優勝美地國家公園半穹頂側面的午後陽光。(C. Fredrickson Photography/Moment/Getty Images)

在優勝美地谷底蜿蜒的小徑上空翱翔數千英尺,名稱為 El Capitan 和 Sentinel Rock 的巨石像古老的神話巨人一樣矗立。

它們統治這片土地的時間並不明確,之前對它們出現的估計從數千萬年到僅僅一千五百萬年不等。

一項澄清優勝美地山谷演化時間的新嘗試發現,以前衡量的標準可能已經偏離了目標,其令人驚嘆的花崗岩天際線被認為是在過去一千萬年中出現的。

更重要的是,根據加州大學伯克利分校地質學家領導的一個研究小組,大部分的雕刻可能發生在最近的五百萬年前。

加州大學伯克利分校的冰川學家 Kurt Cuffey 說:「人們在 一個非常古老的景觀,Tioga Road 和 Tuolumne Meadows 的部分地區熟悉這種高地表面。」

「問題是:深層的峽谷呢?那也是非常古老的,還是相對的年輕?在研究中有重大的貢獻,發現其是相當年輕。對時間的最佳猜測則是持續了三到四百萬年,但可能早在一千萬年才開始快速被切割的。」

優勝美地國家公園坐落在內華達山脈的鋸齒狀山峰之間——這是一個由大約一億年前大陸板塊碰撞產生的火山鏈所形成的山脈。

隨著時間的推移,大自然繼續打磨花崗岩,剝去石灰岩和頁岩,創造出以其原始之美而聞名於世的自然景觀,而地表下的力量則不斷將基岩推向天空。

優勝美地山谷本身就是少數巨石的所在地,這些巨石以其雄偉的外牆而引人注目——近乎垂直的岩壁吸引了攝影師、自然學家和遊客等,更不用說那些願意冒著生命危險去攀登的攀岩者了。

雖然岩石本身很容易分析老化的線索,但其側面的雕刻完全是另一回事。

優勝美地國家公園地質學家說:「一億年前,當花崗岩在深處形成時,塞拉利昂山脈是一座高山。這是一個火山鏈,可能看起來有點像南美洲的安第斯山脈。」

「真正的問題是,從那時起,海拔是否只是通過侵蝕而下降,或者它是否下降了一些,然後又再被抬高了。」

在內華達山脈周圍有許多的跡象表明,這兩種機制都在起作用,使斜坡變得更陡峭,並使該山脈的部分地區暴露在增加風化和侵蝕中。

從這些事件來推斷,地質學家推測類似的現象可能數千萬年前就在優勝美地發生作用。

為了推翻假設,研究人員採用了由資深作者和加州大學伯克利分校地球化學家大衛舒斯特開發的技術。一個不是基於不斷變化的景觀模型,而是基於構成突出岩層礦物質內部的證據。

該方法被稱為 helium-4/helium-3 熱計時法,涉及對 helium-4 同位素的評估,該同位素會隨著時間的推移緩慢衰變為 helium-3。

在高於 30 °C(約 86 °F)的溫度下,這種變化急劇升級,提供了一種近似岩石樣品分佈冷卻速度的方法。

就像溫度計可以用來判斷蛋糕從烤箱中冷卻了多長時間一樣,這些結果可以為研究人員提供線索,了解一塊相當大的岩石在地殼較熱部分上方停留了多長時間。

研究人員對優勝美地山谷及其周圍 16 個地點的礦物樣本進行熱計時,繪製了廣闊的火成岩冷卻歷史。

我們現在可以想像,一條河流在數千萬年的時間裡,逐漸在內華達山脈的地質中蝕刻出一條凹槽,最終成為山谷地方開闢了一條道路。

大約五百萬年前,地殼下的新活動使山脈傾斜,加速了水流並加深了峽谷。

隨著過去二到三百萬年氣候的變冷,冰川將冰鑿帶到谷底和岩壁,將邊界向後推,雕刻出我們今天熟悉的懸崖。

每年都有數百萬人參觀優勝美地,對這些巨石的存在感到敬畏。現在,這些驚奇的感覺甚至可能會變得更強烈,因為他們知道一眼就能看到與恐龍一樣古老的構造——但卻與人類自身的出現一樣近。

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參考資料:

  1. Mcrae,M., (2022,Oct 24). Yosemite Valley’s Stunning Peaks Could Be Much Younger Than We Realized. ScienceAlert
  2. Cuffey, K. M., Tripathy-Lang, A., Fox, M., Stock, G. M., & Shuster, D. L. (2022). Late Cenozoic deepening of Yosemite Valley, USA. GSA Bulletin. https://doi.org/10.1130/b36497.1 Geological Society of America Bulletin
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/yosemite-valleys-stunning-peaks-could-be-much-younger-than-we-realized(圖:C. Fredrickson Photography/Moment/Getty Images)
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