科罗拉多大峡谷

科罗拉多大峡谷（英语：Grand Canyon，西班牙语：Gran Cañón del Colorado^[2]），位于美国亚利桑那州西北部，被认为是世界上最长的河流峡谷，长446千米，平均宽度为16千米，从最窄处160米到最宽处29千米，平均谷深1600米，最深处为1800米。^[1][3][5]

科罗拉多大峡谷地处科罗拉多高原的西北部，历经科罗拉多河流层层切割了数百万年而形成，峡谷分布着各个地质时代的岩层，层次清晰，并且含有不同时代的代表性生物化石，提供了地球地质历史的记录。^[6]大峡谷属于温带大陆性气候，冬寒夏热，温差较大；科罗拉多河贯穿整个大峡谷，峡谷两壁和谷地的气候、景观都有较大不同，^[7][8]从而孕育了丰富的生物多样性，目前大约有鸟类447种、哺乳动物91种、爬行动物48种以及两栖动物10种，以及超过1700多种植物。^[9][10]当地还拥有铜、银、铀yóu等矿产资源。^[11]

科罗拉多大峡谷地区最初居住着美洲原住民，他们在峡谷壁内建立了定居点。最先定居的普韦布洛人，其后有派尤特人、纳瓦霍人、祖尼人和霍皮人都曾经居住在大峡谷。1540年，西班牙人加西亚·洛佩斯·德·卡德纳斯最先发现了大峡谷。^[12]1906年，在时任美国总统西奥多·罗斯福的推动下建立了大峡谷野生动物保护区。1919年，大峡谷最壮观的路段及其附近地区被辟为国家公园。该国家公园是徒步旅行者、观光者和自然爱好者的热门目的地。^[1]1980年，科罗拉大峡谷被列为世界自然遗产。^[3]

1869年和1871年探索峡谷的冒险家约翰·韦斯利·鲍威尔 （John Wesley Powell） 因推广“大峡谷”（Grand Canyon）这个名字而受到赞誉，但他并不是第一个使用它的人。历史学家唐·拉戈（Don Lago）说，没有人能确切地说出这个名字的来源。^[13]1871年，美国地理学家、探险家约翰·威斯利·鲍威尔首次使用“大峡谷”（Grand Canyon）一词，此前它被称为“Big Canyon”。由于科罗拉多河穿流其中，故又名科罗拉多大峡谷。^[14]“科罗拉多”在西班牙语中就是“红色”的意思，当西班牙探险者第一次到达这里的时候，震惊于眼前落差近1600米的红色岩壁，便直白地将其命名为“红色峡谷”——科罗拉多大峡谷。^[15]

科罗拉多大峡谷的地理中心坐标为36°18'N、112°36' W，^[8]大峡谷位于美国亚利桑那州西北部，科罗拉多高原西南部，科罗拉多河中游河段，占据了美国西南部的大片区域。大峡谷的长度从李斯渡口附近的帕里亚河口和亚利桑那州、犹他州的北部边界延伸到内华达州界附近的格兰沃什悬崖，距离约446千米，^[16]宽160米~29千米，平均谷深1600米，最深处1800米。^[1]

近20亿年前，科罗拉多大峡谷内峡谷的火成岩和变质岩形成。^[17]12亿年前的前寒武纪时期，峡谷底部最古老的岩石形成，被称为毗湿奴基岩。这些古老的岩石最初是在地壳深处形成的，随后被抬升和暴露。^[18]大峡谷地区在6亿年前曾经是一片平原，在相当长一段时间被海水浸没，成为海洋。^[19]

进入大约5亿年前的古生代，由于板块构造，该地区发生了巨大的变化。北美板块移动，导致陆地下沉并形成浅海。数百万年来，沉积物在这片海域中堆积，凝固成石灰岩、砂岩和页岩层，现在构成了峡谷的墙壁。^[18]距今2.3亿年以后，强烈的地壳运动使该地区的地壳缓慢地、几乎保持水平状态地上升，上升的速度北岸高于南岸。^[19]

距今7000万~3000万年前的拉勒米运动（Laramide orogeny）期间，通过板块构造的作用，大峡谷整个地区被抬升，形成了高而相对平坦的科罗拉多高原。凯巴布石灰岩是大峡谷最上层的岩石，形成于海底。今天，凯巴布石灰岩被发现在科罗拉多高原的顶部海拔高达2700多米的地方。科罗拉多高原的隆起是最终形成大峡谷的关键一步，这种隆起使科罗拉多河及其支流的河流坡度陡峭，这使得河流强烈地向下切割。板块构造的作用使岩石又高又平，形成了一个高原，科罗拉多河可以通过这个高原切割下来。科罗拉多高原上的岩石随着高原的隆起被高高举起，没有发生重大变形。^[12][17]

科罗拉多河流域在过去4000万年中发展起来，而大峡谷本身可能不到500~600万年（大部分下切发生在过去200万年）。^[12]大峡谷形成的最关键阶段始于大约6~5Mabp^[注1]，科罗拉多河开始流淌。地质学家称峡谷形成过程为下切。当河流穿过峡谷或山谷时，就会发生下切，开始了侵蚀岩层的缓慢过程。^[17]加上山崩、洪水、冰雪的共同作用，把峡谷侵蚀切割到今天的深度。^[19]侵蚀在大峡谷的形成中起着举足轻重的作用。冰河时代的天气条件也增加了科罗拉多河排水系统的水量，科罗拉多河更快、更深地切割河道。^[12]

530万年前，当加利福尼亚湾开放并降低了河流的基底水位（最低点）时，科罗拉多河的基底水位和河道发生了变化，加快了侵蚀的速度。^[12]由于岩石硬度的差异，不同的侵蚀速率造就了峡谷独特的阶梯式外观。较软的岩层侵蚀得较快，形成了峡谷较宽的部分，而较硬的岩层抵抗了侵蚀，导致形成狭窄的峡谷和高耸的悬崖。^[18]科罗拉多河的大力切割雕刻了峡谷的深度，峡谷的拓宽受到该地区干燥气候的抑制。快速下切和缓慢拓宽之间的不对称塑造了大峡谷。^[20]大峡谷至今并没有定型，大约每70年就要加深1厘米。^[19]

