図 106探検館
グランドキャニオンの地層と成り立ち
Bright Angel Trail を 1,360 m 下り、13 の地層を通ります。縁の 2 億 7000 万年前の海底から、川岸の 17 億 5000 万年前の片岩へ進みます。
この端末では 3D を表示できません。下の解説のステップを文章で読むことができます。
1 / 18 縁からの深さ標高 2,091 m のサウスリムに立っています。足元の 1,360 m 下に Colorado River があり、対岸のノースリムは約 300 m 高くなっています。左の柱状図は足元の岩石を示し、下る間も現在地に合わせて変わります。
ドラッグで回転、ホイールか二本指で拡大します。
この道で見られるもの
グランドキャニオンの地層と成り立ちは、約 2 億 7000 万年前の海底から約 17 億 5000 万年前の岩石へと下る道で読み取れます。写真の多くは縁から撮られ、壁は色のついた背景のように見えますが、その大きさは実感しにくいものです。この展示では、サウスリムの Bright Angel Trail の登山口から Colorado River まで、道が横切るすべての地層を通って歩けます。
モデルは一つの地質柱状図を基にし、縁から川まで 13 の地層を積み重ねています。縁の足元にある約 2 億 7000 万年前の Kaibab 層から、水辺の約 17 億 5000 万年前の Vishnu 片岩までです。年代は National Park Service が Grand Canyon の岩石について公表する「最良の数値年代」を使っています。厚さは、公園の Geologic Resources Inventory に示された各層の範囲に基づきます。その範囲から値を選び、登山口から川までの標高差 1,360 m になるようにしています。
歩くと、画面左下の柱状図も現在地に合わせて下がります。足元の地層、その年代、形成環境、そして 1 m 積もるまでのおよその年数が分かります。左上の峡谷全体の断面には、壁のどこにいるかが表示されます。普通の速さで歩くほか、6 倍速の速歩き、縁より上の飛行、川を流れるいかだを選べます。
景色を変える機能がさらに三つあります。時間変化のスライダーは、峡谷を埋め戻して川が削り始める前の平らな台地にします。その時期をめぐる二つの学説を比べられます。「当時」は、暖かい海、砂丘、シダの湿地、海岸、地殻深部の高温の岩石など、各層の形成環境を周囲に表示します。「失われた時間」は、岩石が失われた壁の境界を光らせます。この峡谷では、その空白が時間の大部分を占めます。
最初の 10 秒
縁の低い石壁の後ろから始まります。案内に沿って縁に近づくと、視点が下を向きます。石壁の下には Kaibab の崖、淡い Coconino 砂岩の帯、何段もの赤い斜面、赤く染まった灰色の崖、広い緑色の段丘が続き、最後に暗い切れ込みの中の川が見えます。川は目の高さから 1,360 m 下です。対岸の縁は、立っている側より高くなっています。
最後の点は実際も同じです。ノースリムはサウスリムより約 1,000 ft(300 m)高く、この地域で最も涼しく雨の多い観測地点です。一方、底の Phantom Ranch は 120 °F(49 °C)を記録しています。モデルでは北側の地層がノースリムへ向かって上がり、同じ地層でも対岸では高い位置にあります。
深さはどれくらいか
National Park Service の示す深さには複数の値があり、それぞれ異なる場所の値です。Grand Canyon Village 近くでは、縁から川まで「垂直に 1 mile(約 5,000 feet / 1524 m)」、道のりで約 7 miles(11.3 km)です。最深部は 6,000 ft(1,829 m)です。川沿いの長さは 277 miles(446 km)、Village 付近の縁から対岸の縁までの幅は約 10 miles(16 km)です。
Bright Angel Trail は Village から始まり、Phantom Ranch 近くの川で終わります。そこで川の標高は約 2,400 ft(730 m)です。モデルの登山口から川までの標高差は 1,360 m、道の全長は 11.1 km です。公表された途中の地点は、それぞれ対応する位置にあります。
| 道沿いの地点 | 縁からの深さ(NPS) | 道のり:NPS / モデル | モデルの地層 |
|---|---|---|---|
| 第 2 トンネル | 180 m | 1.45 km / 1.43 km | Coconino 砂岩 |
| Mile-and-a-Half Resthouse | 340 m | 2.4 km / 2.7 km | Hermit 層 |
| Three-Mile Resthouse | 645 m | 4.8 km / 5.1 km | Redwall の上の Watahomigi 層 |
| Havasupai Gardens | 925 m | 7.2 km / 7.4 km | Bright Angel 層 |
| Plateau Point | 940 m | 分岐路 / 7.5 km | Bright Angel 層 |
