Bem, uma reinicialização difícil corrigiu o problema, por incrível que pareça.
Após a reinicialização, o computador é inicializado normalmente e agora está reconstruindo a matriz RAID 1 novamente, e a unidade adicional é marcada como sobressalente, novamente.
Assim, parece que o comando grow instantaneamente fez com que o sistema de arquivos e o acesso ao disco desaparecessem - que rapidamente, mesmo os efeitos do comando grow não foram gravados no disco.
Estranho.
EDIT: Desativa a unidade onde os dados continham setores defeituosos, portanto a primeira sincronização inicial falhou e o mdadm colocou a nova unidade (não completamente sincronizada) no modo 'sobressalente'. Minha solução temporária era escrever zeros para os setores defeituosos (o que é algo que você não deveria fazer!) Usando o hdparm (google "hdparm escrever setores defeituosos"). Por algum motivo estranho, isso funcionou (mesmo que alguns dados tenham sido perdidos) e o array conseguiu terminar sua sincronização inicial. Agora eu posso puxar a unidade defeituosa e sincronizar a nova unidade para uma unidade ainda mais recente.