Есть места на Земле, где время становится видимым. Гранд-Каньон в штате Аризона — одно из них. На протяжении 446 километров река Колорадо прорезала слой за слоем горных пород, обнажив почти два миллиарда лет геологической истории — от чёрных метаморфических сланцев Вишну на дне ущелья до светлого палеозойского известняка Кайбаб на кромке плато. Нигде на планете нет столь полного и наглядного «учебника геологии» под открытым небом. Каньон, включённый в список Всемирного наследия ЮНЕСКО и ежегодно принимающий около 6 миллионов туристов, продолжает формироваться прямо сейчас — эрозия не останавливается ни на день.
Размеры и расположение
Гранд-Каньон расположен на северо-западе штата Аризона, в пределах плато Колорадо. Его длина — около 446 км (277 миль), ширина на уровне плато варьируется от 6 до 29 км, а максимальная глубина достигает 1 800 метров (около 6 000 футов). Площадь Национального парка Гранд-Каньон, созданного в 1919 году, составляет 4 927 км². Каньон разделён на Южный край (South Rim), куда приезжает подавляющее большинство посетителей, и Северный край (North Rim), расположенный на 300 метров выше и открытый для туристов лишь с мая по октябрь из-за обильного снега.
Река Колорадо, протекающая по дну ущелья, берёт начало в Скалистых горах Колорадо и впадает в Калифорнийский залив. Её длина — около 2 330 км. Именно неутомимая работа реки — совместно с притоками, оползнями и выветриванием — создала каньон, который мы видим сегодня.
Геологические слои: от Вишну до Кайбаба
Одна из главных причин, почему Гранд-Каньон столь ценен для науки, — это почти непрерывная последовательность из примерно 40 осадочных слоёв, охватывающих период от раннего протерозоя (около 2 миллиардов лет назад) до пермского периода (около 270 миллионов лет назад). Между ними расположены не менее 14 известных несогласий (unconformities) — интервалов, когда породы либо не откладывались, либо были полностью стёрты эрозией.
На самом дне каньона, во Внутреннем ущелье (Inner Gorge), обнажены Вишну-сланцы (Vishnu Schist) и граниты Зороастра — метаморфические и интрузивные породы возрастом 1,75–1,73 миллиарда лет. Они представляют собой корни древних гор, которые когда-то возвышались на 5–6 миль над уровнем моря. За сотни миллионов лет эрозия стёрла горы до основания — этот гигантский перерыв в геологической летописи Джон Уэсли Пауэлл назвал «Великим несогласием» (Great Unconformity).
Выше залегает Гранд-Каньонская супергруппа — серия осадочных формаций возрастом от 1,2 миллиарда до 740 миллионов лет, отложенных в мелком море. Эти породы наклонены под углом около 15° из-за тектонического события, произошедшего около 800 миллионов лет назад (Гранд-Каньонский орогенез).
Основная толща палеозойских пород начинается с кембрийского песчаника Тапетс (около 525 млн лет), переходя через сланец Брайт-Энджел и известняк Муав к девонскому известняку Темпл-Бьют, массивному Редуоллскому известняку (миссисипий) и далее к формациям группы Супай и пермским отложениям: Хермитскому сланцу, песчанику Коконино (окаменевшие песчаные дюны возрастом 275 млн лет со следами рептилий), известняку Торовип и, наконец, Кайбабскому известняку на самом верху — морским отложениям возрастом около 270 миллионов лет.
Каждый слой рассказывает собственную историю: тёплые мелководные моря, прибрежные равнины, речные дельты, засушливые пустыни — всё это сменяло друг друга по мере того, как территория нынешнего плато Колорадо дрейфовала через разные климатические зоны вместе с Северо-Американской плитой.
Как образовался каньон: река против плато
Поднятие плато Колорадо началось около 75 миллионов лет назад в ходе Ларамийского орогенеза — того же горообразования, которое создало Скалистые горы. В общей сложности плато было поднято примерно на 3,2 км (2 мили). Параллельно, около 18 миллионов лет назад, к западу начала формироваться провинция Бассейнов и Хребтов (Basin and Range), где кора растягивалась и опускалась.
Около 6 миллионов лет назад открытие Калифорнийского залива позволило крупной реке начать прорезаться на северо-восток. Она перехватила более древний дренаж и сформировала предковую реку Колорадо, которая и начала углублять каньон. Ледниковые периоды последних 2 миллионов лет, принёсшие обильные осадки, значительно ускорили эрозию. К 1,2 миллиона лет назад каньон достиг почти современной глубины.
Текущая скорость эрозии — примерно 3 см за 100 лет. Это считается геологически быстрым темпом, обусловленным продолжающимся поднятием плато Кайбаб.
