Kanion to głęboka, wąska dolina o stromych ścianach. „Kanion” pochodzi od hiszpańskiego słowa cañon, które oznacza „rurę” lub „przewód”. Termin „wąwóz” jest często używany w znaczeniu „kanion”, ale wąwóz jest prawie zawsze bardziej stromy i węższy niż kanion.
Ruchy rzek, procesy wietrzenia i erozji oraz aktywność tektoniczna tworzą kaniony.
Kaniony rzeczne
Najbardziej znanym typem kanionu jest prawdopodobnie kanion rzeczny. Ciśnienie wody w rzece może głęboko wcinać się w jej koryto. Osady z koryta rzeki są przenoszone w dół rzeki, tworząc głęboki, wąski kanał.
Rzeki, które leżą na dnie głębokich kanionów, znane są jako rzeki zakorzenione. Są one zakorzenione, ponieważ, w przeciwieństwie do rzek na szerokich, płaskich równinach zalewowych, nie meandrują i nie zmieniają swojego biegu.
Wielki Kanion Yarlung Zangbo w Tybecie, regionie południowo-zachodnich Chin, został uformowany w ciągu milionów lat przez rzekę Yarlung Zangbo. Kanion ten jest najgłębszym kanionem na świecie – w niektórych miejscach rozciąga się na ponad 5 300 metrów (17 490 stóp) od góry do dołu. Kanion Yarlung Zangbo jest również jednym z najdłuższych kanionów na świecie, ma około 500 kilometrów (310 mil).
Pogody i erozja
Pogody i erozja również przyczyniają się do powstawania kanionów. W zimie woda wsiąka w pęknięcia w skale. Woda ta zamarza. Gdy woda zamarza, rozszerza się i zamienia w lód. Lód sprawia, że pęknięcia stają się coraz większe i większe, co powoduje erozję kawałków kamienia. Podczas krótkich, ulewnych deszczy, woda spływa po pęknięciach, erodując jeszcze więcej skał i kamieni. Ponieważ więcej skał kruszy się i spada, kanion staje się szerszy na górze niż na dole.
Gdy proces ten zachodzi w miękkich skałach, takich jak piaskowiec, może prowadzić do powstawania kanionów szczelinowych. Kaniony szczelinowe są bardzo wąskie i głębokie. Czasami kanion szczelinowy może mieć mniej niż metr szerokości, ale za to setki metrów głębokości. Kaniony szczelinowe mogą być niebezpieczne. Ich boki są zazwyczaj bardzo gładkie i trudno się po nich wspinać.
Niektóre kaniony o twardej, leżącej u podstawy skale mogą tworzyć klify i krawędzie po tym, jak ich bardziej miękka, powierzchniowa skała ulegnie erozji. Takie gzymsy wyglądają jak gigantyczne schody.
Czasami całe cywilizacje mogą rozwijać się na i wokół tych gzymsów kanionów. Rdzennych narodów amerykańskich, takich jak Hopi i Sinagua, wykonane mieszkań klifowych. Mieszkania na klifach były schronieniami w stylu apartamentów, które mieściły setki ludzi. Zacienione, podwyższone gzymsy w Walnut Canyon i Canyon de Chelly w Arizonie zapewniały ochronę przed wrogimi sąsiadami i palącym pustynnym słońcem.
Skalne kaniony, które są otwarte na jednym końcu, nazywane są kanionami skrzynkowymi. Ludzie Hopi i Navajo często używali kanionów skrzynkowych jako naturalnych zagród dla owiec i bydła. Po prostu budowali bramę po otwartej stronie kanionu skrzynkowego i zamykali ją, gdy zwierzęta były w środku.
Wapień jest rodzajem twardej skały często spotykanej w kanionach. Czasami wapień ulega erozji i tworzy jaskinie pod ziemią. Gdy sufity tych jaskiń zapadają się, tworzą się kaniony. Yorkshire Dales, obszar w północnej Anglii, to zbiór dolin rzecznych i kanionów powstałych w wyniku zapadania się jaskiń wapiennych.
Wznoszenie tektoniczne
Kaniony powstają również w wyniku działalności tektonicznej. Gdy płyty tektoniczne pod skorupą ziemską przesuwają się i zderzają, ich ruch może zmienić krajobraz danego obszaru. Czasami działalność tektoniczna powoduje, że obszar skorupy ziemskiej wznosi się wyżej niż otaczające go grunty. Proces ten nazywany jest wypiętrzaniem tektonicznym. Wypiętrzenie tektoniczne może tworzyć płaskowyże i góry. Rzeki i lodowce, które przecinają te podwyższone obszary lądu, tworzą głębokie kaniony.
Wielki Kanion w amerykańskim stanie Arizona jest produktem wypiętrzenia tektonicznego. Wielki Kanion, długi na 447 kilometrów (277 mil), szeroki na 29 kilometrów (18 mil) i głęboki na 1,8 kilometra (6 000 stóp), jest największym kanionem w Stanach Zjednoczonych. Wielki Kanion został wyrzeźbiony przez miliony lat, kiedy rzeka Kolorado przecięła Płaskowyż Kolorado. Płaskowyż Kolorado to duży obszar, który został wyniesiony przez tektoniczne wypiętrzenie miliony lat temu. Geolodzy debatują nad wiekiem samego kanionu – może on mieć od 5 do 70 milionów lat.
