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科罗拉多大峡谷的形成(科罗拉多大峡谷形成的地质作用)

更新时间:2025-05-09 16:44作者:佚名

地质学史的教科书——科罗拉多大峡谷

科罗拉多大峡谷是世界七大奇景之一。在1979年,科罗拉多大峡谷被联合国教科文组织认定为世界自然遗产。

科罗拉多大峡谷地处美国西南部地区,它的形成是由于科罗拉多河长期侵蚀的结果。“科罗拉多”在西班牙语中意为“红河”,这与当地河流中的泥沙携带的物质有关。

科罗拉多大峡谷崖壁上裸露的岩层年代跨度非常大。我们可以从谷壁观察到从古生代至新生代各个时期的地层,并且含有各个地质年代具有代表性的生物化石,层次清晰,色调各异,为人们了解地质变化提供了充分的依据。因而,科罗拉多大峡谷被誉为一部“活的地质教科书”。

在高原顶面上分布有凯巴布石灰岩,其形成时间约在2.5亿年前,环境以浅海、靠近海岸为主。在该岩层中可以发现贝壳、海绵、珊瑚等生物。凯巴布石灰岩岩层越往下年代越久远,直至谷底的毗湿奴片岩岩层。毗湿奴片岩层形成于17亿-20亿年前,环境以变质岩、熔岩等为主。

许多岩层是在温暖的浅海、沿岸海滩或是沼泽地中沉积下来的。这说明了北美大陆海岸线反复向前推进或后退。但是还有一些岩层是在沙漠中以沙丘形式沉积下来的。根据这些特征能够反映出当时的环境与其他岩层形成的环境具有一定的差异,同时也说明了北美大陆的气候处于不断变化的状态。

由于裸露的部分不同,岩层所呈现的年代也有所差异,因此,当我们行走在科罗拉多大峡谷的不同位置时,可以感受到不同年代的地质烙印。

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科罗拉多大峡谷举世闻名,你知道关于它的10个重要事实吗?

科罗拉多大峡谷国家公园位于美国西部亚利桑那州西北部的科罗拉多高原上,占地面积4933平方千米,成立于1919年。峡谷由于受到科罗拉多河的强烈下切作用而形成,所以又称科罗拉多大峡谷。它大体呈呈东西走向,全长350千米,平均宽度16千米,最深处2133米,平均深度超过1500米,科罗拉多河从谷底流过。

1869 年,美国炮兵少校鲍威尔率领一支远征队,乘船航行,从科罗拉多河上游一直到大峡谷谷底。他将自己所目睹的峡谷风光、经历的惊险,写成游记,广为宣传,引起了全国的注意。

1911 年建立了科罗拉多国家保护区。1919 年美国国会通过法案,将大峡谷最深最壮观的一段长约170 公里划为大峡谷国家公园,现公园已被联合国教科文组织列入世界自然遗产之一。

大峡谷山石多为红色,从谷底到顶部分布着从前寒武纪到新生代各个时期的岩层,层次清晰,色调各异,并且含有各个地质年代的代表性生物化石,被称为“活的地质史教科书”。

1979年,根据自然遗产遴选标准,大峡谷国家公园被联合国教科文组织世界遗产委员会批准作为自然遗产列入《世界遗产名录》(编号75),成为美国世界遗产之一。

作为地球上最容易辨认的景点之一, 科罗拉多大峡谷多年来在许多旅行者的清单上赢得了一席之地。它的纹理岩石的分层颜色揭示了数百万年的地质历史,而沙漠景观已经成为无数独特的植物和动物的家园。

下面介绍关于科罗拉多大峡谷国家公园的10个重要的事实,看看你知道吗?

大峡谷国家公园总面积为1904平方英里(约4933平方千米),占地1218375英亩,足以覆盖整个罗德岛州。

大峡谷本身有277英里长,18英里宽,最深处有6000英尺深,尽管这个公园并没有包括整个峡谷。换个角度来看,从公园内的北缘游客中心到南缘游客中心的车程约为200英里,大约需要4个小时。

大峡谷的海拔在2460英尺到8297英尺之间,因此它经历了各种不同的天气条件。因此,海拔的突然变化实际上影响了温度和降水,海拔每下降1000英尺,温度就会增加约5.5华氏度。

