第六章 揭开地形演变的秘密 之 6、峡谷的成因
2012-01-12 20:25阅读：
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峡谷的概念
所谓峡，是指两山夹水的地方，河流经过的深而狭窄的山谷。谷，是指两山或两块高地之间的狭长而又有出口的地带。因此，峡谷不仅在山区有，在高原或平原上照旧能形成，只是形态和大小不一而已。在世界上，几乎各个国家或地区都有不同形态的峡谷。有些国家或地区的峡谷就十分著名，譬如，我国的长江三峡为世界所瞩目，尤其建设了世界最大的三峡大坝水力发电，更是轰动了世界。再以美国为例，在它的西南部就有布莱斯峡谷、锡安山大峡谷、黄石大峡谷、科罗拉多大峡谷、约塞米蒂谷、死谷等等，这些峡谷以其奇特的形态和生物生存状态吸引着人们，到那里去旅游，去探索，甚至人们冒着生命的危险去探察未知世界的新鲜事物。
世界上有许多的峡谷充满了神秘和不可思议，就因为它的深邃会给人一种壮美感，就因为它的静谧会感到那里笼罩着一种神秘乃至恐怖的气氛。可是，人们对于为什么会形成这种环境并不清楚。因此，引起了人们的极大兴趣，大峡谷的形成问题成为许多研究家们一直在探索的问题，特别是引起了地质学家们的探索的热情，对这些峡谷究竟是怎么形成的？要探索个究竟。可是，有许多问题无法解释清楚，譬如，美国的科罗拉多大峡谷就是典型，有许多悬疑之谜至今也没有揭开。
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峡谷的成因
大自然变化万千，峡谷的形成是大自然的鬼斧神工，而地壳运动的原动力起到了绝对的作用。因为有了高山才有了低谷，有了低谷才有了河流瀑布。它的形成不外乎几种情况：一是从河流的源头开始，冰川的流淌，石头沙砾对山体的摩擦，它可以使山体形成陡峭的山崖和兀立的山峰；二是洪水的汇流，两岸的山体长时间经受水流的冲刷，使河道越来越深。三是地壳运动中
的形成的推动力和拉伸力改变了自然的形态，挤压力使地壳高高隆起，而拉伸力使地壳被拉伸而塌陷和撕裂，形成了峡谷。第三条是大自然发生变化的最重要的因素。
地壳运动规律已经明晰，山脉的走向基本上是同地壳运动的方向是垂直的。山脉的形成是推动力和挤压力的结果，挤压力使地壳产生向上隆起的力，造就了高山峻岭，有挤压力就有拉伸力，拉伸力造就了山脉前后的平原或盆地。河流的走向基本上同山脉的走向是平行的。因为什么呢？就是因为河流流过的地区是被拉伸而塌陷的地区。譬如美国著名的密西西比河，它的走向就同落基山脉的走向一致。欧洲的多瑙河，它的走向就同阿尔卑斯山脉走向一致，我国的长江、黄河，它的走向也是同山脉的走向一致的。相反，南美洲的亚马孙河的走向却是同安第斯山脉垂直的，这是为什么呢？就是因为由于南美洲大陆的顺时针偏转使得地壳被拉伸而形成了亚马孙平原。如果山脉的走向同地壳运动的方向不是垂直的，说明地壳运动中形成的力发生了的复杂变化。同样，如果河流的走向同山脉的走向不一致，也说明了地壳运动中的力发生了复杂的变化。
峡谷形成原理图
喜马拉雅山脉的走向是同地壳移动的方向是垂直的，那么。按理横断山脉的走向应当是同喜马拉雅山脉的走向是一致的，可是为什么扭转了方向，同地壳移动方向一致了？就是因为非洲大陆的牵动，中国黄海古陆的分裂和喜马拉雅山脉想西南方向移动，造成了印度洋沿岸的印度古陆向南扩张，结果形成了顺时针偏转的印度大陆，同时形成了中南半岛向南移动，于是导致了喜马拉雅山脉的东端扭曲，形成了横断山脉。这里是长江上游的峡谷地带，由于横断山脉持续的向南移动，那么，峡谷地带的位置也一定是在变化，所以上游一直在向南改变。
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科罗拉多大峡谷究竟是怎么形成的？
