グランドキャニオンの地質学


地質学的基盤

グランドキャニオンは、全長 277 マイル (466 キロ)、深さ 1 マイル (1,600 メートル) に及ぶ巨大な大地の割れ目であり、谷底から最上部まで色とりどりの地層に彩られています。 こうした地層は様々に異なる岩が層を成しているもので、地質学者たちの目から見ると、グランドキャニオンの歴史をほぼ完ぺきに推定できる年表の役割を果たしています。 広範囲にわたる分析によって地質学者たちは、グランドキャニオンの土台部分は 12 億年以上前に形成されたものと結論づけました。最初期の恐竜が登場するずっと前のことです。 その頃の地球の様子は、現在私たちが地図で見るものとはまったく違っていました。 今あるすべての大陸が「パンゲア」と呼ばれるひと続きの地形を形成していたのです。

パンゲアは、地質学者たちが大陸移動と呼ぶ現象によって、現在のような複数の大陸に分かれました。 地球の表面は、絶えず動き続ける 20 ほどの「プレート」で構成されています。 5 億 5 千万年前、パンゲアに接するいくつかのプレートが移動したことによって、大規模な地形の「分裂」が起こり、地球上に広く分散しました。 現在の各大陸がパズルのピースのように互いにぴたりとかみ合う形をしているばかりでなく、それぞれの対岸に当たる地域で同じ化石が発見されたり、同種の岩石が見られたりする事実によっても、このことは証明されています。 南米大陸とアフリカ大陸から同じ古代動物の化石が発見されたことで、ある時期にこの 2 つの大陸がつながっており、その動物が陸続きだった一帯を自由に歩き回っていたことが推測できます。

プレートは分裂して互いに離れるだけでなく、衝突することもあります。 衝突が起こるとプレートが強い力で圧迫されて地表が盛り上がり、山脈が形成されます。 ロッキー山脈、シエラネバダ山脈、カリフォルニアの沿岸山脈はこうして誕生しました。 数百万年前には、ロッキー山脈や、おそらくヒマラヤ山脈をもしのぐ標高を持つ山脈が存在していたはずです。 今はないこうした山々の跡がグランドキャニオンの土台となっています。

Volatile climate change in these early days of Earth often raised the sea level immensely. When this happened, these mountains would be surrounded - and often submerged- in water. When the sea level was high the water would erode the rock face of the mountains, sometimes for hundreds of years. When the water level lowered, the sediment that was loosened would drop with it, settling in a layer on the ground. Over millions of years, the entire mountain range had been eroded and deposited layer by layer onto the ground in a flat plain. These built-up layers of sediment formed what is called the Colorado Plateau. Geologists can easily verify that the ocean caused this major landform alteration for two reasons. The rock comprising the Colorado Plateau is the same rock found at the bottom of the ocean, which indicates that it was pushed upward during a plate collision to form these ancient mountains. Additionally, fossils of prehistoric oceanic animals have been discovered within the layers of rock in the Colorado Plateau. While geologists can estimate the length of time required for each layer to form, large gaps in the rock strata make it difficult to determine exactly how much time passed in between layers.

ところでグランドキャニオンはどのようにしてコロラド高原に出現したのでしょうか?

その答えもまた、侵食です。

6,000 〜 7,000 万年前にロッキー山脈が誕生すると、山々の西側に流れ出た水がやがてコロラド川となりました。 数百万年の間、コロラド川は幾度も進路を変えながら、高原の中を蛇行して流れ続けましたが、その間、川の下の大地にも変化が起きていました。 地球のプレートが再び動いて高原の地面が西側に傾いたのです。 傾いた地面に加わった重力によって、西へ向かう水の流れが加速しました。 速度を増した水流はグランドキャニオンの地面を侵食し始めました。

続く 500 - 600 万年の歳月をかけてコロラド川の急流が地表を削り、高原の堆積層の断面を少しずつ露出させていきました。 これらがキャニオンの岩壁に広がる縞模様です。実に 40 近い岩層が確認されています。 最も深い岩層は、ヴィシュヌ片岩と呼ばれる 17 億年前の原生代前期の結晶質岩でできています。 グランドキャニオンを訪れる人々は、縞模様に飾られた岩壁の壮麗さを目の当たりにするだけでなく、ほぼ 20 億年の歳月をかけて自然が作り上げた最高傑作の上に立つことになるのです。

豆知識

グランドキャニオン内にある岩層は 17 億年から 2 億 4,500 万年前までのもので、最も古い層は先カンブリア時代に形成されています。

チンリ層とメナブ層には中生代 (2 億 4,500 万 ~ 6,600 万年前) の化石が非常に多く見られます。 現在までに、石化林、大型・小型恐竜、肺魚、腕足類、サンゴ、軟体動物、ウミユリ、魚の歯、ワニ類などの化石が見つかっています。

ペルム紀 (2 億 8,600 万 ~ 2 億 4,500 万年前) の爬虫類の化石も、ココニノ砂岩の中に埋まった状態で発見されました。

「ヴァルカンの金床」 (リバーマイル 178) は、コロラド川の流域内にある死火山の中心部分です。 「ヴァルカンの王座」にほど近い、川の北側のラヴァ・フォールズが見渡せる場所にあります。 グランドキャニオン内に多く見られる火山の中心部跡の中でも最大規模の噴石丘です。

マーブル・キャニオンは大理石 (マーブル) を含んではいません。 この名前は、石灰石とハーミット頁岩からなる光沢のある岩壁に由来するものです。