美國大峽谷（Grand Canyon）是舉世聞名的自然景觀，被列為世界遺產，記錄著地球近20億年來地質變遷的歷史。可是其中一個著名的未解之謎是，有一段長達10億年的時期在這些層積岩內完全找不到蹤跡。

大峽谷位於美國亞利桑那州西北部，由科羅拉多河（Colorado River）經過數百萬年衝蝕而成。其總長446公里，平均深度有1200米，寬度從6.4公里至29公里不等。

在大峽谷的一些地方可以看到一個奇特的現象：層積岩被分成上下兩個截然不同的部份：頂部的層積岩呈現普通的水平分層條紋；而底部層積岩的分層條紋則是垂直的形態。

經過考察，頂部層積岩的形成年代大約是在距今5.2億年；而底部層積岩的形成年代卻是距今大約14億—18億年前。

一份新研究的主要作者美國科羅拉多大學博爾德分校（University of Colorado Boulder）的地質學家皮克（Barra Peak）說：「在底部，很明顯看到石頭被擠到一起，它們的分層是垂直分布的。在它們上面有一個明顯的分界線，在這之上，你看到漂亮的水平分布的岩層，就像大峽谷裏面最常見的小山上面那種岩層的形態。」

自從1869年地質學家第一次發現大峽谷之後至今一百多年來，科學家都想不明白，這樣兩部份形成年代相差如此遙遠的層積岩為甚麼會緊湊地上下貼合在一起？它們之間將近10億年時間內形成的岩石層上哪兒去了？

這份8月12日發表於《地質學》（Geology）期刊的研究利用一種「熱年代學」（thermochronology）的方法，提出了一種可能的解釋。這種方法通過對多種化學成份的分析，能夠測出岩層在形成時期所經受的溫度。

研究收集的數據顯示，在那10億年間發生了一些規模不大、但是後果很嚴重的地殼斷層事件，導致那個時期層積岩上下翻動得很厲害。這就能解釋為甚麼在大峽谷看到一些底部的層積岩是垂直分布的條紋。另外，很可能最後大部份那個時期的層積岩都滑到海裏去了。

而發生這一切的年代正好與羅迪尼亞（Rodinia）超大陸理論描述的情形相符合。羅迪尼亞超大陸理論猜測說，以前只有一大塊集中在赤道附近的大陸，叫羅迪尼亞超大陸。這塊大陸在距今大約6.33億—7.5億年前分裂，這個分裂的過程很動盪，造成很多岩層上下翻動，甚至被衝進海裏。

研究人員發現，大峽谷西半邊的岩層樣品與東半邊所經歷的地質變化完全不相同。大部份人去大峽谷旅遊看到的是大峽谷東邊的景觀。「大峽谷東西兩邊並不是一個整體，它們不是來自溫度相同的歷史時期。」皮克說。

這份研究提出的一個證據是，大峽谷西邊的基岩似乎在距今大約7億年前，從地下升至地面；而在大峽谷東邊，來自同樣年代的岩層，至今仍然埋在地下幾公里深處。

美國大峽谷令人驚歎的地方不僅在於它的自然景觀，更在於它所提供的考古價值。皮克說：「那裏有好多地質線索都是其它任何地方都沒有的。」#

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