科罗拉多大峡谷是闻名于世界的奇异景观，在那里，沟壑纵横，奇峰兀立，形态怪异，让人叹为观止。科罗拉多大峡谷究竟是怎么形成的？有人认为，那是由于洪水的冲刷和风雨侵蚀形成的。实际上，科罗拉多大峡谷的形成就是由于地壳的偏转造成的。它的形成同东非大裂谷的形成没有什么大的差别。也就是说，理解了东非大裂谷的形成原因，对科罗拉多大峡谷的形成也就很容易做出解释。
科罗拉多大峡谷成因图
但是，板块理论把东非大裂谷的形成解释为是由于地下岩浆的热能释放造成的，把大裂谷的形成同所谓的大洋中脊理论联系了起来。正因为板块理论对东非大裂谷的解释是错了的，所以，对科罗拉多大峡谷的形成无法出解释。
事实上，科罗拉多大峡谷的形成则是南美洲大陆的顺时针偏转造成的。在解释这个问题时，首先要回溯历史，设想一下科罗拉多大峡谷还没有形成的原始状态是什么样子。当北极古陆开始分裂时，北美洲大陆和南美洲大陆向西南方向移动，形成了西高东低、南高北低的地形地貌，产生了科迪勒拉山系。南美洲大陆发生顺时针偏转而产生巨大的偏转力，这个力施加在北美洲大陆的南部，使大陆边缘被撕裂，因此，产生了加利福尼亚半岛和加利福尼亚湾。加利福尼亚湾不断
科罗拉多大峡谷形成过程图
扩宽，地面形成的塌陷和裂隙从加利福尼亚湾向北拉斯韦加斯方向以东扩展。由于落基山脉的冰川和滚滚洪水的冲刷，使大量的泥沙流入了这里的几十公里深的裂隙和沟壑，形成了新的地平面。可是，南美洲大陆持续的偏转，加利福尼亚湾继续扩宽，新的塌陷和裂隙继续产生，大量的泥沙流入裂隙，填平沟壑，又形成了新的地平面。由于冰川和山洪年复一年、周而复始的形成，科罗拉多大峡谷不断的在扩展，地平面不断的在降低，所以，形成了现在的大峡谷的状态。
实际上，客观的解释了科罗拉多大峡谷现在的状态。说明了为什么这一带地区的海拔高度比较远古时期高出1000多米。另外，现在的科罗拉多大峡谷在科罗拉多河的一水之隔，南北两壁的自然环境却大不相同，南壁海拔在1800—2000米，气候干燥，植物稀少，而北壁高出南壁400—600米，气候寒湿，林木苍翠。冬季冰雪覆盖，谷底气候干燥，呈现半荒漠景观。北壁和南壁为什么会出现如此大的差别？如果科罗拉多大峡谷地区没有经过拉伸，没有受到由于南美洲大陆的逆时针偏转形成的撕拉的力施加在大峡谷一带。那么，就不会形成大峡谷，也就不会出现南壁和北壁在海拔高度上的明显差别了。大峡谷经历了几十亿年冰、风、雨、雪循环不断的侵蚀，已经使大峡谷完全改变了原来的模样，变成了沟壑纵横。奇峰兀立的景象，使得大峡谷充满了神秘感。落基山脉的冰川和山洪继续流淌，科罗拉多河也就是在这样一个环境下形成的。科罗拉多大峡谷就是在不断的增高，不断的在经受拉伸，不断的被洪水冲击。不断的被泥沙填平的沟壑，又被拉伸而产生裂隙，又被填平，在这样一个周而复始的循环过程产生的。
对科罗拉多大峡谷的形成过程的解释，揭示了大自然的秘密，使我地壳运动和变化的原理和规律性又有了进一步的认识。
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科罗拉多大峡谷砂岩的成因
美国西部科罗拉多大峡谷，大峡谷的砂岩覆盖了美国西部35万立方米的土地，美国的地质学家们对大峡谷砂岩的形成一直迷惑不解，他们认为，这些砂岩的形成大约在3亿年前，可是，砂岩究竟是从哪里来的？怎么来的呢？众说纷纭。大多认为是从落基山脉来的，落基山脉是在3亿年前从新墨西哥州南部起源，向北至科罗拉多州北部。亚利桑那大学的地质学家认为，大峡谷里有一半的沙子是几千公里以外的阿帕拉契山的一部分，是河流带着这些沙子西行，沉积在怀俄明海岸线上，风又将它们向南吹，吹到了科罗拉多大峡谷一带，堆积成沙丘。一些地质学家分析岩石中含铀的锆石颗粒，应用由铀衰减为铅的年代测定技术，表明有一半的沙子来自美国东部阿帕拉契山，有四分之一来自落基山，其余来自加拿大境内。究竟怎么来的，至今也没有结论。
