جيولوجيا منطقة الكابيتول ريف

تمثل جيولوجيا المكاشف لمنطقة الكابيتول ريف شمالي أمريكا مشهدًا استثنائيًّا تكوَّن معظمه من رسوبيات الحقبة الوسطى (الحقبة الميزوسية). هنالك حوالي 10,000 قدم (3,000 متر) من الطبقات الرسوبية في منطقة الكابيتول ريف، تدل على ما يناهز 200 مليون عام من التاريخ الجيولوجي للجزء الجنوبي الأوسط لولاية يوتا الأمريكية. يمتد عمر تلك الصخور من العصر البرمي (الذي يرجع إلى 270 مليون عام) إلى العصر الطباشيري (الذي يرجع إلى 80 مليون عامًا). تكشف طبقات الصخور في المنطقة عن مناخات قديمة متباينة بين (متنوعة تنوع) الأنهار، والمستنقعات (تكّون التشينيل)، وأراضي الصحاري القاحلة (حجر نافاجو الرملي)، والمحيطات الضحلة (طفل مانكوس الصفحي).
ترسبت الطبقات الأولى بالمنطقة حين اجتاحتها مياه بحر ضحل في العصر البرمي، ممَّا أدى إلى ترسب الحجر الرملي أولاً، ومن ثم ترسب الحجر الكلسي في الأماكن الأكثر عمقًا. أما بعد انحسار المياه في العصر الترياسي، رسبت التيارات الغرين قبيل ارتفاع المنطقة وتعرضها للتعرية. ثم ترسب بعد ذلك الرصيص (صخور الرواهص) متبوعًا بالأخشاب والرمال والطين ورماد البراكين الذي نقلته الرياح. شهد العصر الترياسي بداية من منتصفه إلى أواخره جفافًا شديدًا متزايدًا، ترسبت من خلاله كميات كبيرة من الحجر الرملي مصحوبة بأخرى من التيارات المائية. وبحلول بحر آخر، اعتادت مياهه أن تغمر المنطقة بشكل دوري تاركة رواسب من المتبخرات. كما مدت الجزر الحاجزية، والحواجز الرملية (الكثبان الرملية)، وفيما بعد جاء مد الأحجار الرملية بالرمال، ثم تبعتها بعد ذلك الحصى من أجل الرصيص، والطين من أجل الطفل. ومع تراجع المياه ظهرت تيارات مائية، وبحيرات، وسهول منخفضة، مما جعل المكان موقعًا ممتازًا للرسوبيات. خَلف ذلك مجيء بحرٍ آخر في العصر الطباشيري (الطريق البحري الداخلي الغربي) ليترك خلفه المزيد من الأحجار الرملية والطين، لكنه سرعان ما اختفى مع بدايات حقبة الحياة الحديثة.
منذ 70 إلى 50 مليون عام مضت شكّل اللارميد الأورجيني، وهو حركة كبيرة لبناء الجبال شمال غرب أمريكا، الجبال الصخرية من جهة الشرق. من المحتمل أن يكون المرفع الأرضي قد أثر على صدع مطمور حتى تتشكل طية الواتربوكت. أما في نطاق 15 إلى 20 مليون عامًا مضت، فقد ظهر مرفع أرضي أكثر حداثة بكافة أنحاء منطقة هضبة كولورادو، بالإضافة إلى ما نتج عنه من تعرية هذا الطي من سطح الأرض. فيما بعد، رفع العصر الجليدي من معدل هطول الأمطار والتحات في العصر البليستوسيني، مما أثر بصورة خاصة على الأجزاء العلوية لطية الواتربوكت، وكشف عن طيتها، وشقَّها.

ترسيب الرسوبيات الأولي

بعض المفاهيم الهامة: المتكون/التكوين هي وحدة جيولوجية معروفة ومختصة بسمات فريدة. تحددت تلك السمات عبر فترات زمنية وطيدة الاتصال بصفتها نتيجة للبيئة الترسيبية المحددة حيث تكونت. إحدى وحدات التكوين هي العضو؛ وحدة ثانوية في التكوين، والطبقة قهي وُحَيدة (وحدة فرعية) متميزة من العضو. أما المجموعات فهي مجموعات من المتكونات/التكوينات مترابطة بشكل ملحوظ، مثال على هذا هي تلك الطبقات التي رسبت خلال فترة زمنية جافة استمرت ملايين السنيين أو غيرها نتجت عن فبضان دوري لمحيط ما بمنطقة لملايين السنين.
إن أنواع عدم التوافق المتنوعة هي عبارة عن مزجات في السجل الجيولوجي. تنتج مثل هذه المزجات بسبب انقطاع الترسيب لفترة طويلة، أو بسبب تعرية جديدة تزيل وحدات الصخور التي ترسبت سابقًا. يتبعها طبقات من الصخور مرتبة من الأقدم للأحدث حيث تسطر تاريخًا للأحداث الجيولوجية؛ لكن من الممكن لذات الترتيب أن يكون العكسي إذا ما تفحصنا قاطع حقيقي لطبقات الرسوبيات، حيث أنه وفقًا لقانون التراكب تترسب الصخور الأحدث فوق الأقدم.

