互动科普

现在，从美国加利福尼亚州内华达山脉（Sierra Nevada Mountains）顶峰前往内华达州，会是一路下坡，但如果回到渐新世（Oligocene，距今3 100万年～2 300万年前），你就得爬个坡。在始新世（Eocene）后期及随后的渐新世期间，美国西海岸主要是连绵不绝的山脉，有点像南美现在的安第斯山脉。随着时间流逝，该地区的地壳（被称作盆岭构造，Basin and Range Province）向外不断伸展，直至断裂成多个部分，就像夹在书挡中的厚厚书卷，随着书挡松动而倾斜摇摆。今天的地质学家利用一种永恒不变、不受地质影响的现象——降雨，描述出了发生在很久之前的转变。

2300万年到4 000万年前，内华达东部的一系列火山爆发，滚烫的火山灰和火山渣形成翻滚的云团，沿着山脉一路向下，直达太平洋，并在沿途留下了些许痕迹。而在之后的几千年中，存留在这些多孔火山沉积物（灰尘和岩石颗粒的混合物）中的雨水，则为我们留下了关于那时地貌的线索。

这些线索蕴藏在氢同位素中：带有较重氢原子的雨水分子，会在较低海拔处脱离云朵，随着云朵向高处漂移，其中的雨水分子也就越来越稀少。据此，美国爱达荷大学的地质学家伊丽莎白·卡斯尔（Elizabeth Cassel）和同事测量了内华达山脉和内华达州东部之间岩石样本中的同位素比值，以描绘出山脉旧时的样貌（见下图）。他们的研究结果发表在了《地质学》杂志（Geology）上。

地质学家曾认为，在2 500万年前，内华达州是一片高原，海拔没有超过内华达山脉。但是对雨水进行的同位素分析表明，内华达州东部曾经出现的高地，比内华达山脉高出1 200米，比当今所处的位置高出2 100米。

不同年代的岩石样本都证明，内华达山脉曾屹立了2 000万年有余，并且该地区剧烈的地质变化并非由短暂的地质活动引起。

根据岩石样本推测，在北美和太平洋板块碰撞的影响下，此处的大陆地壳受挤压而增厚。当这种碰撞停止时（最终产生了圣安德雷亚斯断层），之前受压缩的地壳就在它的“松散书挡”间铺展开来，从而形成了今日更为广阔的景色。