怪石形成之謎

大自然的鬼斧神工造就了這些氣象萬千的奇石怪巖，成為矗立在茫茫荒原上的一道道自然景觀。

在美國西南部的科羅拉多高原上，分布著眾多的國家公園：拱石國家公園、大峽谷國家公園、天然石橋國家公園、卡皮特礁石國家公園、錫安國家公園、布萊斯峽谷國家公園，等等。所有這些國家公園都以壯觀奇特的巨大巖石吸引著眾多的游人。

令人難以置信的是，形成這些千奇百怪的巖石景觀的力量竟然是看似柔弱的水：在錫安國家公園，維琴河從堅固的沙巖中一路穿過，形成一道深邃的峽谷；在拱石國家公園，風霜雨雪經年累月地侵蝕堅硬的沙巖，造就了形態奇特的天然拱石；在大峽谷國家公園，科羅拉多河河水就像一個天然的雕刻師，不知疲倦地在一層層沙巖巖層上蝕刻出大自然的杰作；在天然石橋國家公園，水流的侵蝕作用在沙巖中蝕刻出一座座天然石橋，成為公園的標志。

現在，我們以布萊斯峽谷國家公園為例，來看一看水、冰，再加上地質活動、氣候變化、巖石類型等，是如何造就了科羅拉多高原上的這些奇特巖石景觀的。

世界上沒有哪一個地方像布萊斯峽谷國家公園一樣擁有如此眾多的天然石柱——各種形態的石柱點綴在公園里，有的像球根，有的像擺動著的草葉，有的像植物的紋理，這些石柱在光線作用下變幻出紅橙白等色彩，景象極為壯觀。來這里觀光的游客無不為這些形態怪異、色彩鮮麗的石柱而驚嘆。人們在觀賞這些被稱為“天然怪巖柱”的景觀的同時不禁要問：它們是怎么形成的呢？

許多人認為，布萊斯峽谷國家公園里的奇特石柱景觀是風力作用形成的。這種看法其實錯了。確實，在許多情形下，風對巖石起到很大的作用。然而，就布萊斯峽谷來說，風在那些奇石怪巖的形成過程中所起的作用可謂微乎其微。

同高原上的其他國家公園一樣，水、冰以及地心引力，再加上不同巖石的差別侵蝕，當然，還有漫長的歲月，所有這些因素共同造就了布萊斯峽谷迥然區別于別處的巖石形態。距今1000萬年至1500萬年前，由于地殼運動的強大力量，地表向上隆起，其中一大塊形成一個高聳的平臺——龐沙岡特高原。在高原隆起的過程中，巨大應力使巖石發生斷裂，水流得以從巖石中穿行；水流緩慢而持續地侵蝕巖石，使巖石間的縫隙逐漸擴大，形成河流和溪谷；天長日久，高原上就形成了一道道深邃的峽谷。

布萊斯峽谷里每年的降水量大約為25厘米，高原地區每年的降水量大約為50厘米，降雨時間多數集中在夏天，暴雨來時常伴以雷暴或雹暴，有時不到一小時降雨量就可達2. 5至5厘米。大多數的雨水并沒有被地表巖石上覆蓋的一層薄土吸收，而是順著地表流走，因此布萊斯峽谷山洪暴發相當頻繁。

在布萊斯峽谷地區，將大塊巖石碎裂成較小巖塊的最有力的力量莫過于冬天的冰。龐沙岡特高原每年的降雪量大約為250厘米，冰雪解凍的日子大約為200天。在這些日子里，每天都有少量的雪融化流入巖石縫隙中，到了晚上融化的雪水凍結成冰。水在結冰后體積膨脹，就像冰做成的楔子一樣，將巖石間的空隙擴大。更多的水不斷流入縫隙處結成冰。冰楔的體積越來越大，直到最后使巖石破碎裂開，這個過程叫做“冰楔作用”。

在冰楔作用和地心引力作用（也叫“重力作用”）下，在一些已經形成的天然巖柱上，或者在高原的邊緣處，經常會有石塊滾落下來，小的只有卵石大小，大的則如汽車。較小的巖石被雨季的洪水和融化的雪水沖走，較大的巖石則垮落下來撞擊地面碎成小塊，然后被水順著斜坡沖下去，或者受重力的作用滾落下去。

相比之下，風蝕的作用則要小得多。大雨過后，峽谷中的泥土逐漸干燥并形成一層很硬的外皮，而風只對較為松散的塵粒才起作用，無法撼動緊緊依附在硬皮上的泥塵。另外，地面的植被會用它們的根留住泥塵，而風在刮過植物枝葉時遇到阻力也會威勢大減。