| 川 | 1,360 m | 約 11.3 km / 10.8 km | Vishnu 片岩 |
深さを実感するには「人を積んだ柱」をオンにします。Tonto 台地に赤と白の柱が立ち、川から縁まで伸びます。各帯は 1 人の身長、1.7 m です。頭の上に次の人が立つように 800 人を積むと縁に届きます。「自分」で身長を入力すると、道沿いの人型も同じ高さになり、人数も変わります。
足元の柱状図を読む
画面左下の柱状図は、この展示の中心です。上が縁、下が川で、縮尺に合わせて描いてあります。色の帯が各層で、ジグザグの線は岩石が失われた境界です。赤い矢印が足元を示します。柱状図の任意の場所をクリックすると、道のその深さへ移動します。
隣には五つの情報が表示されます。
- 足元の地層。
- NPS の最良の数値年代一覧に基づく年代。
- 同じ NPS 資料に基づく形成環境。
- 縁からの深さ、標高、縁との気温差。
- この岩石が 1 m 積もるまでにかかった時間。
最後の項目には注意が必要です。NPS の一覧は、堆積層の代表年代とともに年代幅も示しています。例えば Kaibab は 2 億 7000 万年前で、幅は 2 億 6900 万から 2 億 7300 万年前です。この幅を堆積にかかった時間とみなし、厚さで割ると 1 m 当たりの年数になります。Kaibab の 90 m に 400 万年なら、1 m 当たり約 44,000 年です。これは推定であり、展示にもそのように表示します。年代幅の一部は堆積期間ではなく測定の不確かさであり、どの地層も一定の速さで積もったわけではありません。Redwall 石灰岩について NPS は、堆積が「おそらく数百万年にわたった」とだけ述べているため、モデルでは 300 万年を使います。
それでも、地層を比べるには役立ちます。Redwall の 1 m は約 19,000 年、Supai 層群の薄い Watahomigi 層の 1 m は約 150,000 年です。石灰泥が速く積もる海と、堆積物があまり残らない海岸との差が表れています。
Vishnu 片岩には数値を表示しません。積み重なった堆積層ではなく、強い圧力と熱を受け、元の層が立つほど変形した岩石だからです。厚さから時間を読むことはできません。
「時間で表示」を押すと尺度が変わります。上が 2 億 7000 万年前、下が 17 億 5000 万年前になり、各層はその年代の位置の薄い帯になります。柱状図のほとんどは空白になります。そこは、時間が過ぎてもその証拠となる岩石がここに残っていない期間です。
縁から下る 13 の地層
| 地層 | 年代(百万年) | モデルの厚さ | 公表された範囲 | 形成環境 | 壁の形 |
|---|---|---|---|---|---|
| Kaibab 層 | 270 | 90 m | 73 から 107 m | 浅海 | 崖 |
| Toroweap 層 | 275 | 70 m | 60 から 76 m | 浅海沿いの海岸 | 斜面 |
| Coconino 砂岩 | 280 | 100 m | 9 から 122 m | 砂漠の砂丘 | 崖 |
| Hermit 層 | 285 | 160 m | 158 から 195 m | 川と湿地 | 斜面 |
| Esplanade 砂岩 | 290 | 110 m | 107 から 122 m | 乾燥した海岸と砂丘 | 崖 |
| Wescogame 層 | 300 | 37 m | 34 から 40 m | 乾燥した海岸と砂丘 | 岩棚 |
| Manakacha 層 | 315 | 53 m | 53 m | 乾燥した海岸と砂丘 | 岩棚 |
| Watahomigi 層 | 320 | 33 m | 30 から 37 m | 海岸低地と海 | 斜面 |
| Redwall 石灰岩 | 340 | 160 m | 152 から 167 m | 熱帯の海 | 崖 |
| Muav 層 | 504 | 97 m | 97 から 115 m | 熱帯の海 | 崖 |
| Bright Angel 層 | 506 | 60 m | 60 から 90 m | 泥の海底 | 斜面 |
| Tapeats 砂岩 | 508 | 60 m | 0 から 91 m | 海岸と川の砂 | 崖 |
| Vishnu 片岩 | 1,750 | 330 m が露出 | 成層していない | 地殻深部 | 内部峡谷 |
Esplanade から Watahomigi までの四つの層は Supai 層群です。Muav、Bright Angel、Tapeats は Tonto 層群に属します。十四番目の単元である約 3 億 8500 万年前の Temple Butte 層は、Muav と Redwall の間の点在する部分や古い流路の充填物としてだけ現れるため、道上の厚さは割り当てていません。
縁に残るペルム紀の海
駐車場や縁の道の下にある岩石は Kaibab 層です。約 2 億 7000 万年前の浅海の底ででき、NPS は現在の Persian Gulf に例えています。海底には腕足類、コケムシ、海綿、軟体動物がいて、上をサメやほかの魚が泳ぎました。その歯は岩石から見つかります。峡谷の壁で最も若い岩石です。今立っている面の上には 2 億 7000 万年の空白があります。この場所にその後積もったものは、すべて侵食で失われたからです。
