Однією з найбільш вражаючих форм рельєфу у світі є каньйон річки Колорадо. Незважаючи на те, що Гранд-Каньйон не є найбільшим чи найглибшим каньйоном у світі, проте, його щорічно відвідує більше 2 мільйонів людей з усього світу. У 1979 році каньйон річки Колорадо ввійшов до списку Всесвітньої спадщини ЮНЕСКО.

Каньйон річки Колорадо знаходиться на північному заході штату Аризона, він сформувався внаслідок розмиття плато Колорадо в межах середньої течії однойменної річки і є одним з найглибших каньйонів світу. Його довжина – 466 м., а максимальна глибина 1600 м., швидкість течії річки в межах каньйону складає до 25 км/год. Значну висоту має і поверхня плато Колорадо, яке розмиває річка від 1525 до 2745 м. над рівнем моря.

Для Великого каньйону характерні своєрідні форми рельєфу — «башти», «бастіони», печери, грандіозні відслонення гірських порід. Каньйон утворений у товщі вапняків, пісковиків і сланців.

Географічне положення каньйону Колорадо

Каньйон річки Колорадо знаходиться на північному заході штату Аризона, він сформувався внаслідок розмиття плато Колорадо в межах середньої течії однойменної річки

Башти

Для Великого каньйону характерні своєрідні форми рельєфу - «башти», «бастіони», печери, грандіозні відслонення гірських порід

Печери

Для Великого каньйону характерні своєрідні форми рельєфу - «башти», «бастіони», печери, грандіозні відслонення гірських порід

Відслонення гірських порід

Каньйон утворений у товщі вапняків, пісковиків і сланців

Що таке долина? Що таке каньйон?

Долина — це форма рельєфу, що характеризується низинною територією, оточена високими ділянками, такими як гори або пагорби. Долини можуть бути найрізноманітніших форм і розмірів.

Каньйон – це тип ерозійної долини з надзвичайно крутими сторонами, які часто утворюють вертикальні або майже вертикальні скелі. Термін «ущелина» часто використовується як синонім «каньон» і зазвичай має на увазі меншу, дуже вузьку долину.

Прямовисні стінки каньйону

Каньйон – це тип ерозійної долини з надзвичайно крутими сторонами, які часто утворюють вертикальні або майже вертикальні скелі

Чітка і впорядкована комбінація геологічних подій

Історія формування каньйону починається майже два мільярди років тому з утворення магматичних і метаморфічних порід внутрішньої ущелини. Над цим фундаменотом з часом сформувались шари осадових порід, кожен з яких розповідає унікальну частину історії регіону Гранд-Каньйон. Потім, між 70 і 30 мільйонами років, внаслідок дії тектоніки плит весь регіон був піднятий, в результаті чого утворилося високе і відносно рівне плато Колорадо. Нарешті, починаючи від 5-6 мільйонів років тому, річка Колорадо почала свою ерозійну роботу. Подальша руйнівна робота річки та її приток призвела до розширення каньйону. Ці сили природи діють і сьогодні, повільно поглиблюючи та розширюючи Гранд-Каньйон.

Геологічний профіль каньйону Колорадо

Історія формування каньйону починається майже два мільярди років тому з утворення магматичних і метаморфічних порід внутрішньої ущелини. Над цим фундаменотом з часом сформувались шари осадових порід, кожен з яких розповідає унікальну частину історії регіону Гранд-Каньйон

Підняття плато Колорадо

Вапняк Кайбаб це найвищий шар скелі Гранд-Каньйону, він утворився на дні океану. Але сьогодні, він знаходиться на вершині плато Колорадо, на висоті до 2700 метрів. Як ці скелі, що були морським дном досягли таких висот?

Підняття плато Колорадо було ключовим кроком у остаточному формуванні Гранд-Каньйону. Рух тектонічних плит підняв скелі високо і рівномірно, утворивши плато, через яке могла прорубатися річка Колорадо. Спосіб, яким відбулося підняття плато Колорадо, викликає подив. З підняттям геологи зазвичай очікують деформацію гірських порід. Скелі, які складають Скелясті гори, наприклад, сильно деформувалися під час їхнього підняття. Проте на плато Колорадо скелі не були суттєво змінені; натомість вони піднялися високо  і залишились плоскими. Як і чому відбувся підйом таким чином, ще до кінця не з’ясовано. Хоча вчені не знають, як саме відбулося підняття плато Колорадо, було запропоновано кілька гіпотез. Перша вказує на те, що підйом відбувся внаслідок субдукції під невеликим кутом, друга вказує на підйом через ізостацію.

Вапняк Кейбаб

Починаючи від 5-6 мільйонів років тому, річка Колорадо почала свою ерозійну роботу. Подальша руйнівна робота річки та її приток призвела до розширення каньйону. Ці сили природи діють і сьогодні, повільно поглиблюючи та розширюючи Гранд-Каньйон

Субдукція

Вчені помітили, що кут субдукції безпосередньо впливає на ландшафт на південноамериканському континенті. Там, де відбувається субдукція під нормальним кутом, утворюються діючі вулкани. Там, де відбувається субдукція під малим кутом, вулканів немає. Натомість блоки земної кори піднімаються вздовж зворотних розломів. Вважається, що  плато Колорадо так само піднялося вздовж зворотних розломів у Північній Америці.

