本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
在穿越古老湖泊的遗迹和强大河流的雕刻之后,我们离开了高速公路,驶上了一条土路,尘土在我们汽车周围滚滚而起。我们一直在向上行驶,但仍然身处弗德谷之中。山丘的石灰岩骨骼在矮树和坚韧灌木的覆盖下,呈现出肮脏的白色。
当我们从车里出来时,热浪瞬间将空调变成遥远的记忆。干燥的空气略带粉笔般的触感,一切都弥漫着阳光暴晒的尘土的气味。人们谈论亚利桑那州的阳光是有充分理由的:它无情地从任何浅色表面反弹,烘烤任何深色表面。阴凉稀少且难以寻觅。水似乎在这里根本不可能存在。这个地方被称为蒙特祖玛井,但亚利桑那人有个残酷的习惯,把无水的冲沟称为小溪,所以你不会相信路标。
你可以想象,最早来到这个山谷的人们也没有期望能找到多少水。这里有一些常年有水的河流,但大多数都不在山上。我怀疑有人来到这里期望找到绿洲。更可能的是他们在狩猎,或者寻找一个好的、易于防守的位置来建造房屋。想象一下,当他们到达山顶,发现一个直径近 400 英尺的巨大圆形洞穴,里面充满了美丽的蓝绿色水时,他们会有多么惊讶。
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够讲述关于塑造我们今天世界的发现和想法的有影响力的故事。
我可以想象他们非常高兴地尖叫起来。在沙漠中,找到如此多的水静静地待在一个地方,比发现石油或找到富矿脉还要好。
那么,它为什么会在这里呢?
在弗德湖时代,湖底的泉水涌出丰富的碳酸钙,并在水流接触到湖水时将其沉积下来。它们最终堆积成了一个巨大的石灰华丘,在湖泊干涸和河流开始切割谷底之后,这个石灰华丘仍然存在了很长时间。
现在,主要潜水面远低于这个丘,但在湖泊漫长历史中的干旱时期沉积下来的不透水泥岩层位于蒙特祖玛井之下,形成了一个潜水面。在过去的某个时候,地下水溶解了丘中的一个洞穴。那个洞穴的顶部最终坍塌,形成了我们今天看到的落水洞。
基岩中的裂缝深入潜水面,形成了两个强劲的泉水。因此,我们有了这个可爱的池塘。请在这里站立片刻,欣赏一下我们正在看到的 1500 万加仑的水,它们就静静地悬挂在荒凉的沙漠之中。
霍霍卡姆人和西纳瓜人当然很欣赏它。环顾四周,你会看到在悬崖的突出部分中建造的小石屋和储藏室。
大约在 900 年前,西纳瓜人从亚利桑那州北部迁徙下来,大约有 200 人在这里定居,用他们从阿纳萨齐人那里学到的砌筑技术建造了朝东南的悬崖房屋。他们从霍霍卡姆邻居那里学会了挖掘灌溉渠。他们在这里繁荣了大约 300 年,耕种流经井外的湿河狸溪肥沃的冲积土壤。他们是勇敢的美国人,拥有广阔的贸易网络,将货物从北部的霍皮人运送到遥远的南方土著墨西哥文化。地质学为他们提供了取得巨大成功所需的所有资源。在他们忙碌的工作日结束时,地质学还为他们提供了一个美妙的游泳池。
让我们走近一点看看。
池塘看起来可能有点浅,因为它只覆盖了落水洞的底部,但实际上它很深。在 55 英尺处有一个假底,由悬浮的、液化的沙子形成。实际的固体底部各不相同:在西泉,它在水面以下 124 英尺处,而在东泉,它仅在水面以下 74 英尺处。水温通常在 70-80°F 之间,这使得它在这个炎热的气候中成为理想的游泳温度。
在底部,高大的枝繁叶茂的树木为沿着池塘岸边的路径遮阴。西纳瓜人在这里的一个浅洞穴中又建造了一所房屋。
- 这个位于天坑旁边的黄金地段拥有充足的阴凉、美丽的池塘景色,以及悬崖上房屋的全景。太棒了,亲爱的!达娜·亨特摄。
使这里成为理想家园的不只是洞穴。这里是池塘水消失在天坑中的地方,天坑是厚厚的石灰华壁中的一个出口。这就是为什么,尽管泉水每天涌出 150 万加仑的水,池塘也不会填满整个落水洞。你可以看到水在短小的通道中冒泡和咯咯作响,然后消失在天坑中。看着它真是令人着迷。
- 从池塘流向天坑的小溪。达娜·亨特摄。
像这样的裂缝和缝隙在弗德组石灰岩中非常丰富,使得地下水能够非常有效地流动。另一方面,我们将不得不原路返回。但我们即将看到亚利桑那州中部最神奇的地方。穿过阳光炙烤的山顶。经过栖息在边缘、俯瞰山谷的西纳瓜普韦布洛遗址。
- 蒙特祖玛井的悬崖顶遗址。达娜·亨特摄。
然后沿着井的外壁走下小路。突然,我们走出了山顶上茂密的矮松和杜松:在悬崖和小溪之间,高大的亚利桑那梧桐和柳树茁壮成长。稀疏的阴凉变得充足。温度下降了 20 度或更多。空气中充满了树叶的沙沙声和流水的声音。
- 从井外悬崖边的小路看到的湿河狸溪景色。达娜·亨特摄。
沿着悬崖,一条狭窄但很深的溪流奔流而过。你可以沿着它找到源头:天坑的出口。这显然不是一条天然溪流。它是经过刻意塑造的,在某些地方用小石灰岩块砌成墙壁。使它非常奇妙的是,它不是现代定居者建造的。这是一条古老的西纳瓜运河,绵延近一英里。富含钙质的水沉积了一种天然水泥,支撑着墙壁,使其得以长期保存。该地区的一些运河可以追溯到 1300 年前。其中一些至今仍在使用!
- 西纳瓜运河的一部分,弯道处有铁线蕨。达娜·亨特摄。
这是一个值得流连忘返的好地方,坐在从悬崖上掉落下来的巨大石灰岩块上,欣赏宁静的运河,凝视着快速流动的小溪,思考着结合在一起形成这个沙漠喀斯特绿洲的不可思议的事件链。
参考文献
Abbott, Lon and Cook, Terri (2007): 北亚利桑那州的地质足迹. Missoula, MT: Mountain Press Publishing Company
Blatt, Harvey (1980): 沉积岩的起源. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall Inc.
House, P.K. and Pearthree, P.A. (1993): 亚利桑那州亚瓦派县北部弗德谷的地表地质. Arizona Geological Survey.
Johnson et al (2011): 蒙特祖玛井(亚利桑那州中部的一个天然泉水)地下水源头的水和岩石地球化学、地质剖面、地球化学建模和地下水流建模. USGS Open-File Report 2011-1063.
Konieczki, A.D. and Leake, S.A. (1997): 蒙特祖玛城堡国家纪念碑及其周边地区蒙特祖玛井的水文地质学和水化学,亚利桑那州. USGS Water-Resources Investigations Report 97-4156.
Pearthree, Philip (1993): 从沙利文湖到马蹄水库的弗德河的地质和地貌环境. Arizona Geological Survey Open-File Report 93-4.
Phillips, Patricia and Tecle, Aregai (2002): 北亚利桑那州比弗溪流域人类住区对河岸区域影响的分析. 亚利桑那州和西南地区的水文学和水资源. No. 32. Arizona-Nevada Academy of Science.
Ranney, Wayne (2010): 穿越时光的塞多纳. Flagstaff, AZ: Wayne Ranney.