恐竜時代もその中に含まれます。Grand Canyon に恐竜の化石はありません。岩石は最古の恐竜より古く、NPS が厚さ 4,000 から 8,000 ft と見積もる恐竜時代の地層は、峡谷一帯から削り去られています。登山口近くの隠れたカードで説明しており、左下の「次の展示」の一つは恐竜へつながります。
Kaibab のすぐ下には Toroweap 層があります。同様の浅海に面した海岸の石灰岩、シルト岩、石膏からなる斜面です。モデルの Toroweap の白い層は、海水が蒸発した後に残る鉱物の石膏です。
縁には、サウスリムに実在する Trail of Time もあります。青銅標識は 1 m 間隔で、1 m が 100 万年を表します。Yavapai Geology Museum と Grand Canyon Village の間の 2,000 歩は、峡谷の岩石の 20 億年を表します。モデルでは登山口の東に短い区間を置いています。この縮尺を覚えておくと役立ちます。下の壁は、それを横向きにしたものに近いからです。空白を含む全体の 1,360 m で平均すると、壁を 1 m 下るごとに 100 万年を少し超す時間が過ぎます。
壁の中の砂漠
縁から約 160 m 下ると、道は淡い色の崖に達します。Coconino 砂岩です。約 2 億 8000 万年前の砂丘の砂が石になりました。NPS はその環境を Arabian Desert に例えています。崖には斜交層理があり、砂丘の斜面が次々に埋まった跡が、各層内部の傾いた線として残っています。道の第 2 トンネルはこの岩石を通っています。
Coconino には体の化石がまったくなく、貝殻も骨もありません。あるのは足跡列です。脊椎動物と無脊椎動物が砂の上を歩いて残した跡で、100 年以上研究されています。つづら折りの隠れたカードには、足跡が並ぶ石板が表示されます。
Coconino に立って「当時」をオンにすると、乾いた風のかすみとともに周囲に砂丘が戻ります。課題の一つでもあります。
赤い地層、シダ、最初の砂丘の歩行者
Coconino の下で壁は赤くなります。約 2 億 8500 万年前の Hermit 層は、乾燥地の川と湿地で積もった赤いシルト岩と砂岩です。NPS は Nile Delta に例えています。峡谷の色の多くは、岩石内部や表面の染みに含まれる少量の酸化鉄によります。Hermit には峡谷上部で最も完全な生態系が残ります。シダなど多くの植物の化石、無脊椎動物と脊椎動物の足跡、トンボやゴキブリの近縁群のまれな翅などです。
Hermit の下には、約 3 億 2000 万から 2 億 9000 万年前の Supai 層群の四つの層があります。最上部の Esplanade 砂岩は崖と平坦面を作ります。Wescogame 層と Manakacha 層は、砂丘のある乾燥した海岸の赤い砂岩の岩棚で、NPS は Namibia に例えています。最下部の Watahomigi はまだ海に接しており、腕足類とサメの歯を含みます。
Manakacha には、この道で最も有名な化石があります。2016 年、学生と歩いていた地質学教授が、Bright Angel Trail 沿いの岩塊に足跡を見つけました。近くの Manakacha 層の崖から落ちた岩塊です。2020 年の研究は足跡を 3 億 1300 万年前、誤差は前後 500,000 年とし、砂丘の斜面を歩いた爬虫類の近縁の初期動物による 2 列の足跡と判断しました。峡谷最古の脊椎動物の足跡であり、脊椎動物が砂丘を歩いた最古の証拠です。犬や猫がゆっくり歩くときと同じ、後肢に続いて同じ側の前肢を出す側方順序歩行も記録しています。NPS は Three-Mile Resthouse の近くだとし、モデルもそこに置いています。
2024 年には、峡谷で初めての古生代脊椎動物の骨が Wescogame 層から報告されました。Manakacha と Wescogame には、トクサと種子シダの化石もあります。
Redwall:赤く染まった灰色の崖
Three-Mile Resthouse で道は Redwall 石灰岩の上に出ます。モデルで高さ 160 m、公園の調査では 152 から 167 m の崖です。こうした崖は、峡谷へ入るほとんどの経路を遮ります。Bright Angel Trail が通れるのは、崖を分断する大きな Bright Angel 断層に沿うからです。モデルの道も、この破砕帯を細かなつづら折りで下ります。
Redwall は約 3 億 4000 万年前の熱帯の海の石灰岩で、NPS は Java Sea に例えています。ウミユリ、サンゴ、コケムシ、腕足類、オウムガイ類、サメの歯を含みます。モデルでは、小さな円盤状のウミユリの茎が隠れた発見の一つです。