科罗拉多大峡谷属于半干旱温带大陆性气候和热带沙漠气候。当地冬寒夏热，气温年、日较差都大。^[7]其中7月平均气温20℃，为全年最高；12月平均气温-2℃，为全年最低。降水量少，年平均降雨量约220毫米，多集中在夏季，冬季会下雪。^[21]

由于地形的影响，峡谷两壁及谷底气候有很大不同，南壁干暖，北壁高于南壁，气候寒湿，谷底则干热。^[7]北缘年降水量约700毫米，南缘年降水量只有北缘的一半。^[19]大峡谷气温也具有明显的垂直变化规律，总体来说，海拔每下降1000米，气温便升高约0.45℃。最高气温出现在峡谷内海拔的最低处。高海拔地区昼夜温度变化很大，大峡谷底部夏季炎热干燥，冬季凉爽潮湿。夏季雷暴和冬季降雪增加了该地区的天气多样性。^[21]

科罗拉多大峡谷是构造隆起的产物。^[22]所有这些侵蚀的结果是地球上最完整的地质柱之一。大峡谷的深度，尤其是其地层的高度（其中大部分形成于海平面以下）可归因于科罗拉多高原的隆起。大约100万年前，火山活动（主要在西部峡谷地区附近）在该地区沉积了火山灰和熔岩，有时完全阻塞了河流。火山活动始于大约600万年前，并一直持续到最近几千年。大峡谷本身具有新生代晚期重新侵蚀的特征。^[12][20]

科罗拉多大峡谷崖壁上裸露的岩层年代跨度非常大。可以从谷壁观察到从古生代至新生代各个时期的地层，并且含有各个地质年代具有代表性的生物化石，层次清晰，色调各异，为人们了解地质变化提供了充分的依据。^[23]然而，大峡谷的岩层记录并非连续和完整的，在峡谷的岩石记录中，有一个时间缺口涵盖了数亿年的时间。在峡谷西部朝向米德湖的地方，基底的岩石有14~18亿年的历史，而上面的岩石只有5.2亿年的历史。^[24]这是由于大量物质被侵蚀去除，或很少甚至根本没有沉积物造成的地层间隙。因此，年代相差甚远的岩层只被一个薄薄的地层隔开。^[1]

按照叠加定律，沉积物按顺序层沉积，最古老的岩石在底部，最年轻的岩石在顶部。大峡谷的三个主要岩层组根据位置和共同组成分为：变质基岩，前寒武纪大峡谷超群和古生代地层。^[25]

在高原顶面上分布有凯巴布石灰岩，其形成时间约在2.5亿年前，环境以浅海、靠近海岸为主。在该岩层中可以发现贝壳、海绵、珊瑚等生物化石。凯巴布石灰岩岩层越往下年代越久远，直至谷底的毗湿奴片岩岩层。毗湿奴片岩层形成于20亿~17亿年前，环境以变质岩、熔岩等为主。许多岩层是在温暖的浅海、沿岸海滩或是沼泽地中沉积下来的。这说明了北美大陆海岸线反复向前推进或后退。但是还有一些岩层是在沙漠中以沙丘形式沉积下来的。根据这些特征能够反映出当时的环境与其他岩层形成的环境具有一定的差异，同时也说明了北美大陆的气候处于不断变化的状态。^[23]

大峡谷底部内峡谷的结晶、扭曲的未分层岩石是距今超过25亿年的太古宙花岗岩和片岩。在这些非常古老的岩石上覆盖着一层有5.4亿多年历史的元古代石灰岩、砂岩和页岩。在此之上是古生代岩层，由更多的石灰岩、淡水页岩和胶结砂岩组成，这些砂岩构成了峡谷的大部分墙壁，代表了超过3亿年的沉积期。在普通的地质记录中，覆盖这些岩石的应该是厚厚的中生代岩石序列（大约250至6500万年），但大峡谷中生代的岩石已经完全被侵蚀掉了。尽管如此，在附近的犹他州南部仍发现了中生代岩石，在那里它们形成了陡峭的山丘遗迹和朱红色、白色和粉红色的悬崖梯田。相对年代较近的是覆盖在峡谷东南几英里处和大峡谷西部的黑色熔岩和火山锥，其中一些估计在过去1000年内一直活跃。^[1]

科罗拉多大峡谷的三种主要岩石类型是火成岩、沉积岩和变质岩。火成岩是冷却的岩浆（在地下发现的熔融岩石）或熔岩（在地面上发现的熔融岩石），花岗岩（从岩浆中冷却，称为侵入火成岩）和玄武岩（从熔岩中冷却，称为挤压火成岩）是两种类型的火成岩，还有一些片麻岩和片岩。^[25][6]沉积岩是由较小的沙子和泥浆层层粘在一起形成的，包括砂岩、泥岩、页岩、粉砂岩、石灰岩等。沉积岩通常含有化石，可用于帮助确定岩石的年龄。随着时间的推移，压力随着沉积物的增加而增加，矿物质有助于形成这些岩层。当沉积岩或火成岩由于暴露于热和压力而发生变化时，就会形成变质岩。这三种岩石类型都可以在大峡谷中找到。^[25]

科罗拉多大峡谷地区的矿产包括科罗拉多河中的黄金，科罗拉多河切割了无数的小金矿脉，这些金矿矿脉被侵蚀掉，在淤泥质河流中形成了砂矿床。大峡谷的岩石中大量发现的有石英、奥石、赤铁矿、石膏、黏土、方解石、白云石、长石、普通辉石、黑云母和石灰石。该地区还存在更具经济重要性的矿产，包括铜、银和一些铀。^[27][11]

在科罗拉多河中游，无论是主河道还是支流河道，绝大部分都是典型的峡谷地貌。^[28]科罗拉多河在科罗拉多高原上共切割出19条峡谷，总面积2724.7平方千米，其中最深、最宽、最长的就是科罗拉多大峡谷。^[4]科罗拉多大峡谷的形状极不规则，大致呈东西走向，蜿蜒曲折，匍伏于凯巴布高原（Kaibab Plateau）之上。^[29]科罗拉多大峡谷谷壁呈阶梯状，南壁海拔1800~2100米，北壁比南壁高400~600米，谷底海拔760~800米。科罗拉多河在谷底水面宽度不足1千米，最窄处仅120米。河流曲折蜿蜒，河床坡降大，水流湍急。^[16]科罗拉多大峡谷的裂缝在其外壁之间包含众多山峰、山丘、峡谷和沟壑，峡谷内除了布满侧峡、沟壑外，还形成许多孤山、岩塔、石柱以及无数的洞穴。^[1][19]大峡谷的山顶部非常平整，是典型的“桌状高地”，也称“桌子山”，这种山体顶部平坦、侧面陡峭。^[4]