根据国家公园管理局的数据,大峡谷国家公园有记录以来最冷的温度是1985年在北缘零下22华氏度,而最热的温度是120华氏度,在仅8英里外的幻影牧场。

几千年来,燃烧的自然过程一直是科罗拉多高原生态系统的重要组成部分。控制的燃烧不仅有助于缓解与荒野和城市交界面有关的问题,而且还能稀释森林中的“燃料”(枯叶和树枝等容易燃烧的材料),回收营养物质,使新植物更容易生长。

公园有一个专门的管理部门来控制燃烧,成员的任务是用火来保持生态系统的自然平衡。

在大峡谷的地质构造中,至少有1000个隐藏的洞穴,尽管只有几百个被正式发现和记录下来。过去,科学家们曾在洞穴中发现过重要的矿物构造和史前器物,但这些洞穴也为穴居野生动物提供了栖息地。

公园管理人员经常会处理未经授权的洞穴进入,甚至是试图在天然岩壁上雕刻的游客的破坏行为; 不幸的是,由于洞穴保存完好,这些痕迹是不可逆的。圆顶洞穴是大峡谷国家公园唯一对公众开放的洞穴。

大峡谷国家公园是由一层又一层的沉积岩组成的,这些沉积岩大约在20亿年前开始形成。最年轻的岩层被称为凯巴布组,大约有2.7亿年的历史,比主峡谷本身要古老得多。

7000万到3000万年前,板块构造抬升了整个地区形成了现在所谓的科罗拉多高原。然后,大约在500万到600万年前,科罗拉多河开始向下侵蚀,再加上侵蚀作用,帮助创造了大峡谷。

毫无疑问,大峡谷国家公园内丰富的地质历史是保存化石的完美场所。虽然你找不到任何恐龙化石(构成峡谷的岩石实际上比恐龙时代还早),但古代海洋物种、海绵和更晚近的陆地生物的化石,如蝎子、爬行动物,甚至是蜻蜓的翼印,都是丰富的。

科罗拉多大峡谷的形成(科罗拉多大峡谷形成的地质作用)

最古老的化石可以追溯到12亿至7.4亿年前的前寒武纪,而一些较晚的标本则来自5.25亿至2.7亿年前的古生代。

1903年,当美国第26任总统、狂热的博物学家泰迪·罗斯福第一次参观大峡谷时,他立即感到有必要保护它。

据报道,在参观完大峡谷后,他说:“大峡谷让我充满敬畏。这是无法比较的,无法描述的;在世界范围内绝对无与伦比…让这个伟大的自然奇迹保持现在的样子吧。不要破坏它的宏伟、崇高和可爱。”三年后,他签署了大峡谷野生动物保护区法案,两年后,他创建了大峡谷国家纪念碑。

从野牛、麋鹿到美洲狮和蝙蝠,大峡谷国家公园是90多种不同哺乳动物的家园——该公园的哺乳动物物种多样性甚至比黄石国家公园还要高。

虽然游客经常会看到鹿和松鼠等动物,但该公园也有更稀有的物种(如亚利桑那州的州动物环尾猫)。

由于频繁的洪水、淤泥和季节之间的极端温度,现在在公园里只发现了五种本地鱼类。该公园原有的8种本地物种中,有6种现在只在科罗拉多河流域发现。

这些物种中有两种被列入濒危物种法案,从1967年开始濒危的驼背鲑和1991年被列为濒危物种的野猪吸盘鱼。

有六种响尾蛇生活在大峡谷国家公园内,每一种都有自己独特的颜色图案。

蛇有助于控制啮齿动物的数量,从而防止疾病的传播和某些植物的过度放牧。其中一种蛇被称为大峡谷粉红响尾蛇(Crotalus oreganus abyssus),它在世界上其他任何地方都找不到,只有在大峡谷国家公园的边界内才有。

资料来源:Katherine Gallagher,10 Dramatic Facts About Grand Canyon National Park。

美国西海岸三大裂谷,科罗拉多大峡谷旅游攻略

2011年8月19日至28日参加了 美国西海岸 10天游,相距游览 美国 著名的三个大峡谷:錫安峡谷(Zion Canyon)及布莱斯峡谷(Bryce Canyon)以及 科罗拉多大峡谷 (GREAT CANYON)。

这三个峡谷都分布在科罗拉多高原上:大峡谷最西,錫安峡谷居中,布莱斯峡谷最东。

来到布莱斯峡谷时,是8月23日一个阳光灿烂的下午。当我们沿着峡谷旁边的布道往峡谷看时,只觉得色彩斑斓绚丽, 非常震撼。颜色鲜艳,以橙黄色,红色和白色为主的岩石形态各异,似人非人,似物非物。早期的土著人称之为岩柱(HOODOO)。认为这些岩柱是可以演变成人的,但是它们太邪恶,就唆使土狼把他们变成石头。一排一排的岩柱,犹如一个个整齐站立的兵马俑战士。场面恢宏,气势雄伟。