名前は少し誤解を招きます。岩石自体は灰色です。崖が赤く見える所は、上の赤い Supai 層群や Hermit 層から流れた泥が表面を染めています。NPS の South Canyon の経路案内は、そこの石灰岩は「赤く『塗られて』おらず、本来の色である灰色」と明記しています。1915 年の USGS 案内書は「淡い青灰色で塊状、表面の大半は赤く染まる」と記述しました。モデルでは崖の表面を染め、割れ目には内部の灰色を見せています。
石灰岩は水に溶けるため、Redwall には洞窟が多くあります。NPS は公園内の全洞窟を立ち入り禁止にしています。乾燥した洞窟には過去 50,000 年の記録が残ります。絶滅した Shasta オオナマケモノの骨、毛、糞、絶滅したヤギ、そして今も峡谷を飛ぶカリフォルニアコンドルの遺骸です。人も物を残しました。柳やポプラの 1 本の裂いた小枝を折って作ったシカやビッグホーンの像が、約 2000 から 4000 年前、Redwall の奥深い洞窟に、しばしば小さな積み石の下に置かれました。出土状況から、考古学者は玩具ではないと考えています。
境界に消えた 1 億 6400 万年
Redwall の底で、道は見過ごしやすい境界を横切ります。上の Redwall は 3 億 4000 万年前、下の Muav 層は 5 億 400 万年前です。約 1 億 6400 万年が間から失われています。オルドビス紀、シルル紀、デボン紀前期の岩石はここに残っていません。
場所によっては、約 3 億 8500 万年前の Temple Butte 層が、この境界の古い流路を部分的に埋めています。公園で知られる最古の脊椎動物化石である装甲魚の板皮類と、公園最古のサンゴを含みます。NPS によると、硬い部分を持つサンゴは、ここで地層が失われているオルドビス紀に広まりました。そのため初期のサンゴはここでは見つかりません。
Redwall の上にも小さな空白があり、Watahomigi との間に約 2000 万年が失われています。一部では約 3 億 2500 万年前の Surprise Canyon 層が、Redwall の古いカルスト面の陥没穴やくぼみを埋めています。
「失われた時間」をオンにすると、これらの境界が峡谷のすべての壁で光ります。
カンブリア紀の海
Muav の下で斜面は緩まり、Tonto 台地の広い緑色の平坦面になります。道は縁から 925 m 下の Havasupai Gardens に達します。ポプラと水のあるオアシスです。国立公園の設立まで Havasupai の人々が住み、耕作していました。以前の名称は Indian Garden でした。
平坦面は Bright Angel 層です。約 5 億 600 万年前の泥の海底でできた緑灰色の泥岩で、NPS は Gulf of Mexico に例えています。三葉虫が暮らし、Bright Angel 層と Muav 層には三葉虫の体と生痕、初期の腕足類と棘皮動物、カンブリア紀の後に絶滅したブラドリア類という小さな二枚の殻を持つ節足動物が含まれます。生痕には足跡、はい跡、虫の巣穴、摂食痕があります。
2025 年、研究者は同じ地層から、さらに小さく珍しいものを記載しました。大きさ約 1 mm の柔らかい体の動物が炭素の膜として残った化石で、櫛状の歯を持つ鰓曳動物、甲殻類、軟体動物を含みます。軟組織の化石はまれで、多くは酸素の乏しい海から産出しますが、これは穴を掘る動物の多い、酸素に富む海底のものです。
Bright Angel の下は Tapeats 砂岩です。約 5 億 800 万年前の海岸と川底の褐色の砂です。一連の地層は、海が大陸内部へ進む過程を記録しています。2018 年と 2020 年にジルコン年代測定で年代が再調整され、Tonto 層群が再定義されました。底部に Sixtymile 層、最上部に Frenchman Mountain 苦灰岩が加わり、Bright Angel 頁岩と Muav 石灰岩は、複数の岩種を含むため「層」へ改称されました。改訂年代では、Tonto 層群の大部分を堆積させた海は Nevada から Arizona を横断して Colorado へ約 1000 万年で進み、NPS はこれを非常に速いとしています。
大不整合
Tapeats の底で道は暗い岩石に移ります。この境界は大不整合です。1869 年に舟で峡谷を探検した John Wesley Powell が認識しました。線の上は 5 億 800 万年前の Tapeats の砂、下は約 17 億 5000 万年前の Vishnu 片岩です。約 12 億年、地球の年齢のほぼ 4 分の 1 に当たる岩石記録が失われています。モデルでは金色の線が道の境界を示し、そこまで歩いて触れることが課題の一つです。
Grand Canyon の岩石記録は世界でも特に完全ですが、それでも NPS の図が示すように、保存された時間より失われた時間の方が長いのです。この境界で柱状図を「時間で表示」にすると意味が分かります。Tapeats と Vishnu は二つの薄い帯となり、間にはその上のすべてより長い空白が広がります。