科罗拉多河

科罗拉多河流经科罗拉多、怀俄明、犹他、亚利桑那、内华达、新墨西哥及加利福尼亚7个州，向南进入墨西哥境内流入加利福尼亚湾。全长2190千米，总落差3500米，流域面积约59万平方千米。^[28]科罗拉多河位于大峡谷区域内，河段流域面积约为106370平方千米。^[30]科罗拉多河的流量通常在200~700立方米/秒之间，流量的季节性变化大大减少。^[31]科罗拉多河流经大峡谷的大部分水流都起源于落基山脉地区。流入科罗拉多河的主要多年生溪流（如卡纳布河和哈瓦苏河、小科罗拉多河和帕里亚河）与峡谷南北两侧的大型多年生泉水系统有关。然而，大多数水源本质上是间歇性的或短暂的。这些系统中的水的可用性与地质结构、季节性和年降水量密切相关。^[30]

科罗拉多大峡谷地区的地下水由在科科尼诺（南缘）和凯巴布（北缘）高原上的降水浸入地下并到达地下水位后产生。根据水在不同岩层通过的难易程度，大峡谷地下逐渐形成由粘土组成、渗透性较弱的弱透水层，以及渗透性较强的含水层。科罗拉多大峡谷不同的地质层造就了两个主要的地下水蓄水层。较高的C-含水层是一个非封闭含水层，收集的地下水通过凯巴布地层和托罗韦普地层渗入科科尼诺砂岩。在其下方，二叠纪赫米特底层和苏派组形成了一道致密的屏障。C-含水层的地下水可以横向流动，在科科尼诺砂岩底部的峡谷壁上以渗流的形式出现，但也可以通过断层带垂直下渗，向下层封闭的R-含水层（又称红墙穆阿夫含水层）补给。^[32]

整个科罗拉多大峡谷的土壤被归类为发育不良。土壤变化很大，从北缘潮湿的森林土壤到浅层干燥的矿物土壤和内峡谷的基岩暴露。峡谷内土壤质地为沙壤土、沙子或壤土沙子。大峡谷的大多数土壤类型都非常容易侵蚀，再生缓慢。大峡谷的土壤通常很脆弱，几乎不需要干扰就会造成侵蚀。生物土壤或“隐生结壳”是非常敏感的土壤系统，特定于干旱地区。这些结壳覆盖了大峡谷内土壤的很大一部分。蓝藻形成外壳，而其他细菌、藻类、真菌、地衣和苔藓也存在。这些结皮在减少水土流失、加强水源涵养和促进固氮方面发挥着重要作用。它们为维管植物在干旱条件下发芽创造了更有利的环境。科罗拉多河沿河陆地区域以细粒海滩、粗粒鹅卵石坝和支流扇形沉积物为特征。^[33]

科罗拉多大峡谷地区已知维管植物约有1737多种，苔藓64种，地衣195种，这种多样性主要缘于从大峡谷谷底河床到峡谷北缘最高点的约2400米^[注2]的海拔变化。其中有十余种植物是大峡谷范围内仅有的，仅有10%的植物属于外来植物。科罗拉多大峡谷包含129个植被群落，其组成和分布受到气候、地貌和地质的影响。^[10][34]

在大峡谷的底部生长的植物是柳树和白杨，抗旱植物包括柽柳、丝兰、龙舌兰和多种仙人掌，还有土狼柳（Salix exigua）、箭草等。河流走廊上方是沙漠灌木丛群落，生长典型的温暖沙漠物种，如三尺蒿（Artemisia tridentata）等， 橡胶兔刷（Ericameria nauseosa）也生长在这个区域。在沙漠灌木丛上方，海拔1980~2400米之间的南北边缘生长黄松林（Pinus ponderosa），散布着松树和犹他松林（Juniperus osteosperma）。在这片林地中，可以找到犹他州龙舌兰（Agave utahensis）、香蕉丝兰（Yucca baccata）、窄叶丝兰、蛇草、冬脂和针草等。^[1][10]海拔2400米以上以恩格尔曼云杉、蓝云杉为代表的云杉冷杉林，以及几种多年生草种，包括地苜蓿xu、西洋蓍shī草、五叶草、羽扇豆、 莎草和紫苑等。山地草甸和亚高山草原群落很少见，仅存于大峡谷北缘。^[10]

科罗拉多大峡谷目前大约有鸟类447种、哺乳动物91种、爬行动物48种以及两栖动物10种。此外，大峡谷地区与很多地区一样，有大量的无脊椎动物（包括昆虫及蛛形纲动物），目前已经确认的无脊椎动物共有1443种，远大于其他种类。这些无脊椎动物对于峡谷生态系统至关重要。^[9]大峡谷是一些濒危鸟类重要的栖息地，包括西南柳鹟wēng、墨西哥斑点猫头鹰、加州秃鹰、西部黄嘴杜鹃。^[35]骡鹿（Odocoileus hemionus）和麋鹿（Cevus canadensis）是整个大峡谷地区最常见的哺乳动物，沙漠大角牛（Ovis canadensis nelsoni）栖息在内峡谷的偏远山坡上，山猫和土狼的分布范围从边缘到河流，大峡谷还有美洲狮（Puma concolor）和猪鼻臭鼬（Conepatus leuconotus）。栖息在大峡谷的小型哺乳动物包括环尾猫（Bassariscus astutus）、海狸、地鼠、花栗鼠、松鼠、兔子和蝙蝠。爬行动物和两栖动物以各种各样的蜥蜴、蛇（包括独特的大峡谷“粉红色”响尾蛇）、青蛙、蟾蜍和蝾螈为代表。^[36][37]