تكوينات جبل السيدار، وداكوتا (العصر الطباشيري)

أتت بدايات العصر الطباشيري برسوبيات قارية نقلتها الأنهار للمنطقة، فتراكم الحجر الرملي، والحجر الطيني مشكلين حوالي 166 قدمًا (50،5 مترًا) من متكون جبل السيدار المشكل للمنحدرات. يقل في شمال، وشرق الحديقة عضو باكهورن الرصيصي الذي يبلغ سمكه 73 قدمًا (22 مترًا)، بينما يختفي تقريبًا داخلها، مما يجعل تمييز الموريسون المدفون مهمة صعبة من جبل السيدار ذي اللون الأكثر فتوحًا إلى حد ما. في هذا المتكون تم العثور على مخلوقات المياه العذبة مثل الرخويات، والصدفيات، وأيضًا الديناصورات، وحراشف السمك، وحبوب اللقاح، وجنس من السراخس يسمى التيمبيسكيا.
أصبح الهامش القاري الكسول نشيطًًا حين بدأت صفيحة الفارالون الغوص أسفل صفيحة أمريكا الشمالية. يطلق الجيولوجيون على الحركة ألبانية للجبال الناتجة الأوروجين السيفير. فصلت قوى ضاغطة الوحدات الرسوبية عن صخور قواعد هن ما قبل الكمبرية في يوتا الغربية، ونيفادا؛ ثم دفعتهم باتجاه الشرق، منتجة بذلك سلسلة جبال عالية تكونت باتجاه الغرب أدنت الكثير من أراضي يوتا مما أجاز غزو البحر. هذا تحول فيما بعد إلى بحر كبير في العصر الطباشيري يعرف باسم الطريق البحري الغربي الداخلي، الذي ظل يقسم أمريكا الشمالية بشكل دوري.
في بدايات العصر الطباشيري ترسبت رسوبيات حجر داكوتا الرملي غير البحري، الذي يبلغ من العمر حوالي 94 إلى 100 مليون عامًا على شاطئ الطريق المذكور سالفًا. يتكون المتكون الذي سمكه يصل إلى 150 قدمًا (45 مترًا) من حجر رملي دقيق الحبيبات لونه برونزي مائل للرمادي المائل للبني غني بالكوارتز ومكتنف طبقيًا مع طبقات رقيقة من طفل غني بالكربون، وفحم، ورصيص.
تم العثور على خشب متحجر في الجزء السفلي من المتكون، بينما تكون ذوات الصدفتين المتحجرات مثل الكوربولا، ومحار البايكنودونتي نيوبيريا في الطبقات العليا. يدل هذا التقدم الأحفوري على سجل للفياضانات التي كان من شأنها خلق الطريق البحري. من ثم تعرضت داكوتا للنحت حتى تمت إحالتها إلى جروف صغيرة، وأحياد/حُيُود ظهر الخنزير اللائي نراهم في القسم الجنوبي من الحديقة.

