雄偉壯麗的大峽谷,是到美西旅遊必去的景點,但如此雄偉的地質景觀到底是如何形成的呢?最初科羅拉多河是怎麼開始蝕刻這片高原,最終鑿成鬼斧神工的大峽谷?科學家研究鋯石,解出這個地質史的祕密。
鋯石成分是矽酸鋯,天然的鋯石來自火山噴發,往往內含微量的鈾、釷等放射性元素,隨著時間會衰變,因此可以放射性定年法得知鋯石的形成年代。最初形成時的火成岩風化,或是火山灰中無數微小鋯石結晶被沖刷入河流,從河中掬起一把砂,裡頭可能有數百甚至數千個鋯石微粒,追蹤可放射性定年的鋯石結晶,就能推敲解讀出地質與地形的變動。
於是科學家研究科羅拉多河砂,解答一個長久以來的問題:大峽谷到底是何時形成的?
從鋯石微粒定年的地質紀錄來看,科羅拉多河最早在 1,100 萬年前就存在,但是本來並未流入海中,在 660 萬年前,本是流入一大片低窪盆地,在今日大峽谷以東處,形成一片廣大的淺水湖。
湖水水位隨著時間升高,累積百萬年,最後從盆地的邊緣找到最低的出口,在約 560 萬年前,從盆邊最低點出口處傾洩而出,強大水流切削出口處,大水才灌到今日大峽谷之處。
但是科羅拉多河也沒有就流向大海,而是在下方又積水成湖,重複這樣的過程,形成一片又一片湖泊,又一次次傾瀉而下,這過程中切出了最初的大峽谷,最終在 480 萬年前,終於抵達加州灣出海口,此後河水就在這個路線上繼續往下切削,科羅拉多河大約每百萬年鑿深大峽谷 100~160 公尺。
原本的超級大湖曾經廣達 150 公里,在湖水傾洩之後也就萎縮消失,露出來的土地,如今大部分位於納瓦荷國印地安保留區。
(首圖來源:Unsplash)