Kaniony ujawniają historię Ziemi
Kaniony są jak ciche dzienniki historii danego obszaru na przestrzeni tysięcy, a nawet milionów lat. Badając odsłonięte warstwy skał w ścianie kanionu, eksperci mogą dowiedzieć się, jak zmieniał się klimat, jakiego rodzaju organizmy żyły w określonych czasach, a może nawet jak kanion może zmienić się w przyszłości.
Na przykład geolodzy badający warstwy skał w przełomie rzeki Columbia w amerykańskich stanach Waszyngton i Oregon odkryli, że najstarsze skały mają tam co najmniej 17 milionów lat. Odkryli również, że skały te to ciemno-czarny bazalt, powstały ze stwardniałej lawy. Na tej podstawie geolodzy ustalili, że skały powstały, gdy wybuchały wulkany, a ich lawa wylewała się na ląd. W ciągu milionów lat rzeka Columbia i lodowce epoki lodowcowej przecięły ten obszar i odsłoniły jego wulkaniczne początki.
Kaniony są również ważne dla paleontologii, czyli nauki o skamieniałościach. Skamieniałości są często najlepiej zachowane w suchych, gorących miejscach. Ponieważ kaniony zwykle tworzą się w tych samych warunkach, są dobrymi miejscami do badania skamieniałości. Warstwy osadów odsłonięte przez kanion mogą ułatwić datowanie skamieniałości. Na przykład w 2009 roku w amerykańskim stanie Utah, na Glen Canyon National Recreation Area, odkryto nowy obszar śladów dinozaurów. Tropy te ujawniają nowe informacje o grupie dinozaurów zwanych ornitopodami. Paleontolodzy przeanalizowali warstwy skał otaczające skamieniałości, aby oszacować ich wiek. Te nowe tropy dinozaurów pokazują, że ornitopody żyły 20 milionów lat wcześniej, niż naukowcy sądzili.
Geolodzy badają kaniony, aby określić, jak krajobraz zmieni się w przyszłości. Wzorce erozji i grubość różnych warstw mogą ujawnić klimat w różnych latach. Seria bardzo suchych lat będzie miała bardzo cienkie warstwy skał, kiedy erozja miała miejsce w niewielkim stopniu. Ogólny wzór erozji i warstw ujawnia tempo przepływu wody, zarówno z rzeki, jak i z deszczu, przez kanion. eolodzy szacują, że Wielki Kanion, na przykład, jest erodowany w tempie 0,3 metra (1 stopy) co 200 lat. Płaskowyż Kolorado, obszar geologiczny, na którym znajduje się Wielki Kanion, jest bardzo stabilnym obszarem. Geolodzy spodziewają się, że Wielki Kanion będzie się pogłębiał tak długo, jak długo płynie rzeka Kolorado.
Kaniony podmorskie
Niektóre z najgłębszych kanionów znajdują się pod oceanem. Te podmorskie kaniony wcinają się w szelfy kontynentalne i stoki kontynentalne – krawędzie kontynentów, które są pod wodą.
Niektóre podmorskie kaniony zostały wyrzeźbione przez rzeki, które płynęły w okresach, gdy poziom morza był niższy, a szelfy kontynentalne odsłonięte. Kanion Hudsona rozciąga się na 750 kilometrów (450 mil) w głąb Oceanu Atlantyckiego, od ujścia rzeki Hudson, w amerykańskich stanach Nowy Jork i New Jersey. Przynajmniej część Kanionu Hudsona była korytem rzeki podczas ostatniej epoki lodowcowej, kiedy poziom morza był znacznie niższy.
Podmorskie kaniony mogą się również rozwijać, gdy potężne prądy oceaniczne zmiatają osady. Podobnie jak rzeki erodują ląd, prądy te rzeźbią głębokie kaniony w dnie oceanu. Silne prądy Oceanu Atlantyckiego powstrzymują Kanion Whittard, około 400 kilometrów (248 mil) na południe od wybrzeży Irlandii, przed wypełnieniem się osadami. Naukowcy badający Kanion Whittard wierzą, że woda lodowcowa zmieszała się z wodą morską i popędziła do podmorskiego kanionu tysiące lat temu.
Powstanie niektórych podmorskich kanionów jest nadal tajemnicą. Kanion Monterey jest głębokim podmorskim kanionem u wybrzeży amerykańskiego stanu Kalifornia. Ze względu na swoją wielkość porównywany jest do Wielkiego Kanionu. Ma 152 kilometry (95 mil) długości i 3,2 kilometra (2 mile) głębokości w najgłębszym miejscu. Geolodzy wciąż nie są pewni, jak powstał Kanion Monterey. Jedna z teorii głosi, że kanion został uformowany przez starożytne ujście rzek Sacramento lub Kolorado. Inna teoria głosi, że powstał on w wyniku aktywności tektonicznej – trzęsienia ziemi, które z ogromną siłą rozszczepiło skałę. Naukowcy uważają, że kanion powstał 25 milionów do 30 milionów lat temu.
Głębokość podmorskich kanionów sprawia, że trudno je zbadać. Naukowcy zazwyczaj używają zdalnie sterowanych pojazdów (ROV) do prowadzenia badań. Czasami mogą użyć łodzi podwodnej, specjalnego rodzaju okrętu podwodnego. Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) używa pojazdu o nazwie Ventana do eksploracji Kanionu Monterey. Dzięki Ventanie i innym pojazdom badawczym naukowcy MBARI odkryli nowe gatunki organizmów żyjących w kanionie, od maleńkich ukwiałów morskich po olbrzymie kałamarnice.