琛哥的戰爭教室

五大湖(Great Lakes)的地質結構
 
前言﹕
五大湖(Great Lakes)是位於加拿大與美國交界處的5座大型淡水湖泊，彼此相連。
總面積達245,660平方公里，有北美洲地中海之稱。
其淡水總量佔全球淡水的20%。供應全美10%人口的飲用水。

五大湖(Great Lakes)由西向東,依次為「蘇必略湖(Lake Superior)、密西根湖(Lake Michigan)、休倫湖(Lake Huron)、伊利湖(Lake Erie)、安大略湖(Lake Ontario)。」除密西根湖全屬於美國之外，其它4湖為加拿大和美國共有。

其中伊利湖(Lake Erie)和安大略湖(Lake Ontario)間的尼加拉瓜大瀑布(Niagara Falls)，為目前世界上已知最大的瀑布，聞名於世。尼加拉瓜大瀑布(Niagara Falls)的地質年齡十分年輕，只有1萬2千年而已。

地質﹕
是什麼強大的自然的力量，可以造就如此獨特的、廣大的淡水區呢?
其實五大湖的成因十分的複雜，五大湖的成因甚至也不完全相同。
但是五大湖基本上都是由冰河的雕琢，再搭配其他的地質事件所形塑。

五大湖的地質大體上可以分為兩區，其形成的原因各自不同：
(1) 岩石盆地區：[密西根湖(Lake Michigan)、休倫湖(Lake Huron)、伊利湖(Lake Erie)]
密西根湖(Lake Michigan)、休倫湖(Lake Huron)、伊利湖(Lake Erie)基本上是一起形成的，成因也一致。
密西根湖(Lake Michigan)、休倫湖(Lake Huron)、伊利湖(Lake Erie)的下方有一個巨大的白雲岩的岩石盆地。岩石盆地的裡面蘊含大量的鹽礦。
證據指出這個巨大的白雲岩的岩石盆地應該是一個古代海洋的殘跡，盆地的岩石鑑定出來為3萬8千5百萬年。為什麼說這個盆地原本是海洋呢(嚴格的說應該是一個古代潟湖)?有兩樣有力的證據。一、這個區域富涵大量的鹽礦(有海洋蒸發才會有大量的鹽藏)。二、這個地方盆地裸露的地方發現有古代海綿的化石。
3萬8千5百萬年前，這個地方是淺海，有豐富的珊瑚礁(當然也有海綿)。年復一年、日復一日，珊瑚礁堆積形成石灰岩。後來這個區域隆起，海水蒸乾，在蒸乾的過程當中石灰岩變質重新結晶，變成白雲岩。
白雲岩與石灰岩不同，石灰岩極易受到風化侵蝕，白雲岩則強韌而難以破壞。這個就構成了密西根湖(Lake Michigan)、休倫湖(Lake Huron)、伊利湖(Lake Erie)的盆底。這個臉盆底構成了冰河難以侵蝕的障礙、也讓冰河溶化以後，湖水不至於快速流失。臉盆的外圍(盆邊的部分)，則構成尼加拉斷崖，為此3大湖密西根湖(Lake Michigan)、休倫湖(Lake Huron)、伊利湖(Lake Erie)與其他2個湖的分界。斷崖在伊利湖(Lake Erie)和安大略湖(Lake Ontario)間的部分，就是尼加拉瓜大瀑布(Niagara Falls)。
 
但是，密西根湖(Lake Michigan)、休倫湖(Lake Huron)、伊利湖(Lake Erie)三個湖並非構成一個圓圈的形狀。可見還有其他的外力介入此三大湖外形的形塑。
科學家發現在250萬年前，冰河發生以前，這個地區有一條古河流經。古河流的動線大體上與五大湖一致。科學家推測，由於古河流河底由於河流的沉積作用，留下了比較粗糙的顆粒，所以當冰河時期來臨以後，又厚又重的冰雪由於這個地區的地質容易滑動，使得冰雪以此為捷徑，加速冰河的侵蝕。
這樣，岩石盆地區的三個湖泊，密西根湖(Lake Michigan)、休倫湖(Lake Huron)、伊利湖(Lake Erie)形成的輪廓應該大致可以完成了：
(a) 3萬8千5百萬年前，這個區域是淺海，有豐富的珊瑚礁。珊瑚礁堆積形成石灰岩。
(b) 後來，地殼上升，海水乾涸，鹽水與石灰岩重新結晶、變質，變成白雲岩。白雲岩盆地於是形成。
(c) 250萬年前，古河流經白雲岩盆地。在此堆積泥沙，沙土填滿了盆地。但是沿著河道，留下了一條地質容易滑動的捷徑。
(d) 冰河時期來臨。廣大的冰原，厚重的白雪，沿著這條河道捷徑滑動入海。並且沿著這條捷徑加速侵蝕湖區。
(e) 由於白雲岩較堅韌無法侵蝕，所以冰雪的侵蝕到白雲岩岩盤為止。
(f) 1萬4千年前，冰河時期結束，白雪溶化，由於白雲岩盆地的關係，雪水難以逸散，留在密西根湖(Lake Michigan)、休倫湖(Lake Huron)、伊利湖(Lake Erie)。

密西根湖(Lake Michigan)、休倫湖(Lake Huron)、伊利湖(Lake Erie)三個湖泊的形成如此的簡單嗎?倒也不是。還有一些細節，在此附帶一提。
科學家藉由對於鼓丘(淚滴型的山丘是一種冰河地形)、花崗怪石(由加拿大憑空搬移到五大湖區的石頭，也是一種冰河地形)的研究，認為五大湖區的冰雪規模十分的宏大，其實不能算作是冰河的侵蝕，應該是規模更宏大的冰原侵蝕。
由於地質學家對於安大略湖士嘉堡峭壁的研究，地質學家發現冰河其實在這個地區進退來回了兩次。也就是說五大湖區其實經歷了兩次冰河的反覆侵蝕，才造成今天規模如此宏大的湖泊地形。

現在讓我們來看看剩下的兩大湖蘇必略湖(Lake Superior)、安大略湖(Lake Ontario)是怎麼形成的。

(2) 地塹湖區：蘇必略湖(Lake Superior)、安大略湖(Lake Ontario)]
由五大湖區縱剖面圖我們可以發現，蘇必略湖(Lake Superior)、安大略湖(Lake Ontario)都非常的深。蘇必略湖(Lake Superior)1330英呎，湖水其實有一半是低於海平面的。安大略湖(Lake Ontario)也不淺，802英呎，湖底也在海平面以下。什麼原因造成這兩個湖如此的深呢?
科學家在蘇必略湖(Lake Superior)的湖底找到了受到冰河侵蝕的玄武岩。而且發現蘇必略湖(Lake Superior)的湖底是個峽谷。玄武岩是這個地區曾經有火山活動的證據。科學家認為蘇必略湖(Lake Superior)、安大略湖(Lake Ontario)這兩個地區都曾經經歷火山活動，地殼下的力量將地殼由內向外拉開，噴出熔岩，形成玄武岩地質的大裂谷。[蘇必略湖(Lake Superior)先、安大略湖(Lake Ontario)後，兩者是獨立事件]。這種地形與紅海、東非大裂谷的成因是相同的。
兩次冰河時期來臨。廣大的冰原，厚重的白雪，兩次雕塑了蘇必略湖(Lake Superior)、安大略湖(Lake Ontario)，造就了今日我們所見的蘇必略湖(Lake Superior)與安大略湖(Lake Ontario) 。

作者： (整理自科學頻道)