失われた岩石はどこへ行ったのでしょうか。答えの一部は峡谷東部に見えます。12 億 5500 万から 7 億 2900 万年前の Grand Canyon 超層群の傾いた地層が、基盤岩と Tapeats の間にあります。堆積し、傾き、Tapeats ができる前に大部分が侵食されました。公園の地質報告は、大不整合を複数の不整合が重なったもので、超層群のない場所で一つに合わさると説明しています。なぜ世界の広い範囲で、ほぼ同じ時期にこれほど岩石が削られたのかは、今も議論があります。2019 年の仮説は、7 億 1700 万から 6 億 3500 万年前の「スノーボールアース」氷期の氷床が大部分を削ったとします。別の研究者は、多数の別々の侵食期を考えます。展示では未解決の問題として扱っています。
基盤岩
内部峡谷は Vishnu 基盤岩類に刻まれています。これは NPS が峡谷底のすべての結晶質岩に使う名称です。Vishnu 片岩と周辺の岩石は、火山島の斜面の溶岩と堆積物として始まりました。約 17 億 5000 万年前、その島々が North America の原型となる大陸と衝突すると、岩石は深さ 25 km まで埋まり、圧力と熱で層が立ち、マグマが入り込みました。
マグマは 17 億 4000 万年前の桃色の Zoroaster 花崗岩となり、暗い片岩を貫く脈として見えます。その後、17 億 1300 万から 13 億 7500 万年前に、ほかの花崗岩やペグマタイト岩脈が続きました。峡谷で年代が測定された最古の岩石は Elves Chasm 深成岩体で、18 億 4000 万年前、誤差は前後 100 万年です。
モデルの内部峡谷は桃色の脈が走る暗い片岩です。壁で唯一成層していない部分なので、そこでは柱状図に 1 m 当たりの年数を表示しません。「当時」をオンにすると、形成場所である高温の地殻深部が現れ、空は見えません。
傾いた超層群
モデルでは砂浜の上流側の北壁に、傾いた地層のくさび状の部分を置いています。実際の Grand Canyon 超層群は、Bright Angel Trail ではなく、Desert View Drive の Lipan Point など峡谷東部から見えます。モデルはその一部を川へ移し、NPS が説明する三つの岩石区分、基盤岩、傾いた超層群、その上の水平な地層を比較できるようにしています。
超層群が完全に残る所では厚さは約 12,000 ft(3,600 m)です。最下部の Bass 層は浅海の石灰泥で、中の火山灰層は 12 億 5500 万年前と測定されています。Bass は、シアノバクテリアの群体が作る盛り上がりのストロマトライトを含み、峡谷で顕微鏡なしに見える最古の化石です。上の Cardenas 玄武岩は厚さ 300 m を超える溶岩流の積み重なりです。10 億 8200 万年前、大陸が裂け始め、やがて止まったときに噴出しました。さらに上の 7 億 7500 万から 7 億 2900 万年前の Chuar 層群には、単細胞アメーバの殻と解釈される花瓶形の微化石があります。超層群は現在約 20 度傾いていますが、堆積したときは水平でした。
壁が階段状になる理由
壁が階段状なのは、地層ごとに侵食への強さが違うからです。Coconino や Redwall の硬い砂岩と石灰岩は、割れて垂直の崖になります。Hermit や Bright Angel の柔らかい頁岩とシルト岩は、風化して斜面や平坦面になります。底の硬い基盤岩は狭く急な内部峡谷を作ります。NPS の地質案内はこれを峡谷の「階段状ピラミッドの外観」と呼びます。
モデルも同じ考え方で壁を作っています。壁の角度は層ごとに異なり、Coconino、Redwall、Tapeats の崖は約 70 度、Hermit、Toroweap、Watahomigi は 30 から 40 度です。Bright Angel は緩い 7 度で、Tonto 台地へ広がります。本物の崖はもっと垂直に近いのですが、モデルの地形格子は 26 m 間隔で、垂直な壁がギザギザの段になるため、少し緩めています。Bright Angel 断層で崖が割れた道沿いでは、壁は約 50 度に緩みます。Esplanade と Redwall の上には平坦面があります。支谷と独立したビュートも同じ規則で作ります。ビュートは周囲を削られて切り離された壁の一部で、頂上に残った硬い層が蓋をしています。
峡谷はいつできたか
岩石は古く、峡谷は若いものです。展示の中でも理解しにくい点かもしれません。縁の Kaibab は 2 億 7000 万年前の岩石ですが、それを切る峡谷ははるかに若いのです。NPS は過程を三段階で説明します。まず岩石ができ、7000 万から 3000 万年前に地域全体が隆起して高く平らな Colorado Plateau になり、その後 500 万から 600 万年前に Colorado River が下へ削り始めました。
一部の峡谷がもっと古いかどうかは、約 150 年間議論されてきました。「時間変化」のスライダーで、公表された二つの説を見られます。
若い峡谷説では、大部分は過去 500 万から 600 万年に Colorado River が削りました。Karlstrom ほか(2014)は、五つの区間のうち四つをアパタイトのフィッショントラックとヘリウムで年代測定しました。中央の二つには、7000 万から 5000 万年前、および 2500 万から 1500 万年前という古い履歴がありました。しかし両端の Marble Canyon と最西部は過去 500 万から 600 万年に削られており、川が古い部分をつなぐことで峡谷全体ができたと結論しました。モデルの若い峡谷説では、600 万年をかけて現在の深さまで一定の速さで削ります。