从美国科学家们对样品的分析工作，可以看出他们对科学研究的执著精神。同时，也说明了板块理论给人们的思想带来多么大的妨碍。由于他们坚持板块理论，所以他们认为落基山脉是从南向北而来的，就像认为印度大陆是从南极来到喜马拉雅山下一样，这些研究家们的研究工作用板块理论做向导并不奇怪，但是，正是因为这个原因，越是研究越是迷茫。以错误的板块理论为基础，使得美国的研究家们无法解释清楚这些困惑的问题。其结果是美国地学家们对自己正确的研究结果发生怀疑，弄的众说纷纭，无法验证。
归根结底，是对地壳运动的原动力的认识问题。科罗拉多大峡谷砂岩的形成同我国的黄土高原的形成是一样的。绝不是大风刮来的。北美洲大陆是在向着西南方向运动，在这样一个前提下，我们可以轻松的理解加拿大的沙粒和美国东海岸的沙粒，都可能在复杂的地壳运动中到落基山脉来安家落户。落基山脉的南部正是科罗拉多大峡谷，所以，落基山脉的沙粒也很容易向西南方向运动，来到科罗拉多大峡谷一带安家落户。这里还要明确一点，那就是，由于拉丁美洲与中美地峡的偏转形成了巨大的拉伸力，这个拉伸力造成了加里福尼亚半岛的诞生，同时，也造成了科罗拉多大峡谷的诞生和科罗拉多河南部大沙漠的诞生。而科罗拉多大峡谷砂岩的形成，不能忽视另一个重要因素，那就是海样的暴涨。
2-3亿年前海洋的暴涨，由于海平面上涨了 100米以上，整个地球表面几乎1/3的土地被淹没，时间延续了至少几百万年。因此，太平洋的海水不仅淹没了墨西哥湾北部的大陆，也经加里福尼亚北部流进科罗拉多河的周围地区。当海水退去时，科罗拉多就形成沉积的砂岩。在经过漫长的岁月，经受洪水的冲击，风雨的侵蚀，完全改变了科罗拉多的模样，留下阴森凄凉的砂岩古原。如同我国桂林一带的石灰岩山的形成和武陵源的一些砂岩山峰的形成。
科罗拉多大峡谷砂岩的形成，还有一个不能忽视的因素是地壳的隆起。”北美洲大陆地壳向西南方向运动，形成了西高东低、南高北低的地形地貌。当淹没大陆的海水逐渐退去时，沙子的沉积层逐渐暴露出来，同时，这里位于大陆的西南部，在科里奥利力的作用下继续隆起，经过了几亿年，砂岩也随着高高的隆起了，这里的地形地貌发生了变化。科罗拉多大峡谷的形成也是如此。地壳被拉伸而塌陷，又被洪水冲刷的越来越低，而没被继续拉伸和被洪水冲刷的地方，地势越来越高，所以，产生了地形地貌的奇怪变化。
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美国死亡谷的成因
在美国西南部加利福尼亚州和内华达州相接壤的地方，那里是一片起伏连绵的群山，在群山之中，有一个山谷长达225公里，最宽达26公里，最窄处5公里。面积达1400平方公里。这个山谷被人们称为死亡谷。为什么人们称它为死亡谷呢？就是因为这个山谷悬崖陡峭难行，气候干燥难忍，自然环境十分恶劣。曾经先后有人进了山谷，结果送了性命，连尸体都没有找到。有的幸免离开了山谷，可是事后也不明不白的死去。所以，在人们中产生一种恐惧心理，管这个峡谷叫死谷。死亡谷在很多国家都有，譬如，在意大利、印度尼西亚等，由于人们走进了峡谷，往往死去，而且死的不明不白。在人们中形成了恐惧心理是很自然的。
美国的死亡谷（死谷）的形成同莫哈维沙漠的形成和科罗拉多大峡谷的形成有关系。因为：一、死亡谷同莫哈维沙漠为邻，与科罗拉多大峡谷很近。沙漠和大峡谷是怎么形成的呢？都是由于地壳经受强烈的拉伸力形成的，死亡谷也正是处于拉伸的位置，所以，死亡谷也是由于拉伸力的作用而形成的；二，一些科学家对死亡谷的地貌变化专门的进行了考察，他们在峡谷里发现了大断层，这个断层是怎么形成的呢？显然，这是由于拉伸力造成的。三、同加利福尼亚半岛和加利福尼亚湾的形成有关系。南美洲大陆的顺时针偏转造成这里的大陆被撕裂，产生了加利福尼亚半岛和加利福尼亚湾。这个撕拉力的延伸，正施加在死亡谷一带。
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纳米比亚鱼河大峡谷的成因