布莱斯峡谷就是一个巨大的露天剧场,它长19公里,宽5公里,深240米,最高的人形 石柱 有6米高。这些岩石还在不断的风化和侵蚀。导游说,如果晚上来这里,会听见岩石噼里啪啦像放鞭炮似的分崩离析的声音,犹如交响曲正在上演。

布莱斯峡谷准确的说不是一个峡谷,只是一个低洼地。不像其他俩个峡谷,由河流切割而成。大约在1000万年前,由于板块构造运动,整个科罗拉多地区整体抬升1500至3000米,形成了现在的科罗拉多高原。

没有抬升前,处于海水覆盖的布莱斯地方有厚厚的沉积岩相互叠加。抬升后,沉积岩被成年累月的风吹雨淋后,形成现在的地貌。

沉积岩中有垂直节理和水平节理。风雨的侵蚀作用以及气候的冷暖变化会把抗蚀力小的岩层,较软的岩层风化和冲刷掉,留下了较硬的岩层或者留下了被较硬岩石覆盖的软沉积岩,这就是 石柱 的成因。

(图1)布莱斯峡谷奇观

(图2)沉积岩中垂直节理和水平节理清晰可见。好似两只情意深深的骆驼相互凝视,互诉衷肠。

(图3)岩层中的红色,是由于岩石中的铁和锰和空气接触后产生的氧化反应。我在峡谷旁的布道上走时,发现一个鬼妹坐在一把简易的椅子津津有味在看书,看累了就用天然剧场的鬼斧神工的自然之杰作来调剂。椅子距离前面不到一米处就是深达百米的悬崖。中间没有护栏。她的淡定和从容,临“危”不惧,是我等胆小如鼠辈望尘莫及的。

(图4)峡谷里绿色树林和淡红色形成鲜明的对比。

科罗拉多高原的整体抬升是有不同的速率的,如果说东部布莱斯峡谷抬升较快,较高的话,位于中间的锡安(ZION) 峡谷则是较慢速度隆起的。锡安峡谷长24公里,深800米,与布莱斯峡谷不同的是,锡安峡谷是真正意义上的峡谷。是地面抬升和河流(维琴河)下切合力形成的。8月24日早上,我们一大早便来到了锡安公园,第一站是棋盘石山(CHESSBOARD MESA)。顾名思义,棋盘石山是一座高大的岩体,上面整齐刻画出一格一格的形状,犹如我们下棋的棋盘。

(图5)棋盘石山由红色与黄褐色的纳瓦霍砂岩组成。纵线是由于雨水的流蚀,横线是由于风吹形成的。

(图6)近距离观看巍峨耸立,陡峭险峻的山体。导游一直说岩石最高处的下方有一个巨大的中文字,可我努力了半天也没有看到。看来这也是有诚则灵的故事。游览完棋盘石山后我们就沿着锡安峡谷景观路线(Zion Canyon Scenic Drive)沿着河流( Virgin River)北上,深入峡谷。途经一条长长的仅容一车通过的建于悬崖边山体隧道。汽车缓慢行驶,每隔一段距离,就会有一个露天的景观窗口。我们一车人对突然从黑暗中出现的美丽景观都发出由衷的赞叹。正如早期拓荒者所言:“它们是上帝的神殿, 非人类之手所建”。

(图7)锡安峡谷高大险峻的超连贯岩体。图中是我们旅游大巴和团友。

科罗拉多大峡谷的形成(科罗拉多大峡谷形成的地质作用)

(图8)峡谷一边高峻的岩体。

游览完布莱斯峡谷和锡安峡谷后,8月25日我们来到了举世闻名的 科罗拉多大峡谷 。它位于科罗拉多高原的最东部,也是科罗拉多河及其支流切割最深的峡谷。峡谷大总长446公里,平均深度有1200米,最深处有1900米。宽度从0.5公里至29公里不等。科罗拉多高原抬升时,科罗拉多河及其支流切割层层沉积岩,由此形成了大峡谷。我们先是旅游大巴,到了专属于印第安HUALAPAI的地盘时,就换车乘上了他们的巴士。沿着崎岖的沙漠路,来到了观景区。一路的颠簸,一路的尘土。你会思考,这么一个著名的风景区,路为什么不修好点?