古い峡谷説では、別の方向へ流れた川が、約 7000 万年前には現在の深さまで数百 m 以内の峡谷を削っていました。Flowers と Farley(2012)は西部のアパタイト結晶中のヘリウムからこれを主張し、Wernicke(2011)は東へ流れる「California River」が侵食の大部分を担ったと提案しました。「古い峡谷説」をオンにすると、モデルは 8000 万から 7000 万年前の間に、現在の深さまで 200 m の所まで削ります。
Karlstrom らは 2013 年、古い峡谷説のデータは若い峡谷でも説明でき、最古の Colorado River の礫の年代などの地質学的証拠もそちらを支持すると反論しました。現在 NPS は、過去 500 万から 600 万年に峡谷が削られたと説明しています。モデルは両説を示しますが、どちらの曲線も実際の川の進み方を測定したものではありません。
もう一つの数値も参考になります。Bright Angel Trail の 1,360 m がすべて 600 万年で削られたなら、平均の下刻速度は年約 0.23 mm で、爪の厚さより小さい値です。Karlstrom ほか(2008)などの研究では、峡谷の下刻速度は場所と時代によって変わるとされています。
現在の川
NPS によると、Grand Canyon を流れる Colorado River は平均で幅約 300 ft(91 m)、深さ 40 ft(12 m)、流量は毎秒 12,000 から 15,000 cubic feet です。洪水時には毎秒 300,000 cubic feet に達し、大きな岩も運びました。最終氷期の終わりには毎秒 100 万 cubic feet に達した可能性を示す地質学者もいます。
公園上流で 1963 年に完成した Glen Canyon Dam が、それを変えました。春の洪水も、晩夏に流量が毎秒 500 から 1,000 cubic feet まで減ることもなくなりました。1 日に数十万 tons の堆積物を運んだ大きな年次洪水もありません。Colorado という名は、かつて運んだ堆積物にちなむ、スペイン語の「赤みがかった」という意味です。モデルは現在の澄んだ水を示しています。
峡谷は今も変わっていますが、NPS は深くなるより速く広がっていると説明します。雨や雪解け水を集める支流が壁を後退させる一方、底では川が以前より緩い勾配で硬い基盤岩を削っています。Phantom Ranch 近くの川の標高は約 2,400 ft です。海面は、川が削り下げられる最低の高さです。
下るほど暑くなる
柱状図には縁との気温差が出ます。NPS の目安では、峡谷を 1,000 ft 下るごとに約 5.5 °F 上がります。100 m ごとに約 1 °C なので、同じ時刻の川岸は縁より約 13 °C 暖かい計算です。夏の日中は川岸で 100 °F(38 °C)を超すことがよくあります。NPS は、登りには下りの少なくとも 2 倍の時間がかかると注意しています。
身長と岩石の時間
「自分」を開き、身長を入力します。パネルはそれを時間に換算します。
- 足元の地層が身長分積もるまでの時間。
- 速い層の一つ Redwall と、遅い層の一つ Watahomigi での時間。
- 空白も含めた壁全体の平均。
- 川から縁まで何人分積み上げる必要があるか。
- 1 m が 100 万年を表す Trail of Time で、身長が何年分に当たるか。
身長 1.7 m なら、Redwall で約 32,000 年、Watahomigi で約 260,000 年です。2 億 7000 万年前の Kaibab から 17 億 5000 万年前の Vishnu まで、壁全体で平均すると、同じ 1.7 m が約 185 万年を表します。失われた時間もすべて含むためです。いずれも公表された年代と厚さに基づく推定で、特定の一層の堆積速度を測ったものではありません。
現在の道沿いの生物
モデルでは、縁にピニョンマツとユタネズ、斜面と Tonto 台地に低木、Havasupai Gardens にポプラ、川岸に柳を配置しています。NPS は縁に沿うピニョンマツとネズの林を説明しています。ピニョンマツは約 15 m、ネズは約 6 m まで育ちます。高さ 60 m に達するポンデローサマツは、縁のさらに高い場所に生えます。
野外図鑑には、出会う可能性のある動物も載っています。翼を広げると約 1 m のワタリガラスは、逆さまに飛べる数少ない鳥の一つです。カコミスルは縁から川まで暮らしますが、夜に活動します。ミュールジカは公園のあらゆる生息環境にいます。Grand Canyon ガラガラヘビは西部のガラガラヘビの亜種で、岩に溶け込み、尾を鳴らす筋肉は 1 秒間に最大 50 回収縮します。川の在来魚は 8 種だけで、6 種は Colorado River 水系以外にいません。ハンプバックチャブなど 5 種が今も公園にいます。哺乳類は Yellowstone より多い 90 種以上です。カリフォルニアコンドルが峡谷を飛び、乾いた洞窟からはその化石の骨も見つかります。
