科学家解读大峡谷的地质历史

大峡谷是北美洲地貌上的一大奇观,是美国亚利桑那州西南部一处令人叹为观止的地质特征,呈现出戏剧性的轮廓和色彩丰富的景观。

研究现正提供洞察,了解科罗拉多河如何以及何时流经该地区,该河流数百万年来持续的力量雕刻出了峡谷。

通过研究砂岩中微小的锆石矿物颗粒(这些砂岩由河流携带的沉积物和很久以前火山喷发的火山灰颗粒组成),研究人员设法追溯了该河流过去的路径。

研究表明,大约660万年前,该河流开始流入亚利桑那州东北部地球表面的一个大型凹陷处(称为盆地),在大峡谷后来形成的地方以东形成了一个宽阔而浅的湖泊。

研究人员发现,湖水随着时间的推移不断积聚,最终在大约560万年前开始从湖岸的一个低点溢出,流经后来成为大峡谷的地区。

他们发现,随后该河流充满并溢出大峡谷下游的另一系列盆地,最终在大约480万年前到达加利福尼亚湾,在墨西哥西北部的一个地点注入大海。

这个湖泊可能曾达到超过90英里(150公里)的宽度,但早已消失。研究人员根据当地地质构造的名称非正式地将其称为比达霍奇湖。它主要位于现在的纳瓦霍族保留地上。

"科学家们长期以来一直在争论大峡谷是何时被雕刻出来的,我们的研究为这一讨论做出了贡献,"加州大学洛杉矶分校地质学家何约翰说,他是本周发表在《科学》期刊上这项研究的共同主要作者。

"想象一下,你走到河岸边,抓起一把沙子。在那一把沙子中,有成千上万粒看起来与其他沙粒一样的沙粒。但在那一把沙子中会有几百甚至数千粒微小的锆石晶体颗粒,每一粒都是关于它来自哪里的信息宝库,"何约翰说。

火山灰的年代测定帮助确定了含有锆石的河流沙床何时沉积。

科罗拉多河发源于科罗拉多州落基山国家公园的拉普德山口,全长约1,450英里(2,330公里)。

"一个长期存在的问题是:科罗拉多河在流经大峡谷之前流向哪里?"研究共同主要作者瑞安·克罗说,他是美国地质调查局驻亚利桑那州弗拉格斯塔夫的研究地质学家。

"我们早就知道这条河流在1,100万年前就存在于科罗拉多州西部,而且直到560万年前之后才(流经)大峡谷。但直到现在,我们对它在这段时间里的位置几乎一无所知,"克罗说。

克罗说,其他地质机制也可能帮助塑造了河流的路线。

大峡谷的岩壁揭示了多达18亿年前形成的沉积岩和火山岩,峡谷长约280英里(450公里),宽达约18英里(29公里),深达超过1英里(6,100英尺或1,860米)。

"过去的研究表明,在过去一百万年里,科罗拉多河以每百万年约100米至160米(330至525英尺)的平均速度切入岩石,因此峡谷雕刻的过程仍在继续。我们今天看到的峡谷是大约五百万年河流切割和侵蚀的结果,"克罗说。

峡谷继续激发敬畏之情。

"大峡谷,世界自然奇观,吸引了几乎每个看到它的人的注意和好奇心。人们以不同的方式与它产生联系。但我认为许多人,即使是那些很少思考地质学的人,在看到大峡谷时也有类似的问题。峡谷是如何形成的?峡谷是何时形成的?这些是我们努力回答的问题,"克罗说。

"地球的构造如此裸露,呈现在我们面前,"何约翰谈到峡谷的岩壁时说。"这让人感到不安,因为我们要通过高耸的岩壁的坚固性来设想数百万年的地质时间。" – Rappler.com