大峡谷国家公园（Grand Canyon National Park）是美国以科罗拉多大峡谷为核心区域设立的国家公园，也是美国设立的第17个国家公园。^[8]1908年，时任美国总统西奥多·罗斯福宣布建立大峡谷国家公园纪念碑。^[38]1919年2月26日，美国国会通过法案将大峡谷最壮观的路段及其附近地区正式辟为国家公园。1975年，国家公园扩大，加上原先大峡谷国家保护区和马布尔峡谷国家保护区，以及部分格伦峡谷国家休养地和米德湖国家保护区，总面积达4929平方千米。^[16]1979年，大峡谷国家公园被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》。^[39]2013年，大峡谷国家公园被国际鸟类保护组织指定为全球重要鸟类和生物多样性区。^[38]

在大峡谷内，有北美七个生命区中的五个，四种沙漠类型中的三种。大峡谷国家公园内有高原、平原、沙漠、森林、火山锥、熔岩流、溪流、瀑布等多样的自然特征。^[40][41]国家公园保护的一些更独特的生态系统包括其他地方受到威胁的北方森林和沙漠河岸。峡谷壁上有许多洞穴，其中包含独特的生物系统。该国家公园有三个不同的森林群落：松树和杜松林地、黄松林和云杉冷杉林。公园内还包含山地草甸、高地亚高山草甸、半荒漠灌木草原等草原群落。^[41]

凯巴布国家森林公园（Kaibab National Forest）位于亚利桑那州中北部，与科罗拉多大峡谷南北两缘接壤。该地区占地65万公顷，分为三个区：北凯巴布护林区（办事处位于弗雷多尼亚）、图萨扬护林区（办事处位于大峡谷）和威廉姆斯护林区（办事处位于威廉姆斯）。大峡谷国家公园将凯巴布国家公园分为北凯巴布和南凯巴布（包含图萨扬和威廉姆斯）。南凯巴布的面积为3680平方千米，北凯巴布的面积为2600平方千米。森林公园的海拔高度从西南角的1676米到威廉姆斯护林区肯德里克峰顶的3175米不等。^[42]

夏季，水汽通常从南部或东南部接近大峡谷地区，以产生夏末的“季风”季节。强烈的地面加热会产生暖空气的上升气流，只要大气水分充足，就会爬升数万英尺，产生强大的雷暴。大峡谷地区每年平均记录25000次雷击。^[43]夏季雷暴经常发生在7月、8月和9月初，可能会出现暴雨、频繁的闪电和突然的山洪暴发。这些雷暴的强度和位置变化很大，主要发生在上午11点至下午6点之间。其中一些风暴可以达到严重的水平，伴有大冰雹、破坏性大风，有时甚至会出现龙卷风。^[21]

由于干燥的气候以及极大的昼夜温差，科罗拉多大峡谷地区在夏季时常会发生山火。干燥雷暴产生的闪电会点燃森林火灾。^[21]大峡谷的工作人员努力使国家公园内的建筑远离灌木丛和其他易燃碎片，每年扑灭数十起野火。2000年发生大峡谷北缘的火灾使超过56平方千米的土地变黑，并迫使疏散和关闭一些国家公园区域数周。2006年，南缘公园路沿线的一场大火烧毁了交通，并遮蔽了数千米的能见度。2010年7月6日发生在位于北缘中心地区西北约124千米处的大火，过火面积超过12平方千米。消防人员根据最新的2005年火灾管理计划的指导方针管理火灾。^[44]

夏季除引起山火之外的其他雷暴产生局部强烈的倾盆大雨，引发峡谷支流的山洪暴发。湍急的洪水可以在没有警告的情况下到达峡谷底部。^[21]极端降水引发大峡谷的泥石流，来自740条支流的泥石流将沉积物输送到亚利桑那州大峡谷的科罗拉多河中，多数泥石流发生在大理石峡谷或大峡谷东部。从1984年到2003年，观测到大峡谷科罗拉多河发生泥石流的频率为5.1次/年，共发生101次泥石流，涉及84条支流。2001年和2002年共发生了14次泥石流，是有记录以来最多的两年。从1890年到1983年，历史频率为5.0次/年。自1963年以来，科罗拉多河每年洪水的规模不断缩小，这限制了该河广泛侵蚀新沉积的碎屑的能力。^[45]

在科罗拉多大峡谷地区，考古学家发现了可追溯到约12000年前的居民遗址和手工艺品，史前人类最初在峡谷及其周围地区定居是在上一个冰河时期，当时猛犸mǎ象、巨型树懒和其他大型哺乳动物仍在北美游荡。大型石制矛尖证明了早期人类在此居住。^[46]

在峡谷壁的洞穴中发现了数百个制作于公元前2000-公元前1000年的小型劈裂杖雕像。这些小雕像的形状像鹿和大角羊。人类学家认为，史前猎人可能将这些小雕像留在洞穴中，作为确保狩猎成功的仪式的一部分。^[46]

该地区最初居住着美洲原住民，他们在峡谷壁内建立了定居点。其中，迄今为止发现的最早的群体被归类为编篮者（basketmakers），称为阿纳萨齐部落，其历史可追溯到公元前500年左右。他们在峡谷中的继任者被称为普韦布洛人，他们被认为是霍皮人的祖先。自1150年以来，奥赖比人一直占据着他们的一个居住地。科霍尼纳人也住在该地区。大量年代久远的考古遗址表明，阿纳萨齐人和科霍尼纳人一直繁荣到公元1200年左右。^[12]随后是派尤特人、纳瓦霍人、祖尼人和霍皮人部落。现在，哈瓦苏派人声称大峡谷是他们祖先的家园。据部落历史记载，哈瓦苏帕伊人在峡谷及其周围地区已经生活了800多年。^[46]

最早踏足大峡谷地区的欧洲人是加西亚·洛佩斯·德·卡德纳斯（García López de Cárdenas）率领的士兵。1540 年，在弗朗西斯科·巴斯克斯·德·科罗纳多（Francisco Vázquez de Coronado）的命令下，卡德纳斯上尉带领西班牙军队从墨西哥城向北旅行，寻找西博拉七城。经过6个月的旅行，卡德纳斯带领的军队抵达了大峡谷东部的霍皮梅萨斯。在霍皮族向导的指引下，率领一小队人马去寻找一条据说是 "大河 "的地方。西班牙军队希望找到一条通航的河流，作为通往加利福尼亚湾的水道。^[12][47]