在纳米比亚的南部有一条非洲著名的鱼河大峡谷，它仅次于美国的科罗拉多大峡谷，成为世界地二大峡谷。这条自然形成的大峡谷长160公里，宽27公里，深550米。这条大峡谷在峭壁悬崖间突然向南部高原伸展，气势磅礴，十分壮观。在大峡谷谷底有许多洞穴，穴中常常有水，成群的鱼在水中追逐。它的最南端风景秀丽，有著名的艾-艾斯温泉，被称为最受欢迎的徒步探险的地方。大峡谷是自然形成的，但是，任何自然的形成也都有它的客观原因。因此鱼河大峡谷的形成也不例外，有它的客观原因。有些大峡谷形成的客观原因是显而易见的，有些则不同。鱼河大峡谷形成的原因从地壳移动的动态进行分析，同非洲大陆的顺时针偏转有直接关系。莫桑比克东部大陆边缘由于拉伸而塌陷并撕裂，裂口逐渐扩大，形成了现在的状态。而在安格拉和纳米比亚之间的西部海岸相反，却承受了挤压力，那么，在莫桑比克以西的博茨瓦纳和纳米比亚，却都承受了拉伸力的作用，复杂的力的变化，使地壳被撕裂和延伸，纳米比亚的鱼河大峡谷就这样诞生了。
7）
加拿大马更些大峡谷的成因
位于加拿大西北端的马更些河支流—南纳汉尼河上，面积2700平方公里的土地，曾经是加拿大古代纳汉尼部族生息的地方，现在仍然保留了自然的原始状态，成为加拿大的500多个国家公园之一。这里傍依马更些山脉,形成三条绵长的崎岖的马更些大峡谷，大峡谷的深度都在1220米以上，气势雄伟，蔚为壮观。负有盛名的弗吉尼亚瀑布落差达96米，水流悬挂在山谷如从天而降。这个大峡谷的形成同北美洲大陆的逆时针偏转有关，在北美洲向西南方向运动中，西端的阿拉斯加由于形成逆时针偏转，造成北美洲大陆北部的形态发生扭曲，即阿拉斯加的位置已经比原来的位置偏移了大约在7-15°左右。也就是说，如果现在按地图把北美洲大陆边缘与俄罗斯大陆边缘合起来，那是合不上的，因为阿拉斯加远远偏离原来的位置。正是由于阿拉斯加的位置发生了偏移，马更些河一带的地壳经受了强烈的拉伸而塌陷和撕裂。于是才形成了马更些河和马更些大峡谷。
马更些大峡谷成因图
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秘鲁科尔卡大峡谷的成因
在秘鲁的高耸入云的安第斯山有一个鲜为人知的大峡谷，叫科尔卡大峡谷。大峡谷深3202米，是世界最大最深的大峡谷。在峡谷的山脉间是一条谷长64千米火山谷，在火山谷里屹立着86座锥形的死火山渣堆，有的高300米。四周是田野和凝固了的黑色岩石。在火山谷与太平洋之间有一条布满沙石的沟谷。这里气候酷热，人烟稀少。这个大峡谷的形成同科罗拉多大峡谷的形成原因不完全相同，研究家们对它的形成认为是由于岩浆的作用的结果，是与地幔上涌体引起的热力抬升或热涡作用有关。显然，这种笼统的模糊的解释没有摆脱板块理论大框架。实际上，大峡谷的形成同南美洲大陆的运动状态有直接关系。追溯到北极古陆发生分裂之后，安第斯山仍然持续增高，南美洲大陆向西南方向移动并的顺时针偏转，已经使南美洲大陆的南部偏移了大约30°角。那么着大陆持续的移动，直到大陆的最南端与南极古陆相接壤，南美洲大陆的顺时针偏转形成巨大的剪切力，在南极古陆边缘上缔造了威德尔海和南极半岛。在这同时，南美洲大陆的西部边缘也因此承受了巨大的拉伸力。拉伸力导致安第斯山脉发生横向断裂和塌陷现象。正因为如此，才形成了火山众多的火山谷。
科尔卡大峡谷形成原理图
从地壳运动的规律性来看，凡是峡谷，它的成因与地壳的拉伸有直接关系。在这里值得一提的是，上世纪60年代，人们陆续的在海底的大洋海岭（即所谓的大洋中脊）发现了横断现象，称为“转换断层”，被认为是上世纪最重大的发现之一。为什么会产生这种现象？它曾让当时的研究家们争论不休，但是没有结果。同样，在中国的青藏高原上南北走向的地堑的原因，也曾让中国的研究家们争论不休，也是没有结果。从安第斯山脉的科尔卡大峡谷的形成来看，海底或陆地山体所发生的横断现象，它的原因是一样的，都是在地壳移动中形成的拉伸力和偏转力作用的结果。