(图9)通往大峡谷属于印第安人HUALAPAI地盘上的沙漠小路,汽车驶过,一路尘土飞扬。到了大峡谷西缘景区,里面人头传动,人山人海。导游安排好我们迅速排好队。那天,有好多好多的游客,挤得满满当当。80%以上是我们 中国 人。有三家直升飞机旅游公司运营,其中游客最多的是DAVID JIN开办的公司。DAVID是美籍 上海 人,此人头脑活络,胆识过人。 美国 没有钱,他说他出钱,回 中国 融资, 和美 国当地政府及印第安人谈判,揽下了修建巨无霸“空中走廊”的项目。这个玻璃桥悬空1200多米,能承重71架波音747的重量。巨大的圆形走廊三分之二埋藏悬崖边的陆地上,剩下的三分之一悬空露出。就是我们要花32美金观看的“天空布道”。他还开办附带的直升飞机旅游公司。180美金一人。其他两家同样的直升飞机旅游人数寥寥几人,而他的公司却让我们坐等了2个多小时。最后说不飞了,说峡谷底部高温50多摄氏度,对直升飞机的发动机过热有不利影响。

(图10)五人一组坐上飞机后,就直奔大峡谷底部飞去。沿途所见,惊心动魄,悬崖峭壁,万丈深渊。色彩斑斓的层层岩石触手可及,这些岩层都是藏于海里的沉积岩被板块构造运动抬升1500至3000米后,提升科罗拉多河流体系的海拔高度,降雨量增大。但并未足以改变大峡谷地区半干旱的气候。随后的山体滑坡及其它块体移动又造成了河流袭夺,种种这些都会加深、扩展干旱环境中的峡谷。

(图11)层层叠嶂的岩石犹如巨型小说中的书页,形状各异是由于差别侵蚀造成的。

(图12) 科罗拉多大峡谷 。大峡谷最深处約1900公尺。,峡谷岩层显露无遗。从谷底至顶部沿壁露出从前寒武纪到新生代各期的系列岩系,水平层次清晰,岩层色调各异,并含有各地质时期代表性的生物化石。

(图13)大峡谷沟壑纵横。

(图14)大峡谷景观。

(图15)直升机飞行员把飞机开得离悬崖只有几尺之遥,把一位女乘客吓得闭上了眼睛。

(图16)直升机把我们载到河边的停机点。

(图17)我们坐上这样的游船(POTOON)逆流而上。

(图18)还有一帮游客准备坐没有遮阳的气垫船。

(图19)游船驾驶员。

(图20)河岸的岩石。

(图21)河上的游客。

(图22)穿越大峡谷的科罗拉多河主河道的河边景色。由于大峡谷深达1200多米,你会发现植被的垂直变化。地表可见浅浅的森林植被,而到了谷底就光秃秃的。

(图23)直升飞机刚起飞时的地表植被:矮矮的草丛密密麻麻。

(图24)峡谷底部气温明显高于地表,植被干枯。

(图25)悬空于1200多米高的“空中布道”。坐完直升机回到地面,我们来到了大峡谷西缘最为著名的SAKYWALK。我没有买门票进去,只是照了一张像。导游本来说好是下午4点集合回程的,但考虑到部分团友去了大峡谷的南缘,多费时2-3个小时,所以我们的集合时间推迟到下午5点。

(图26)周围没有栏杆,脚下就是万丈悬崖。

(图27)科罗拉多河纵贯其中。

在由板块活动引起的造山运动以及地壳隆起的共同作用下,海平面形成的沉积岩被抬高上千英尺,从而形成了科罗拉多高原。海拔的升高导致了科罗拉多河流域降雨量的增加,但并未足以改变大峡谷地区半干旱的气候。随后的山体滑坡及其它块体移动又造成了向源侵蚀与河流袭夺,这些都倾向于加深、扩展干旱环境中的峡谷。大峡谷之所以如此之深、其岩层(大部分在海平面以下形成)如此高耸,可能要归功于大约6500万年以前科罗拉多高原将近1500至3000米的抬高。这一抬高使科罗拉多河及其支流的倾斜度*增加,从而加快了其流速、增强了其下切岩石的能力。科罗拉多河盆地(大峡谷是它的一部分)已有4000万年历史,但大峡谷本身的历史或许还不到600万年(大部分侵蚀是在最近200万年内才发生的)。所有这些侵蚀的结果就是——造就了地球上最完全的地质宝库之一。在冰河时期,相对较潮湿的气候使古科罗拉多河水系的总水量有所增加,从而加快了其下切河道的速度。530万年前,加利福尼亚湾(Gulf of California)被打开,使得古科罗拉多河河床位置降低。这一变化直接导致下切侵蚀比例的增加。从那时起至120万年前,古科罗拉多河下切到了与现在相差无几的深度。如今呈阶梯状的岩壁是由差别侵蚀造成的。100万年前,该地区的火山活动(大多数在峡谷的 西部区 域附近)产生了大量火山灰与熔岩(甚至曾将河道完全阻塞),随后沉积形成火山岩——这是峡谷中的最为年轻的岩石。