如果巖石的風化源于風力，那么巖柱的表面應該更圓潤平滑，而布萊斯峽谷中的許多天然怪石柱都具有尖銳的邊緣和鋸齒般的頂端，可見并非風力所為。

布萊斯峽谷中巖石的形成始于1.4億年前的白堊紀，直到大約6300萬年前才結束。在大約6000萬年的時間里，海水曾在這個地區屢進屢退，沉積下了厚達幾千千米的沉積物，并漸漸形成了峽谷下層最古老的灰褐色巖石。

從6600萬年前至4000萬年前的第三紀時期，龐沙岡特高原被侵蝕成為一片淺而寬廣的盆地。富含鐵的石灰質沉積物在許多河湖溪流中積聚起來，形成紅色的巖層——克拉隆巖層。克拉隆巖層由石灰石、粉砂巖、白云石和泥巖四種不同的巖石所構成。由于不同類型巖石的風化速度不同，也即是對風雨侵蝕的耐受程度不同，最終，大自然的神奇之手就在高原上雕刻出了形態萬千的天然怪石柱。

石灰石、粉砂巖和白云石相對來說非常堅硬，巖柱頂部的巖石大多都是這些類型的。泥巖是巖柱中最軟的部分，這很容易識別，因為巖柱體最細最窄的部分就是由泥巖構成的。泥巖遇水后侵蝕速度很快，每次大雨過后巖柱的泥巖部分往往都會舊貌換新顏。

水對巖石會產生機械侵蝕和化學侵蝕作用。洪水裹挾著泥土和巖屑從高處傾瀉而下，刮擦、磨損和沖刷著堅固的巖石；緩慢流動的雨水和融水則靜悄悄地流進巖縫的孔隙中，使凝聚砂巖的膠結物慢慢分解，帶走其中的松散砂粒。

高原的邊緣地區最容易被侵蝕，這是因為水在陡坡上流速更快，力量更大。冰楔作用使斜坡表層的巖石變得松動，流水則攜帶著砂礫巖屑一路刮擦較軟的巖石，最終形成一道道沖溝溪谷。較堅硬的巖石留了下來，呈現出千姿百態的巖石景觀，讓游客們流連忘返。

人類在科羅拉多高原地區已經居住了大約12000年。雖然關于早期人類在高原上的生活我們知之不多，但在布萊斯峽谷中發現的一些人工石頭制品仍然能夠告訴我們一些早期印第安人的故事。

當歐洲探險家于19世紀70年代首次來到這片土地時，派尤特印第安人就生活在這里，這里的許多地名都是在那個時候命名的。探險家達頓船長在他的探險報告中將克拉隆巖層稱為“粉紅崖”。還有其他一些地名，如龐沙岡特高原是“海貍之鄉”的意思，帕利亞峽谷是“泥漿水”的意思。派尤特印第安人認為，布萊斯峽谷中的色彩華美的石柱是一個傳說中的部族被施了魔法而變成的，他們把這些天然怪石柱叫做hoodoo，在英語里這個詞有“倒霉的人”之意。

自1900年起，布萊斯峽谷繽紛多彩的地質奇觀開始吸引眾多外來游客，在緊挨著布萊斯峽谷的龐沙岡特高原邊緣處建起了第一批供游客住宿的建筑。1923年，美國第29任總統哈丁宣布在這里建立國家公園。1928年，布萊斯國家公園正式成立。

現在，一年四季都有許多人到這里徒步旅行、游覽觀光、攝影留念，即使在冬天的幾個月里，這里清新無比的空氣和寧靜壯觀的景色仍然吸引著絡繹不絕的游客。每年來自世界各地的游客多達150萬人。

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科羅拉多高原是美國西南部大高原，位于南落基山脈與瓦薩其山脈之間，科羅拉多河中上游。科羅拉多高原面積約30萬平方千米，海拔2000～3000米。主要由古生代、中生代和新生代平展的巖層和熔巖構成，表面大都平坦單調，零星分布有熔巖丘陵和火山。科羅拉多高原谷地分布著大面積的印第安人保留地。科羅拉多高原上建有多處國家公園，其中以科羅拉多大峽谷國家公園最著名。科羅拉多大峽谷平均深度超過1500米，是世界上最壯觀的峽谷，也是地球上唯一能夠從太空中用肉眼觀察到的自然景觀。

科羅拉多河發源于科羅拉多州的落基山，經猶他州、亞利桑那州，由加利福尼亞州的加利福尼亞灣入海，全長2320千米。“科羅拉多”在西班牙語中意為“紅河”，這是由于河水中夾帶大量泥沙，河水常呈紅色的緣故。科羅拉多河不分晝夜地向前奔流，有時開山劈道，有時讓路回流，刻鑿出黑峽谷、峽谷地、格倫峽谷、布萊斯峽谷、科羅拉多大峽谷等峽谷奇觀。