طية الواتربوكت، وبحيرة يونتا، والنشاط البركاني

منذ حوالي 50 مليون عام إلى 70 مليون عام مضو سيطرت حركة لارامايد الأوروجين على المنطقة فأنتجت الجبال الصخرية. تكونت أيضا العديد من وحيدات الميل (نوع من الطيات التصاعدية الرقيقة في طبقات الصخور) نتيجة قوى ضغط اللارمايد الكامنة. من وحيدات الميل هي طية الواتربوكت، التي هي أكبر ميزة جيوغرافية للحديقة. تبلغ هذه الطية من الطول 100 ميل (160 مترًا)، وهي ذات رصف منتظم بين الشمال والجنوب، وجهة ميل شرقية شديدة الانحدار. تعرضت صخور طية الواتربوكت من جهة الغرب لحركات رفع رفعتها أكثر ب 7000 قدم (2100 متر) من طبقات الجهة الشرقية، مما يجعل الصخور الأقدم هي المكشوفة في الجزء الغربي من الطية، والصخور الأحدث من جهة الأخرى هي التي في الجزء الشرقي. من المحتمل أن تكون هذه الطية خاصة قد نتجت نتيجة حركة ما بطول صدع في صخور ما قبل الكمبري القاعدية مختفي بشكل جيد أسفل أي من التكوينات المكشوفة. من الممكن أن تكون الهزات الأرضية الضعيفة التي تمركزت أسفل الطية عام 1979 هي نتيجة لهذا الصدع.
كان بالتزامن مع متكون طية الواتربوكت هو التطور الذي نتج من حوض بين جبلي في المنطقة. ملئت بعد ذلك بحيرة يونتا هذا الحوض بمياه نهر مستمدة من الشمال، والجنوب. وجدت هذه البحيرة الضخمة منذ حوالي 58 مليون عام حتى 35 مليون عام مضوا. إن البحيرة مسؤولة عن تكون حجر الفلاجستاف الجيري، وتكوينات الجرين ريفير الذي يبلغ سمكه حوالي 200 قدم (60 مترًا) محليًا، بينما في مكان ما آخر يكون ذا سمك مركب يصل إلى أكثر من 9000 قدم (2740 مترًا). يتكون الفلاجستاف من حجر جيري، وطوفة ،ورصيص، وهو ذو طبقات غنية بالأحفوريات لونه أبيض، تم نحته ليصبح فيما بعد حافات، ومنحدرات.
تلت قوى ضغط اللارميد الأوروجيني بعض التمددات الثانوية حيث نشأ توازن جديد، مما أحدث نقاط ضعف في القشرة سمحت بعد ذلك للصهارة (الماجما) بشق طريقها باتجاه السطح مكونة براكين مركبة غرب المنطقة منذ حوالي 25 إلى 20 مليون عام. أما داخل الطية توغلت الماجما عبر، وبين التكوينات منذ حوالي 4،6 إلى 3،7 مليون عام مضوا لتنتج  بذلك سدودًا، ووجدات متوازية على التوالي. ثارت بعض تيارات حمم بازلتية صغيرة عبر شقوق في السطح، ومن ثم استمرت نشاطات نارية بشكل متقطع بعد ذلك. أزالت عمليات تعرية متتابعة الصخر الرسوبي اللين على وجه التحديد الذي دفن السدود مباشرة، والوجدات المتوازية، والسدادات البركانية مخلفة إياهم غالبًا قائمين في هيئة تضارياس. توجد أمثلة له في الصحراء الجنوبية، ووادي الكتدرائية في نهاية الطية الشمالية.

التحات

منذ حوالي عشر لخمس سنوات مضت، تعرضت المنطقة كاملها لعملية رفع عدة آلاف الأقدام (ما يتعدى الكيلومتر)، بسبب ظهور هضبة كولورادو. لقد كان المرفع الأرضي هذه المرة متساو أكثر تاركًا أغلب اتجاه التكوينات سليم بشكل عام. حدثت معظم عمليات التعرية التي نحتت المنظر الطبيعي الحالي بعد عملية رفع هضبة كولورادو مع الكثير من عمليات قطع الأخدود التي من المحتمل أن تكون حدثت ما بين مليون لست ملايين سنة مضت. رغم المناخ الصحراوي هذا يكون للمياه الحصة الكبرى في نحت المنظر الطبيعي. كما لعبت قوة الجاذبية دور كبير في هيئة الانهيارات الصخرية أو الزحف الصخري في تشكيل خطوط الهاوية. بينما يكون للرياح دور ثانوي في عملية التعرية هنا.
تمت إعادة ترتيب نظام الصرف وجعله أشد انحدارًا حين تم رفع طية الواتربوكت. حينئذ استطاعت أنهار كبيرة مواكبة عملية الرفع بنحت طريقها عموديًا داخل الطية بشكل أسرع مثل نهر الفيرمونت، بينما غيرت أنهار أخرى مسارها مثل نهر الساند كريك ليصبح موازيًا للطية ناحتة حينئذ تكوينات أقل مقاومة. حاولت أنهار أخرى مواكبة الرفع بنحت وديان أخدودية فقط لتغير مسارها فيما بعد تاركة وديانها عالية جافة. أزالت عملية التعرية في المنطقة رواسب علوية من حقب الحياة الوسطى، والحياة الحديثة يبلغ مجموعهم 7000 قدم (2100 متر).
تطورت ظروف أكثر رطوبة، وبرودة خلال فترة عصر البليستوسين وعادت بشكل وجيز عبر فترتين على الأقل من الجليدية الحديثة (العصور الجليدية الصغيرة) في الفترة الحالية (الهولوسين). احتقنت الأنهار، والتيارات المائية المتنوعة في المنطقة بسبب ارتفاع نسبة هطول الأمطار، بالإضافة إلى ذوبان الجليد من مثلجات الجبال في جبال هينري إلى شرق الحديقة، وهضبة الأكواريوس إلى غربها. ساهمت فيضانات مفاجئة منخفضة، وانزلاقات معدنية على جوانب التلال، وكسور بالتبريد، وانهيالات جميعًا في جعل معدل التعرية أسرع بشكل ملحوظ. اقتلعت مثلجات تبلغ من العمر 20 إلى 30 مليون عام صخور بازلتية سوداء من جلمود عال، هذا غير الثاوزاند ليك ماونتين التي رسبتها في وقت لاحق أنهار في منطقة الحديقة تكونت من ذوبان جليد المثلجات، بالإضافة إلى انزلاقات صخرية، وفياضانات.