Історія підняття, безумовно, починається з тектоніки плит і, швидше за все, епізоду горотворення під назвою орогенез Ларамідів. Орогенез ларамідів почався приблизно 70 мільйонів років тому, під час мезозойської ери і закінчився приблизно 40 мільйонів років тому в кайнозойську еру. За цей час деякі вчені припускають, що субдукція плити Фараллон на західному краю Північної Америки змінилася. Замість того, щоб опускатися під звичайним крутим кутом, плита Фараллон, ймовірно, опускалася під меншим кутом і швидше. Субдукція під невеликим кутом дозволила деформації рухатися далі всередину від краю плити – приблизно на 1000 км. Інтенсивне стиснення двох плит зі сходу та заходу призвело до підняття плато Колорадо.

Субдукція плити Фараллон під малим кутом

Замість того, щоб опускатися під звичайним крутим кутом, плита Фараллон, ймовірно, опускалася під меншим кутом і швидше

Продовження підйому через ізостазію

Невідомо, чи досягло плато Колорадо максимальної висоти в кінці орогенезу Ларамідів. Деякі вчені вважають, що підняття плато Колорадо тривало ще в середньому і пізньому кайнозої. Якщо це дійсно так, то продовження підйому частково можна пояснити ізостатичним відскоком. Коли значну кількість матеріалу видаляється ерозією, кора піднімається вгору. Такий підйом кори після звільнення від тиску називається ізостатичним відскоком.

Як річка Колорадо вирізала такий великий каньйон?

Гранд-Каньйон є, мабуть, найкращим прикладом вирізаного водою каньйону. Вода має величезну ерозійну силу, особливо коли несе велику кількість осаду і гірських порід, як річка Колорадо під час повені.

Річка Колорадо вирізала скелі протягом останніх п’яти-шести мільйонів років. Пам’ятайте, що найстарішим скелям Гранд-Каньйону 1,8 мільярда років. Каньйон набагато молодший за скелі, через які він в’ється. Навіть наймолодшому шару гірських порід — формації Кайбаб — 270 мільйонів років, що на багато років більше ніж каньйону. Геологи називають процес утворення каньйону вирубкою. Вирубка відбувається, коли річка вирізає каньйон або долину, врізається в землю і розмиває скелі. Зниження відбувається під час повені. Коли велика кількість води переміщується через русло річки, несучи також великі скелі та валуни. Ці камені діють як зубила, відколюючи шматки від русла річки. Існує кілька факторів, які збільшують інтенсивність ерозії, яка відбувається в Гранд-Каньйоні: річка Колорадо має великий похил, великий об’єм стоку  і протікає через посушливий клімат.

Річка Колорадо має великий похил

Чим більший похил річки, тим крутіший схил. Для русла річок високий або крутий ухил означає більш швидку течію. Річка з більш швидкою течією може нести більші скелі та валуни. Хоча великий похил у річки не є рідкістю, проте, він, безумовно, важливий, бо додає річці потужності. Так під час своєї  446 км. подорожі через Гранд-Каньйон річка Колорадо спускається приблизно на 610 м., похил річки на цій території становить 136 см на/км. Для річки це великий похил, який дає їй величезну швидкість і можливість транспортувати великі уламки гірських порід під час повені.

Річка Колорадо має великий об’єм стоку 

Тобто в річці Колорадо тече багато води. Річка з великим об’ємом стоку може нести багато наносів. У порівнянні з об’ємом стоку   таких річок, як Міссісіпі або Ніл, обсяг Колорадо досить малий. Але під час повені він значно збільшується. Річка Колорадо в межах Гранд-Каньйону має середню ширину 91 м. і глибину близько 12 м. Середній потік становить від 340м³ до 430 м³  в секунду . Під час повені збільшений об’єм води може витікати зі швидкістю 8500 м³ в секунду.

Річка Колорадо протікає через посушливий клімат

Механічне вивітрювання відбувається відносно швидко в посушливих регіонах. У більш вологих регіонах рослини покривають землю і допомагають уповільнити ерозію. У посушливому кліматі часто буває дуже мало ґрунту, і корінні породи залишаються відкритими. Вони легше розмиваються опадами, руйнуються добовими коливаннями температур поверхні. Річки, що протікають через посушливі ландшафти, можуть легше прорізати скелі, оскільки скеля оголена і вивітрюється.

Територія, якою протікає річка Колорадо характеризується сухим і жарким кліматом

У посушливому кліматі часто буває дуже мало ґрунту, і корінні породи залишаються відкритими. Вони легше розмиваються опадами, руйнуються добовими коливаннями температур поверхні

Яким буде каньйон через мільйон років?

Вивітрювання та ерозія – це тривалі процеси. Якби ми відвідали Гранд-Каньйон ще через пару мільйонів років, як би це виглядало?

По-перше, він був би ширшим. Значна частина ширини Гранд-Каньйону була б отримана завдяки ерозійній дії води, що стікає в річку Колорадо через притоки. Поки вода від танення снігу та дощу продовжує надходити в ці бічні дренажі, ерозія триватиме.

Через кілька мільйонів років Гранд-Каньйон також може бути трохи глибшим, хоча каньйон стає глибшим не так швидко, як стає ширшим. Породи, через які в даний час протікає річка, є твердими, кристалічними магматичними та метаморфічними, які набагато міцніші, ніж осадові породи, що знаходяться над ними. Що ще важливіше, похил річки зменшився, тому вона має менше сили для боротьби з твердими породами.