін созылатын қалыпты жарылыс. Парктің оңтүстік шекарасында осы жарылыс бойымен тектоникалық орын ауыстыру шамамен 1098 метрге жетеді. Лава оңтүстікке қарай Коалпитс пен Скоггинс жууларына барып, Юта штатының Графтон қаласының жанындағы Virgin River аңғарында 122 метр тереңдікке жиналды. Су екі бөгеттің артында жиналып, сәйкесінше Коалпитс көлі мен Графтон көлін құрады. Графтон көлі паркте кезең-кезеңмен пайда болатын кем дегенде 14 көлдің ішіндегі ең үлкені болды (көптегені жер көшкіндерінен пайда болды; төменде қараңыз). 10 000 жылдан кем тарихы бар жаңа ағындар Сионның солтүстігінде және Седар Брейкс ұлттық монументінің шығысында болды.

Эрозия және каньонның пайда болуы

Ағынды сулармен тілгену процесі каньон қалыптастыру процестерімен бірге жалғасты, мысалы, массалық құлау; шөгіндіге бай және абразивті су тасқыны жартастарды тік тас плиталары түсіп кеткенше кемітіп отырды. Бұл процесс, әсіресе, тік жарылысқан Навахо құмтасымен өте тиімді болып келеді. Эрозияның барлық түрлері тау жыныстарының бұрыннан бар әлсіз жерлерін пайдаланды, мысалы, тау жынысының түрі, литификация деңгейі және тау жыныстарындағы жарықтар мен жарылымдардың болуы. Базальт ағындары аңғарларда шоғырланды, бірақ кейінгі эрозия бір кезде жоғарыда тұрған шөгінді жыныстарды алып тастады. Нәтижесінде пайда болған инверттік рельеф – базальт қабаттарымен жабылған тізбектер, олармен аралас су ағындары бөлініп жатыр. Бұл өте жоғары жылдамдықта тілгену, ол Гранд-Каньондағы эрозияның ең жылдам кезеңінде болған жылдамдыққа шамалас. Аймақ мезгіл-мезгіл жеңіл және орташа күшті жер сілкінісіне ұшырайды, олар көбінесе тау жынысы құлауына себеп болады. Мысалы, 1992 жылдың 2 қыркүйегінде Рихтер шкаласы бойынша 5,8 магнитудалы жер сілкінісі 14 миллион куб метр (18 миллион куб метр) көлеміндегі, негізінен Моэнаве формациясының Чинле формациясының Петропавл орманы мүшесінің әлсіз сазды тасының үстінен төмен қарай сырғып құлауына әкелді. Жер сілкінісінің ошағы Вашингтон жарылысынан, оңтүстік-батысқа қарай 48 км жерде орналасқан. Үш үй мен екі су резервуары олар тұрған беткейдің 98 фут (30 метр) төмен түсіп, бірнеше сағат ішінде сол сияқты қашықтыққа көлденең созылған кезде қирады. Тау жынысы құлауы Юта штатының Спрингдейл қаласындағы саябақ кіреберісінің жанында көрінеді.