En 1981, una expedición polaca, luego de estar internados 33 días dentro de cañón, midió con aparatos de poca precisión y estimaron que tenía 3250 metros de profundidad.
En la última expedición realizada al Cañón del Colca en el 2005, encabezada por el matemático y expedicionario polaco Andrew Pietowski se reveló que en la zona adyacente a la localidad de Quillo Orco, en el distrito de Huambo, la profundidad del Cañón Colca alcanzaba 4,160 m en el lado norte y 3.600 metros en el lado sur. El investigador polaco explicó que las mediciones varían con el paso de los años debido a varios factores, entre ellos, el hundimiento del lecho del río y el uso de tecnologías cada vez más precisas.
La formación de Cañón del Colca se dio aproximadamente en las etapas tectónicas Andina y Quechua, es decir en los últimos 150 millones de años, pero su proceso de profundización se debe a varios factores como el crecimiento de la Cordillera de los Andes, desglaciaciones durante el Cuaternario y principalmente por los procesos erosivos acelerados causados por el río Colca. Finalmente, la formación del primitivo Cañón Colca debe haberse iniciado aproximadamente hace unos 10 millones de años atrás, pero su forma actual corresponde probablemente al último millón de años, es decir al Cuaternario.
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