黄石国家公园地处素有号称美洲脊梁的落基山脉中,位于美利坚中西部怀俄明州的西北角,并向西北方向延伸到爱达荷州和蒙大拿州,面积达九千平方公里,比美利坚的一些州的面积还要大。
黄石国家公园约96%的土地面积位于怀俄明州内。另外3%是在蒙大拿州,剩下的1%在爱达荷州,黄石公园空中从北到南有上百公里,从西到东九十公里,河流和湖泊占了土地面积的5%,其中最大的水体黄石湖占了三万五千多公顷,黄石湖深达约一百二三十米和长达将近两百公里的湖岸线,海拔两千两三百米的黄石湖是北美最大的高海拔湖泊,森林占了黄石公园八成的土地面积,剩下的大部分是草地。
黄石公园位于美利坚西部北落基山和中部落基山之间的熔岩高原上,北美大陆分水岭沿黄石公园西南部斜着流过,这条分水岭是一个分割太平洋和大西洋水流域的地形特征,黄石公园的三分之一面积位于分水岭的西部,黄石河和蛇河的源头互相离得很近,但却在分水岭的两侧,因此,蛇河的水流向太平洋,而黄石河的水则通过墨西哥湾流向大西洋。
黄石公园是在蛇河平原的东北端,蛇河平原是一个巨大的U弧形,由爱达荷州的博伊西山脉向外延伸出来的群山向西大约六七百公里,此种地形追溯到北美板块在过去十几亿年的线路,因为北美板块被板块构造搬运而跨过一个不流动的地幔热点,如今的黄石国家公园的地形是地壳下这个热点最近的表现形式。
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