经过20多天的长途跋涉，卡德纳斯和他的军队到达了大峡谷的边缘。他们脚下约1600多米处就是科罗拉多河。西班牙人估计，对面的边缘距离他们有12~16千米，科罗拉多河的宽度不超过2米。卡德纳斯命令三名步兵爬到河边，他们爬到大约1/3的地方，才发现科罗拉多河的水道比他们估计的要宽得多，根本无法在这条湍急的河流上航行。^[47]

卡德纳斯一行花了三天时间寻找水源，试图到达河底。巴勃罗·德·梅尔格罗萨（Pablo de Melgrossa）、胡安·加莱拉斯（Juan Galeras）和第三名士兵下到峡谷的1/3处，直到他们因缺水而被迫返回。据推测，他们的霍皮族向导骗过了西班牙人，让他们以为该地区是一片无法穿越的荒地，无论如何都无法航行。因此科罗纳多放弃了进一步的西部探险，将他的人向东转移到了德克萨斯州。大峡谷地区在长达235年的时间里一直未被开发。直到1776年寻找从圣达菲到加利福尼亚的路线。^[12][47]

詹姆斯·俄亥俄·帕蒂（James Ohio Pattie）与一群欧美捕猎者和山地人一起，可能是1826年到达大峡谷的下一个欧洲人，尽管几乎没有文件支持这一点。^[12]

雅各布·汉布林（摩门教传教士）在1850年代被其教会派往大峡谷地区探寻横渡科罗拉多河的合适地点。他与当地的美洲原住民和白人定居者建立了良好的关系，于1858年发现了李斯渡口和皮尔斯渡口（后来由哈里森·皮尔斯经营并以哈里森·皮尔斯命名）——这是大峡谷沿岸仅有的两个可作为渡口的地点。^[12]

1857年，大峡谷已经成为美国西部最后一个基本未开发的地区，因而通常被称为 "未知的大峡谷"，在地图上基本是一片空白。众所周知，科罗拉多河的大部分河段都要经过这一地区，因此联邦政府资助了一支探险队对该河进行勘探，以发掘其作为贸易路线的用途。^[47]美国陆军部要求约瑟夫·艾夫斯中尉率领一支探险队，评估从加利福尼亚湾逆流而上航行的可行性。他们乘坐一艘名为“探索者”号的尾轮蒸汽船沿科罗拉多河航行，试图进入大峡谷。虽然蒸汽船在途中被撞毁，艾夫斯率领他的队伍向东进入峡谷，成为第一批到达大峡谷内的欧裔美国人。^[12][47]

1860年代后期，地理学家、探险家美国少校约翰·韦斯利·鲍威尔 （John Wesley Powell） 带领探险队第一次穿越大峡谷进行科学考察。鲍威尔将峡谷中暴露的沉积岩单元称为“一本伟大故事书中的叶子”。^[12][47]

随后，第一批拓荒者于19世纪80年代开始在大峡谷边缘定居，他们是希望在大峡谷能开采铜矿，但这些早期的定居者很快意识到旅游业比采矿业更有利可图。时任总统本杰明·哈里森（Benjamin Harrison）于1893年首次授予大峡谷作为森林保护区的联邦保护。1901年后，大峡谷的旅游业有所增加。就在那时，建筑商完成了圣达菲铁路的支线，该铁路将把游客从亚利桑那州的弗拉格斯塔夫（最近的大城市）带到大峡谷村，这是游客参观峡谷的南缘起点。西奥多·罗斯福总统于1903年前往大峡谷，他希望为子孙后代保持该地区的原始状态，因此他宣布大峡谷的部分地区为联邦野生动物保护区。该地区后来成为国家纪念碑。大峡谷于1919年获得国家公园地位，三年后伍德罗·威尔逊总统创建了国家公园管理局。^[46]

1956年6月30日，美国联合航空公司718号航班和TWA2号航班在大峡谷上空相撞。两架飞机的残骸都落入了科罗拉多河和小科罗拉多河交汇处附近的峡谷东部。这一事件导致了高空飞行方式的建立和途中地面管制员的积极控制。^[12]

目前现存11个与大峡谷地区有关的印第安人部落，包括哈瓦苏派人、霍皮人、华拉派人、派尤特人、纳瓦霍人、祖尼人、亚瓦派人等。^[48]派尤特人生活在大峡谷以北的亚利桑那地带的凯巴布派尤特印第安人保留地。^[49]大约有2,000名亚瓦派人居住在佛得角保留地，坐落在科科尼诺国家森林内。^[50]大约有12000名祖尼人主要居住在亚利桑那州-新墨西哥州盖洛普以南的祖尼普韦布洛保留地。他们还在亚利桑那州阿帕奇县和新墨西哥州卡特隆县拥有土地。^[51]

哈瓦苏派部落（Havasupai Tribe）

大峡谷的土著居民哈瓦苏派部落居住在亚利桑那州大峡谷国家公园的南部荒僻的哈瓦苏派峡谷约900米深的地带，人数不多，这是美国政府为哈瓦苏派印第安人提供的保留地。由于地处偏远，只能搭乘直升机、骑骡子或徒步抵达。在印第安语中，哈瓦苏派（Havasupai）的原意是指“住在蓝绿色水域附近的人”（"People of The Blue-Green Waters"）。^[52]他们越来越多地依靠农业、雇佣劳动和旅游业来生存。^[53]

霍皮部落（Hopi Tribe）

霍皮部落是美国联邦政府承认的一个美洲原住民部落，主要居住在亚利桑那州东北部、纳瓦霍居留地中部和彩绘沙漠（Painted Desert）的边缘地带。他们和其他所有的印第安部落一样，拥有自己独立的自治权。霍皮族保留地横跨科科尼诺县（Coconino）和纳瓦霍县（Navajo counties），占地面积超过约6070平方千米，由建筑在三大方山的12个村庄组成。霍皮族是一个非常古老的印第安人部落，几个世纪过去了，霍皮族作为一个部落至今仍然保留着自己的传统文化、语言和宗教礼仪。^[52]他们的奥赖比村被认为是美国最古老的连续有人居住的社区，从历史上看，霍皮人和他们的普韦布洛祖先在大峡谷度过了很多时间。^[54]