(图28) 科罗拉多大峡谷 岩层由上至下的分布。6 是Hermit,Coconino,Toroweap和Kaibab 组岩层:6d -Kaibab石灰石、6c-Toroweap地层、6b-Coconino砂岩、6a-Hermit页岩;5-Supai组 岩层 :5d-Esplanade地层、5c-Wescogame形成、5b-MANAKACHA形成、5a-WATAHOMIGI形成;4- Temple Butte, Redwall, and Surprise Canyon地层:4c-SURPRISE CANYON形成、4b-REDWALL石灰石、4a-Temple Butte石灰石;3-Tonto 地层:3c-Muav石灰石、3b-Bright Angel 页岩、3a-Tapeats砂岩;2-Grand Canyon Supergroup 大峡谷超级组岩层;1-Vishnu组:1b-Zoroaster花岗岩、1a-Vishnipou 片岩。照片大峡谷游客中心。 由丹尼尔·梅耶(Daniel Mayer)拍摄和修改。一般说来,片岩和页岩比砂岩和石灰岩更容易被侵蚀。

本文章来源于马蜂窝——阙机龙

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用户评论

江山策

一直想去科罗拉多大峡谷看看,听说它是地球上的奇迹啊!

    有7位网友表示赞同!

杰克

原来是地质作用千百年慢慢形成的,真让人佩服自然的力量。

    有19位网友表示赞同!

余笙南吟

学*一下地质知识,了解大自然的奇观是如何形成的。

    有9位网友表示赞同!

七级床震

科罗拉多大峡谷的景观超级壮阔,简直令人叹为观止!

    有18位网友表示赞同!

爱到伤肺i

以前只听闻科罗拉多大峡谷的美景,现在终于知道它的形成要经历怎样的过程了。

    有6位网友表示赞同!

漫长の人生

这篇文章正好可以弥补我之前对地质知识的了解不足。

    有9位网友表示赞同!

旧事酒浓

看来自然的力量真是不可小觑啊,一个小小的岩石被切割成这样壮阔的景象!

    有8位网友表示赞同!

别伤我i

科罗拉多大峡谷是地球上最美丽的风景之一,它的形成故事也无比动人。

    有16位网友表示赞同!

青山暮雪

学*地质学真能让人对世界充满好奇和敬畏之心。

    有14位网友表示赞同!

罪歌

我猜想形成这么大规模的峡谷需要漫长的岁月吧!

    有15位网友表示赞同!

男神大妈

这篇文章给我打开了新世界的大门,让我更加了解地球的变迁过程。

    有11位网友表示赞同!

孤街浪途

下次去科罗拉多大峡谷的时候,我会更珍惜那壮观的景色,因为它背后蕴含着如此深刻的历史和自然规律。

    有8位网友表示赞同!

入骨相思

读完这篇文字之后,我对大自然的创造力和破坏力有了更深入的领悟。

    有19位网友表示赞同!

雪花ミ飞舞

我希望以后有机会亲眼见证科罗拉多大峡谷的美景,感受它的壮阔和神秘!

    有14位网友表示赞同!

陌然淺笑

科普文章总是让人眼前一亮,原来这些美丽的风景背后隐藏着如此精彩的故事!

    有7位网友表示赞同!

情字何解ヘ

感谢作者分享这个丰富多彩的知识,让我对科罗拉多大峡谷有更深入的了解。

    有5位网友表示赞同!

盲从于你

下次跟伙伴去旅行,可以带他们一起去科罗拉多大峡谷感受一下自然的神奇力量!

    有8位网友表示赞同!

恰十年

我相信很多人和我一样,都非常希望能亲自踏足科罗拉多大峡谷,体验它的美景和历史。

    有13位网友表示赞同!

轨迹!

这篇文章让我更加热爱学*地质学,了解地层和岩石之间的关系真是太有趣了!

    有17位网友表示赞同!

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