約500万年前、大地の隆起が進み、日本海から続く入り江は分断され、現在は盆地になっているエリアがほぼ湖や沼になり、それらをつないで生まれたのが原始の最上川である。第四紀（約258万8000年～現在）になると、大地の隆起は激しさを増し、河川はより大地を侵食し、河川周辺は切り立った峡谷になっていきました。こうして五百川峡谷や最上峡は生まれました。

段丘群Ⅰは、ほとんど平坦面がなく、朝日町の和合平などにわずかに分布するだけです。段丘群Ⅱは、侵食などによって段丘面が削られているものの、平坦な面が残っています。また、比高約80m付近には、湖沼堆積物からなる層が見られる。これは宮宿付近で起こったと考えられる山体崩壊によって最上川が堰き止められ、その上流が湖となっていた時代の堆積物であります。

段丘群Ⅲは、朝日町西部公民館周辺などに見られます。段丘群Ⅳは、幅の広い段丘面が多く、段丘群Ⅴは現在の河床沿いに低く分布しています。

地層に含まれていた木片の年代測定から、段丘群Ⅳが形成された時期は、約3万年前であることがわかっています。五百川峡谷には、現在に至るまでの1000万年間の最上川の歴史が刻まれているのです。

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