Интересный эпизод — вулканическая деятельность. В период от 1,8 миллиона до 500 000 лет назад лавовые потоки неоднократно перегораживали русло Колорадо, создавая не менее 13 лавовых дамб. За ними формировались озёра глубиной до 610 метров (2 000 футов). Следы этих дамб сохранились в виде базальтовых обнажений на стенах каньона.
Климат, экосистемы и перепад высот
Из-за огромного перепада высот — от 720 м на дне у реки до более чем 2 700 м на Северном краю — Гранд-Каньон охватывает несколько биоклиматических зон. На дне ущелья царит жаркий аридный климат с летними температурами выше 40 °C и скудной растительностью (кактусы, мескитовые деревья). По мере подъёма температура падает, а осадки возрастают; Южный край покрыт сосново-можжевёловыми лесами, а на Северном краю простираются хвойные леса из ели, пихты и осины с зимним снежным покровом до 2 метров.
В каньоне обитают более 90 видов млекопитающих, 447 видов птиц, 58 видов рептилий и амфибий и 17 видов рыб — в том числе эндемичный горбатый чуб (Humpback chub), находящийся под угрозой исчезновения. Калифорнийские кондоры, практически вымершие к 1987 году, были реинтродуцированы в районе Гранд-Каньона и сейчас насчитывают около 90 особей в этой популяции.
Человек и каньон: от Пуэбло до миллионов туристов
Люди жили в каньоне и вокруг него на протяжении не менее 12 000 лет. Артефакты культуры Кловис найдены на плато. Позднее здесь обитали предки пуэбло (Анасази), которые строили зернохранилища в скальных нишах. Племена хавасупай и хуалапай продолжают жить в каньоне и сегодня: деревня Супай — единственный населённый пункт в США, куда почта доставляется мулами.
В 1540 году испанский отряд под командованием Гарсии Лопеса де Карденаса стал первой группой европейцев, увидевшей каньон. Однако научное исследование началось лишь в 1869 году, когда однорукий ветеран Гражданской войны Джон Уэсли Пауэлл совершил легендарный сплав по реке Колорадо через весь каньон на деревянных лодках. Его экспедиция заложила основы стратиграфии каньона.
Национальный парк был учреждён в 1919 году. Сегодня его посещают около 6 миллионов человек в год. Стеклянный мост «Скайвок» (Skywalk) на территории хуалапай, открытый в 2007 году, выступает на 21 метр за край обрыва на высоте 1 200 метров над рекой.
Гранд-Каньон в цифрах
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Длина | ≈ 446 км (277 миль) |
| Ширина | 6–29 км |
| Максимальная глубина | ≈ 1 800 м (6 000 фт) |
| Возраст древнейших пород | ≈ 2 млрд лет (Вишну-сланцы) |
| Возраст каньона | 5–6 млн лет |
| Число геологических слоёв | ≈ 40 |
| Скорость эрозии | ≈ 3 см / 100 лет |
| Площадь Национального парка | 4 927 км² |
| Посещаемость | ≈ 6 млн/год |
| Число лавовых дамб (древних) | ≥ 13 |
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Гранд-Каньон — самый большой каньон в мире?
По совокупности длины, ширины и глубины Гранд-Каньон — один из крупнейших, но не абсолютный рекордсмен. Каньон Кали-Гандаки в Непале и каньон Котауаси в Перу глубже. Уникальность Гранд-Каньона — в непревзойдённой обнажённости геологических слоёв.
Сколько лет формировался каньон?
Река Колорадо начала врезаться в плато около 5–6 миллионов лет назад. Однако породы, обнажённые в стенах каньона, имеют возраст от 270 миллионов до 2 миллиардов лет — они формировались задолго до появления ущелья.
Что за чёрные породы на дне каньона?
Это Вишну-сланцы (Vishnu Schist) — метаморфические породы возрастом около 1,75 миллиарда лет. Изначально они были вулканическими и осадочными отложениями, но под воздействием колоссального давления и температуры на глубине 19 км превратились в тёмные сланцы и гнейсы.
Можно ли добраться до дна каньона?
Да. Самый популярный маршрут — Bright Angel Trail (15,3 км в одну сторону с перепадом 1 340 м). Мулы также перевозят туристов. Кроме того, возможен сплав по реке Колорадо, требующий специального разрешения и длящийся от 3 до 25 дней.
Каньон продолжает расти?
Да. Эрозия рекой Колорадо, боковыми притоками, оползнями и выветриванием продолжается. Скорость углубления — около 3 см за столетие. Расширение стен происходит значительно быстрее за счёт обрушений и боковой эрозии.