华拉派部落（Hualapai Tribe）

科罗拉多西峡谷的主人，属于一个名叫“华拉派”（Hualapai）的印第安部落。在印第安语中，“华拉派”指的是“高大松树丛中的人们”（People of The Tall Pines）。“华拉派”印第安人曾经拥有超过2万平方千米的土地，南从大峡谷至圣塔玛丽亚河，东从“黑山”至旧金山峰的松林，如今只剩下科罗拉多河和大峡谷西缘（Grand Canyon West）地区近4000多平方千米的土地，人口只有2100人左右。亚利桑那州的皮奇斯普林斯（Peach Springs）是华拉派保留区的首府。^[52]

纳瓦霍族保留地（Navajo Nation）

纳瓦霍族是美国西南部的一支原住民族，为北美洲地区现存最大的美洲原住民部落，人口据估计约有30万人。纳瓦霍族拥有现今美国面积最大的印第安保留地，面积约7万平方千米，首府设在亚利桑那州的窗岩镇（Window Rock）。^[49]纳瓦霍部落是人口和地理面积最大的美洲原住民部落。该保留地向西延伸到大峡谷国家公园，向北延伸到犹他州，向东延伸到新墨西哥州。^[55]

科罗拉多大峡谷地区有农业种植的历史，大峡谷东部科罗拉多河冲积层中的废弃田地显示出了原始农业的迹象。在科曼奇溪附近被掩埋的土壤中发现的玉米花粉表明，农耕开始于公元前3130年之前。在南科韦普溪附近被掩埋的土壤中发现的棉花花粉的年代为公元前1310年。在大峡谷地区范围内，农业跨越了三千年。大约从公元前700年开始的壕沟工程使得引水到田地变得不可行，这很可能是田地废弃的原因。^[56]中美洲的印第安人擅长农耕，而北方的擅长渔猎。今天的不少日常食品是印第安人最早种植的，如玉米、土豆、胡萝卜、西红柿。美洲原本没有马、牛、羊，这些家畜是西班牙殖民者带来的。^[29]如今，大峡谷地区土地整体已不适合发展种植业。畜牧业则以家庭农场的性质开展，吸引动物爱好者前来与动物近距离接触。^[57]

科罗拉多大峡谷地区的第二产业以采矿业为主。在19世纪后期，最早的美欧定居者因采矿前景而被吸引到大峡谷。^[43]19世纪亚利桑那州对采矿活动几乎没有监督，探矿者在大峡谷内和附近形成了九个左右的矿区。^[58]在19世纪80年代末和20世纪初，在大峡谷作为国家纪念碑和后来作为国家公园受到保护之前，矿工们在大峡谷中寻找矿藏。铜、铅和石棉都是从峡谷中开采的，数量相对较少。^[59]自20世纪50年代以来，大峡谷附近开采出大量铀矿。在此之前，大峡谷最成功的采矿企业是孤儿矿，位于大峡谷村以西不到3500米处。孤儿矿于1891年由丹尼尔·洛兰·霍根（Daniel Lorain Hogan）首次勘探，1940年代断断续续地从事铜矿开采工作。^[58]铀矿被发现之后孤儿矿成为该地区生产力最高的铀矿之一，从1953年至1969年投入运营。^[60]大峡谷及其周边地区的大多数铀矿床都位于角砾岩管道中，这些角砾岩管道是由红墙石灰岩洞穴坍tān塌形成的。角砾岩管通常含有铀和铜矿物，包括一些稀有矿物。^[59]采矿活动实际上在1969年停止了，当时铀市场下降，矿石的运输成本增加。^[60]

大峡谷是美国访问量最大的旅游目的地，每年吸引约590万游客。^[43]总体而言，游客中的83%来自美国，17%的访客来自美国以外。^[12]2022年大峡谷国家公园的470万游客在公园附近的门户地区消费费了约7.59亿美元。旅游业为大峡谷周边地区创造了9990个就业岗位、3.46亿美元的劳动收入、和近20亿美元的经济产出。^[61]弗拉格斯塔夫、威廉姆斯和图萨扬的当地经济建立在大峡谷旅游业之上。随着旅游收入流入这些城镇的齿轮商店、餐馆、酒店、艺术画廊、加油站和杂货店，其有助于创造就业机会并提供劳动报酬。然而原住民社区在很大程度上被排除在经济影响循环之外。部落间峰会使得大峡谷地区的原住民企业家、旅游专业人士和社区领袖联系起来，探索原住民企业家参与大峡谷旅游经济的新途径，并确保更公正和公平地分配旅游业资源。^[62]

从弗拉格斯塔夫(Flagstaff)出发，从180号公路转入64号公路可抵达大峡谷南缘，途中会穿越凯巴布国家森林公园（Kaibab National Forest）。^[63]从北缘进入大峡谷的公路为67号公路，冬季时节会关闭。东入口 (East Entrance)也称作沙漠景观入口站 (Desert View Entrance Station)，全年开放。从北缘入口沿公路行驶至南缘入口大约需要5小时左右。^[64]从大峡谷南缘出发，向东行驶，从64号公路的东入口驶出前往卡梅伦，沿89号高速公路向北行驶至苦泉，沿89号高速公路向西行驶至雅各布湖，然后沿67号高速公路向南行驶至北缘入口。^[65]

大峡谷铁路提供每日往返亚利桑那州科科尼诺县威廉姆斯（Williams）和大峡谷村之间的火车服务，从威廉姆斯到峡谷南缘的铁路线呈环形状。2019年9月21日，大峡谷铁路蒸汽双头船抵达大峡谷村，庆祝大峡谷铁路复兴30周年。这列火车的特色是29号和4960号，没有内燃机车辅助。美国国家铁路客运公司提供提供从亚利桑那州弗拉格斯塔夫到全国各地的火车服务，并提供前往峡谷的巴士服务。大峡谷的北缘从未铺设过火车轨道，只能通过公路到达。^[66]

大峡谷的南缘地区设置了5条免费穿梭巴士路线，几乎遍及了南缘地区的所有景点。^[64]运营路线为村庄（蓝色）路线、凯巴布（橙色）路线、隐士路（红色）路线、 图萨扬(紫线)和徒步旅行者特快班车。^[67]同时也提供一条付费巴士Trans-Canyon Shuttle穿梭于公园的南缘与北缘，每年5月至10月行驶，提供2个班次。^[64]亚利桑那州巴士公司（Arizona Shuttle）设置了很多停车换乘点，为游客搭乘公车前往大峡谷提供了便利。^[63]