峡谷の人々
道は、人が何千年も使ってきた経路に沿っています。第 1 トンネルのすぐ先、崖の高い張り出しの下に赤いシカの列が描かれています。Mallery's Grotto と呼ばれる遺跡で、4000 年前から 1950 年までのものです。Archaic と Cohonina の要素があり、後の木炭の書き込みは Havasupai の人々によるものとされています。モデルにはその場所にカードが隠れています。
開拓者は 1891 年、現在の Havasupai Gardens の鉱区へ行くために道を整備し、後に有料道路として運営しました。National Park Service が 1928 年に引き継ぎました。今では公園で最も人気のある登山道で、休憩所、季節限定の給水、緊急電話があります。NPS は Havasupai Gardens より下の川へ向かう前に、レンジャーへ相談するよう求めています。
モデルと現実の違い
高さは正しく、幅はそうではありません。各層は道沿いの正しい深さにありますが、水平方向の距離は縮めています。峡谷のこの側では縁から川まで実際は数 km ありますが、モデルでは展望台から約 1.6 km です。そのため壁と斜面は実際より急に、縁から対岸までの峡谷は狭く見えます。
柱状図は一つの地点のものです。実際の厚さは場所で変わり、Coconino は 9 から 122 m、Tapeats は完全に欠ける場所もあります。モデルでは公表範囲内から各層の値を一つ選び、合計を 1,360 m にし、道沿いの地点が対応する地層に入るようにしています。
地形は測量からではなく、規則に基づいて作っています。支谷、尾根、ビュートは同じ断面規則から作るため、Grand Canyon らしい形でも実在の地図とは一致しません。道にも同様の規則を使い、地面が道の勾配より急ならつづら折り、緩ければ直接下ります。途中の地点は公表された深さですが、曲がり方は実際とは違います。
北側の地層は対岸の縁へ約 300 m 上がり、両岸の縁の高さの差に合わせています。実際に台地面や地層の高さが地域で異なる理由は、単純な滑らかな隆起より複雑です。
超層群のくさび状の部分は、比較のため川岸に置いています。Bright Angel の経路では Tapeats は基盤岩に直接重なります。超層群は峡谷東部の縁から見られます。
「当時」の場面は、NPS が示す各層の環境を表現したもので、特定の場所の復元ではありません。時間変化も二つの公表された説を単純な曲線で表しています。600 万年の一定の侵食か、7000 万年前までに現在より 200 m 浅い深さまでの侵食です。どちらも侵食モデルではなく、過去の埋まった峡谷は、現在の峡谷を V 字の切れ込みまで埋めたもので、古い地形の復元ではありません。
移動方法
パソコンでは W A S D または矢印キーで歩き、ドラッグで視点を変え、地面をクリックして移動します。Shift で急ぎます。数字キーで移動方法を切り替えます。1 は歩行、2 は 6 倍速の速歩き、3 は縁の 230 m 上の飛行、4 は川のいかだで、流れが西へ運びます。スマートフォンでは左の親指で歩き、右の親指で視点を動かします。
崖から歩き落ちることはできません。道や、縁、平坦面、Tonto 台地などの緩い地面は歩けますが、急な斜面では止まります。素早く移動するには、左上の断面や左下の柱状図の深さをクリックするか、野外図鑑の「移動」を使います。
舞台の隣のパネルには、案内、すべての地層と展望地点を含む一覧、操作項目があります。時間変化、古い峡谷説、「当時」、「失われた時間」、時刻、空気のかすみ、縮尺用の人、人を積んだ柱、すべての名前を切り替えられます。
課題と隠れた発見
九つの課題では、最古の岩石、海でできた地層、大不整合の空白の推定、三葉虫、身長分の Redwall の形成時間、大不整合への到達、川への到達、峡谷ができる前の土地、壁の中の砂漠を探します。解いた課題は端末に保存されます。
道沿いに 24 個の隠れた発見があります。近づいて見ると出典付きのカードが開きます。七つは思い込みを覆す「実は…」のカードです。Grand Canyon は世界一深い峡谷ではない、恐竜はいない、Redwall は灰色、峡谷は岩石よりはるかに若い、保存された時間より空白が長い、深くなるより速く広がる、対岸の縁の方が高い、という内容です。
野外図鑑は 100 項目です。NPS の数値年代表の全岩石単元、29 の化石と生痕、道沿いの 16 の場所、13 の生物を載せています。検索、種類や岩石区分での絞り込み、年代順の並べ替えができます。カードを開くと閲覧済みになり、開いた数が表示されます。
よくある質問
グランドキャニオンの深さはどれくらいですか。
測る場所によります。Grand Canyon Village 近くでは縁から川まで垂直に約 1 mile、およそ 1,500 m です。最深部は 6,000 ft(1,829 m)です。この展示の Bright Angel Trail は登山口から川まで 1,360 m 下ります。