與大峽谷巖層的古老相比，新生的科羅拉多河在高原上奔流，沿途沖蝕切割巖石表面。與此同時，地殼活動使科羅拉多高原緩緩上升，500 萬年間升高了1000多米，河水挾帶的石塊和砂粒摩擦峽谷，把峽谷侵蝕得越來越深。巖層繼續隆起，河道兩邊的峭壁越來越高。數百萬年來，科羅拉多河就像一把連續不斷的鏈鋸，每天切割著大峽谷底部的巖層，使大峽谷不斷地變深，變寬。直到現在，科羅拉多河仍在侵蝕著大峽谷。

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帕利亞峽谷中的“波浪”

美國亞利桑那州的帕利亞峽谷荒原中有一片懸崖，紅色砂巖上的紋路如波浪般起伏，極為壯觀，故得名“波浪谷”。實際上，波浪谷是由1.5億年前就開始沉積的巨大沙丘組成。隨著科羅拉多平原的上升，加上漫長的風雨浸蝕，逐漸形成了層疊狀的結構。而大自然的鬼斧神工又將流水在巖石上留下的一道道痕跡雕琢得平滑無比，清晰地展示出紅色砂巖如波浪般起伏的層次和紋路。

約書亞樹國家公園

美國約書亞樹國家公園以約書亞樹聞名于世，這種樹的樹干扭曲多姿，且像仙人掌般多刺。除了約書亞樹外，奇石怪巖也是一大旅游亮點。奇特的巖石景觀是在1億多年前形成的，那時熾熱的巖漿從地球內部滲透出來，在還未能到達地表時漸漸冷卻。隨著這一地區逐漸變成沙漠性氣候，并經過數世紀的山洪沖刷，地表的沙石泥土漸漸流失，將地下形狀奇特的大塊熔巖漸漸顯露出來，形成巉巖嶙峋亂石交疊的景象，與外形奇特的約書亞樹相映成趣，成為公園里最具特色的景觀。

羚羊谷

羚羊谷位于美國亞利桑那州，是北美印地安人最大部落——納瓦霍人的屬地。這里的沙巖景觀是在長期的山洪沖刷侵蝕下形成的。數世紀的洪水從羚羊谷中流過，在巖石上留下水流沖刷后形成的平滑流暢的線條。光線通過巖石縫隙射入洞內，在一年中的不同季節和一天中的不同時間，巖石的顏色如夢幻般變化。

波浪巖

聳立在澳大利亞中部沙漠中的波浪巖，是澳大利亞知名的觀光景點，那些高聳于地表的波浪般的巖石高低起伏，最高者可達15米，十分壯觀。波浪巖是由花崗巖石構成的，在數百萬年的風雨侵蝕作用下，在表面形成黑色、灰色、紅色、咖啡色和土黃色的條紋，并在陽光的照耀下不斷變幻色彩，看起來就像滾滾而來的海浪。

拱門國家公園

美國猶他州拱門國家公園是世界上最大的自然沙巖拱門集中地之一。這些最高可達16米的各種拱門是在無數歲月的風化侵蝕下形成的。這一地區地下的鹽床是拱門形成的主要原因。科羅拉多高原在大約3億年前曾是一片汪洋，經歷了幾度滄海桑田的變化之后，巖床上覆蓋了厚厚的一層沉積物，并和底部的鹽床一起在重壓下形成巖石。由于鹽床并不穩定，在重壓下破碎，再加上地殼運動和風化侵蝕的作用，就形成了一個個拱形的沙巖景觀。

巨人堤道

“巨人堤道”位于北愛爾蘭的海岸線上，是北愛爾蘭著名景點之一。石柱連綿有序，呈階梯狀向前延伸。“巨人堤道”由很多石柱組成，沿著海岸線互相交鎖延伸入海。石柱多呈六角柱形狀，但也有四面柱、五面柱、七面柱或八面柱，最高的石柱達到12米。這些巖石是由遠古時代火山噴發后熔巖冷卻凝固而成的。

十二使徒巖

在澳大利亞維多利亞海岸地區，有一組十二塊各自獨立的巖石，由于形態酷似圣經故事中的十二使徒，故被命名為“十二使徒巖”。實際上，“十二使徒”巖屬于海濁地型，是在海水長期沖刷下形成的造型不同的石灰巖柱。目前這些石柱的底部基礎仍以每年約5 厘米的速度在繼續風化之中。