大峡谷是科罗拉多河流域上游和下游之间的生命线，由两座巨大的水坝从上方和下方连接，形成了美国最大的两个水库。格伦峡谷大坝（Glen Canyon Dam）于1963年建成，大坝后面的水开始回流，淹没了格伦峡谷的偏远地区，形成了鲍威尔湖。^[68]格伦峡谷大坝蓄水以后，下泄流量的季节性变化降低，洪峰过程基本消失。大坝将建坝前进入大峡谷的84%的泥沙拦截的在库里，导致下游的一些沙洲、河滩遭到侵蚀而面积减少。^[69]

格伦峡谷大坝的流量变化对大峡谷产生了重大影响。长期干旱和气候变化的加速影响引发了鲍威尔湖湖水位的下降，已经对峡谷造成了重大伤害。随着鲍威尔湖水位的快速和持续下降，来自格伦峡谷大坝的科罗拉多河水流正在变暖。格伦峡谷大坝从根本上改变了科罗拉多河，并导致了一系列新的生态问题。一些本地物种濒临灭绝，外来物种入侵严重。^[41][68][69]

大峡谷受到附近各州燃煤电厂、采矿、石油和天然气来源、交通以及墨西哥和加利福尼亚州的城市和工业污染物的空气污染影响。大峡谷地区经常受到雾霾的影响，能见度降低的雾霾是由空气中的微小颗粒引起的，这些颗粒也会影响人体健康。许多最终以氮和硫沉积的形式掉落的污染物也导致了这种雾霾。有机化合物、烟灰和灰尘也会降低能见度。大多数影响大峡谷的细颗粒物从城市和工业区长距离传播，在途中混合形成均匀的“区域雾霾”，遮蔽了风景。燃煤电厂、铜冶炼厂、南加州和拉斯维加斯等城市地区以及野火是公园雾霾的最重要来源。由于污染，平均自然视觉范围从约281千米（无污染影响）减少到约225千米。在高污染的日子里，视程从大约193千米减少到 144千米以下。^[70]

在夏季，大峡谷的臭氧水平有时会超过美国环境保护署为保护公众健康而制定的国家环境空气质量标准。在生长季节，臭氧会破坏植物组织，使植物更难生产和储存食物，并且使植物对疾病和虫害的抵抗力降低。臭氧浓度有时会达到已知对大峡谷植物有害的水平。自1989年以来，大峡谷国家公园一直在监测南缘的臭氧浓度。^[70]

大峡谷环境和生态与一个世纪前大不相同。人类引进了非本地植物和动物物种，外来物种的引入是人类参与的最具破坏性的生态活动之一，在国家公园等保护区也是如此。大峡谷国家公园包含约155种非本地植物物种，约占公园植物物种总数的10%，以及一些非本地动物，如鳟鱼、驴和泥蜗牛。这些非本地物种的引入有时是有目的的，有时是偶然的。有时，这些非本地物种会迅速成长并传播，因为没有天敌或生物控制来控制其种群。外来物种会侵占本地动植物的栖息地，导致本地物种大量减少甚至灭绝。^[41]

对峡谷生态系统最重要和持久的操纵之一是将非本地鱼类引入科罗拉多河及其支流，只是为了促进钓鱼活动。^[41]撒哈拉芥菜等入侵植物对大峡谷构成严重的生态威胁。柽chēng柳（Tamarix）俗称盐雪松，是一种非本地灌木或乔木，生长在西部河流和溪流沿岸的茂密林分中。柽柳于1920年代末和1930年代初作为侵蚀控制剂引入美国到达大峡谷地区，于1963年格伦峡谷大坝完工后成为科罗拉多河沿岸的主要河岸带物种，造成了自然环境的重大变化。^[71]

在许多方面，峡谷生态系统已经发生了无法修复的变化，例如格伦峡谷大坝导致的科罗拉多河的现状，以及顽强且无法根除的物种，如旱雀麦和风滚草。^[41]

亚利桑那州和西部地区航空伙伴关系（WRAP）共同努力解决影响大峡谷区域的雾霾来源。^[70]1960年代大峡谷国家公园采取了排除所有非本地物种的政策，但消除前几代人造成的损害的努力将持续很长时间。大峡谷公园护林员尽其所能减少非本地物种的影响，着眼于尽可能多地恢复本地生态系统。在过去的几年里，志愿者们为控制撒哈拉芥菜等入侵植物做出了贡献。1996年、2004年和2008年，美国垦务局同意允许格伦峡谷大坝后面的鲍威尔湖的多余水在受控洪水中冲刷河流，通过模仿自然季节性洪水来帮助解决其中一些生态问题。科学家们仍在研究结果，看看这是否是一种未来应该定期继续的做法。^[41][71]

拱门国家公园 (Arches National Park)，是位于犹他州摩押 (Moab) 县北部的一座天然地质公园，在1971年被纳入美国国家公园系统。公园占地面积大约310平方千米左右，以高低沙漠地质为主。拱门国家公园除了可以看到标志性的红色砂岩地质外，还可以看到大量由砂岩受侵蚀而形成的拱门。目前公园内有大约超过2,000个砂岩拱门，其中最小的拱门宽度大约在0.9米，最大的大约在91米左右。^[72]拱门外的景观包括尖峰，平衡的岩石，以及岩石块等。^[73]

从大峡谷向北到布莱斯峡谷国家公园（Bryce Canyon National Park），高原连续迈上五个大台阶，依次取名为巧克力崖、朱崖、白崖、灰崖、粉崖，台阶一层层上升，露出30亿年的彩色沉积层。这一带名叫大阶梯(Grand Staircase)，有地质博物馆之称。布莱斯峡谷国家公园内以标志性的不规则岩石尖顶为主要景观，很多都集中在布莱斯环形剧场 (Bryce Amphitheater) 内，这里聚集了布莱斯峡谷国家公园的各种“奇形岩柱”。^[74]