底の岩石は何年前のものですか。
内部峡谷の Vishnu 片岩は約 17 億 5000 万年前のものです。峡谷で年代が測定された最古の岩石は Elves Chasm 深成岩体で、18 億 4000 万年前です。
峡谷自体はいつできましたか。
岩石よりはるかに若いものです。NPS は、500 万から 600 万年前に Colorado River が削り始めたと説明します。一部は約 7000 万年前までさかのぼると主張する研究者もいます。展示の時間変化は両説を示します。
大不整合とは何ですか。
Tapeats 砂岩の底の境界です。5 億 800 万年前の砂が 17 億 5000 万年前の片岩に重なり、約 12 億年の岩石記録が失われています。John Wesley Powell が 1869 年の探検後に記述しました。
なぜ岩石は層になっているのですか。
壁の大半は堆積岩です。海、川、砂漠で砂、泥、石灰が次々に積もり、後に固まりました。古い層は若い層の下にあります。底の基盤岩は異なり、強い圧力と熱で元の層が立っています。
グランドキャニオンに恐竜の化石はありますか。
ありません。峡谷の岩石は最古の恐竜より古いものです。恐竜時代の岩石がかつてこの地域を覆いましたが、侵食で失われました。
どんな化石が見つかりますか。
主に三葉虫、腕足類、ウミユリ、サンゴ、海綿、コケムシなどの海の動物です。赤い Hermit 層には植物や昆虫の翅があり、複数の層に足跡があります。公園での化石採集は違法です。NPS は代わりに写真を撮るよう求めています。
石灰岩なのに Redwall はなぜ赤いのですか。
上の赤い地層から流れた鉄分の多い泥で、表面が染まっています。石灰岩自体は灰色です。
なぜノースリムの方が高いのですか。
ノースリムはサウスリムより約 1,000 ft(300 m)高く、地層もそちらへ上がるため、同じ層でも北側で高くなっています。地域で最も涼しく雨の多い観測地点でもあります。
峡谷は今も深くなっていますか。
ゆっくり深くなっています。ただし NPS によると、深くなるより速く広がっています。今の川は、緩くなった勾配で硬い基盤岩を削り、ダムが大洪水を止めたためです。Phantom Ranch 近くの標高は約 2,400 ft で、海面より低くは削れません。
川までどれくらい歩きますか。
NPS は Village 近くのサウスリムから川まで、道のり約 7 miles(11.3 km)、標高差は出発地点により約 1,400 から 1,500 m としています。Havasupai Gardens より下へ日帰りで往復することは推奨せず、登りは下りの少なくとも 2 倍かかるとしています。
底はどれくらい暑くなりますか。
NPS によると、1,000 ft 下るごとに約 5.5 °F 上がり、夏の川岸の最高気温はよく 100 °F(38 °C)を超えます。Phantom Ranch は 120 °F(49 °C)を記録しました。
展示の「1 m 当たりの年数」は何ですか。
各層の NPS の年代幅を堆積期間とみなし、厚さで割った時間です。層を比較するための推定であり、特定の一層の堆積速度を測ったものではありません。
なぜこれほど時間が失われているのですか。
岩石は堆積物が集まる所でしかできず、土地が隆起して侵食されると再び失われます。Grand Canyon では長い侵食期が前の地層を取り除き、新しい層も残さなかったため、大不整合では 17 億 5000 万年前から 5 億 800 万年前へ、Redwall の底では 5 億 400 万年前から 3 億 4000 万年前へ飛びます。
Bright Angel Trail で超層群は見えますか。
道自体では見えません。そこでは Tapeats が基盤岩に直接重なります。傾いた超層群は、Desert View Drive の Lipan Point など峡谷東部で見られます。モデルは比較のため川岸に一部を置いています。
峡谷には誰が暮らしましたか。
人々は何千年も峡谷を使ってきました。Archaic の狩猟民は 2000 から 4000 年前に裂いた小枝の像を洞窟に残し、後の集団は岩絵や畑の跡を残しました。Havasupai の人々は、公園の設立まで現在の Havasupai Gardens に暮らし、耕作していました。
用語
- 層:特徴のある岩種と名前を持つ岩石体で、地質図に示す基本単元です。
- 層群、超層群:Supai 層群や Grand Canyon 超層群のように、関連する層をまとめたものです。
- 不整合:侵食や堆積の中断により岩石が欠ける境界です。非整合は結晶質岩の上に堆積層が重なるもの、平行不整合は平行な層の間の空白、傾斜不整合は傾いた層を切る境界です。
- 片岩:熱と圧力によって平たい光沢のある鉱物粒子がそろった変成岩です。
- 斜交層理:砂丘や砂紋の斜面の移動でできる、層内部の傾いた層理です。
- 生痕化石:体の一部ではなく、足跡、はい跡、巣穴などの行動の記録です。
- Ma:mega-annum、100 万年前を表します。
- 下刻:川が川床を下へ削ることです。
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