沙漠景观瞭望塔（Desert View Watchtower）建于1932年，这座大峡谷南缘最东端最高的建筑由红色砂岩制成，是建筑师玛丽·科尔特（Mary Colter）为弗雷德·哈维公司（Fred Harvey Company）设计的一座相对现代的建筑。设计模仿阿纳萨齐瞭望塔，实际大小比任何已知的阿纳萨齐塔都大。^[12][75]沙漠景观瞭望塔是一个集旅游景点、古玩店和霍皮文化和象征主义博物馆于一体的景点。^[75]瞭望塔提供了大峡谷东部的视角。从这里向东北方向看，可以远眺科罗拉多河从相对狭窄的大理石峡谷向北过渡到更宽阔的大峡谷。^[76]

大峡谷国家公园耗资3000万美元建造了悬空透明玻璃观景廊桥（Grand Canyon Glass Overlook），于2007年3月20日起正式对外开放。这座悬空廊桥建造在大峡谷南缘老鹰崖距谷底1200米的高空，为U字形，最远处距岩壁21米。廊桥宽约3米，底板为透明玻璃材质，游客可以行走其上，俯瞰大峡谷和科罗拉多河景观。据报道，悬桥在建造中使用了454吨钢梁，完工后能够承受住72架波音飞机的重量，还能够抵御80千米外发生的里氏8级地震以及最高时速为160千米的大风。这个观景平台位于印第安华拉派部落的保留地内，由于这项计划对当地经济具有潜在推动力，印第安人部落最终还是给予批准。^[77]

羚羊峡谷（Antelope Canyon）位于亚利桑那州北部，靠近佩吉市(Page)，属于纳瓦霍部落保护区。羚羊峡谷在地形上分为两个部分，由上羚羊峡谷(Upper Antelope Canyon)与下羚羊峡谷(Lower Antelope Canyon)组成。羚羊峡谷幽深且距离不长，沿着山势深切地下。据历史记载，这里曾经是叉角羚羊的栖息处，峡谷里也常有羚羊漫步，由此得羚羊峡谷之名。羚羊峡谷的出口仅有一人多宽，同其他狭缝型峡谷一样，是砂岩经过百万年暴洪的侵蚀力与风蚀所形成。这里的光线变化带来视觉的奇观。主要景区之一的上羚羊峡谷，谷地较广，且位于地面上，是游客最多的部分。下羚羊峡谷全年约有9个月不会开放，它位于地下，需要爬金属楼梯深入地底，由于其进入的难度比较高，游客较少。^[78]

在大峡谷地区的一些美洲印第安人废址中依然可以欣赏到这些古老民族建造的房屋和制作的传统手工艺品。自远古以来，霍皮族的祖先就已经生活在霍皮图卡瓦（Hopitukwa），并按照古老的大地守护神“马萨乌”（Maasaw）的指示去生活，崇敬和尊重一切万物，和它们和谐相处。他们的祖先流传下来许多关于人类起源、历史以及未来的预言，世代口口相传。^[52]

除了口耳相传的传说和预言，还有传统手工技艺。霍皮艺术之路（Hopi Arts Trail）引领人们走进亚利桑那州北部霍皮村落，探访那里的艺术家和画廊。霍皮族艺术范围涵盖从传统到当代各种媒介和主题制作出的霍皮艺术品。其中网篮编织、 “卡其纳娃娃”（Katsina doll ）雕刻、陶瓷品烧制和纯银饰品制作是霍皮艺术家们的四大艺术形式。此外，他们还会通过绘画、雕塑、玻璃制作以及其他的当代艺术形式进行创作和表达。^[52]

据说纳瓦霍巫医可以通过观察炭火上的一种晶体来占卜病人的命运，并且可以用神圣的羽毛和箭头为他们祈祷。这种传统的仪式是当地文化的体现。绝大多数巫医不会为部族以外的人看病。^[79]

在20世纪初的几十年里，埃尔托瓦尔的“牛仔管弦乐队”的表演是游客每晚的主要参观项目之一，其在游客中足够受欢迎。在二战期间，音乐家们在社区中心演奏大型乐队音乐，来访的军人可随音乐跳舞。^[80]

1934年，当地公民组织了第一届年度复活节日出活动，这是一种非宗派宗教仪式，至今仍在举行。组织者开始邀请亚利桑那州大学的合唱团为崇拜者演唱赞美诗，其中许多表演通过国家广播电台播出。音乐家在峡谷的仪式和季节性活动中也占有重要地位。几十年来，霍皮族的鼓声和歌声伴随着舞者，他们几乎每晚都在霍皮族之家招待游客，直到1972年之后不再继续。^[80]

大峡谷音乐节

1983年，在一次穿越峡谷的徒步旅行中，罗伯特·邦飞利奥（Robert Bonfiglio）和克莱尔·霍夫曼（Clare Hoffman）受邀在北缘下方的卡顿伍德露营地（Cottonwood Campground）为一位退休的护林员举办一场即兴音乐会。游客和当地社区对这次活动的热情激发了他们在1984年组织第一届大峡谷音乐节，其中包括三位音乐家的音乐会。如今，该活动已发展成为为期三周的活动，并在时代神殿举办了几场独立的音乐会。该音乐节以当地和国家艺术家创作的各种音乐为特色，从各种乐器的独奏表演到大型室内乐队合奏。2001年，音乐节启动了美国原住民作曲家学徒项目，以培养当地美国原住民学生的音乐天赋，最终有机会在音乐节上表演他们的作品。^[80]

大峡谷组曲

2000年，美国国家公共广播电台将《大峡谷组曲》评为20世纪最重要的100部美国音乐作品之一。其作曲家费迪南德·格罗夫（Ferdinand Grofe）于1892年出生于纽约的一个小提琴手家庭。格罗夫于1916年首次抵达大峡谷，在他第一次瞥见峡谷的15年后完成了具有里程碑意义的音乐组曲。这部作品代表了20世纪初发展迅速的音乐场景，作曲家尝试将各种新旧音乐形式结合起来建立一种美国声音。格罗夫尝试将古典音乐和爵士音乐形式结合起来，用管弦乐队中的乐器来模仿他在峡谷听到的大自然的声音，以创新的方式尝试了声音效果。1958年，沃尔特迪士尼公司制作了一部名为《大峡谷》的奥斯卡获奖短片，该短片是“对费德·格罗夫（Ferde Grofe）的大峡谷组曲的图画诠释”。这部电影没有情节或对话，只有组曲的三个乐章在背景中播放。^[80]