本世紀30年代，自利馬飛往秘魯南方城市阿雷基帕的航線開闢不久，一位飛行員來到利馬的民族學博物館，聲稱在納斯卡谷地上發現了印第安人的運河。館長聽到這個消息後十分懷疑：納斯卡是秘魯伊卡省的一座古城，東傍安第斯山脈，西臨太平洋。在它附近，有一塊平坦而荒涼的谷地，稱納斯卡谷地。因為納斯卡是地球上最乾燥的地區之一，水源缺乏，運河之水從何而來？
為了證實自己的話，飛行員拿出了一張地圖，圖上用鉛筆勾抹下了他看到的線條，十分奇特、別致。遺憾的是，館長在飛行員離去後，立即將地圖放進了古文書保管所，再沒過問。
幾年後，這張地圖輾轉到了美國歷史學家鮑爾·科遜克手中，引起了他極大興趣。1940年，科遜克率領該隊來到納斯卡谷地。到達那裡不久，他們就在黑褐色的高原上發現了清晰的「白帶」。不過，它不能算是一條運河，因為它的河床頂多深15～20釐米，倒不如把它稱作溝。溝的形狀實在難以捉摸，有的彎彎曲曲，有的筆直一條，長達1．5～2公裡。在這布滿沙石的製圖板上，究竟畫了些什麼？
一天，科遜克等人手拿指南針，一面沿著一條彎曲的溝行走，一面在地圖上記下溝的方位形狀。為了準確無誤，每個人都分別畫在自己的地圖上。一段時間過後，溝的形狀和方位圖完成了。奇怪的是，這竟然是一幅喙部突出的巨鷹圖。鷹尾40米，喙長100米，翼長90米，而且，禿鷹的喙與一條長達1700米的筆直的溝相接。納斯卡谷地向考古學家們展現了它謎宮的一角。
就在考察隊準備全面清理時，珍珠港事件爆發，考察工作就此中斷。只有科遜克留了下來，他在當地女教師瑪麗亞·拉亞赫的協助下，組織人開始清理紛雜的地上畫。1959年科遜克去世後，拉亞赫繼續清理。
到60年代，地上畫已基本袒露出來，這些圖案有四個形式：第一種是直線，一般是由南向北，縱貫谷地，誤差不超過一度。第二種是幾何狀圖案，有三角形、矢形、螺線、圓，還有一個三叉箭頭，指向一定的方向。第三種是人形圖案，形狀龐大，姿態奇異。其中一個人物高達620米，軀幹挺直，雙手卡在肋下。第四種是動物、昆蟲圖案，這種圖案數量最多，其中有長達80米的捲尾猴、46米的蜘蛛、長有人手的180米長的蜥蜴等圖案，另外，仍有一些圖案尚不能分辨。
根據對溝中存留的灰燼的碳14測定，年代距今1500年左右。因此，可以斷定，納斯卡谷地中的巨型圖案起碼創作於1500年前，上限尚無法推知。
數十年來，關注著納斯卡谷地的學者們費盡心力，一直沒找到對這些巨型圖滿意的解釋。
首先對納斯卡谷地巨圖提出科學假設的是科遜克。說來也偶然，一天，他與拉亞赫正入神地觀察巨鷹圖，他突然發現沉沒在遠方地平線的太陽光和與鷹喙相連的直線恰好重合，這一天正是冬至。6個月後的夏至，他又注意到西沉的太陽光線又與這條線重合。科遜克提出了納斯卡谷地上的畫可能是巨大的天文學啟蒙書這一設想。也就是說，納斯卡谷地的溝，起著天文歷的作用。
在天文學界還未能證實科遜克的推斷時，這位開拓者便與世長辭了。接替他的拉亞赫在1968年邀請美國著名天文學家C·侯坎茲教授去納斯卡。侯坎茲使用現代電子儀器測量後，很快證實了下述論斷：這些巨型圖案是一個完整的天文歷。但是，當運用天文觀測儀進一步計算公元前10001年起太陽系諸星球的位置、活動時間和其他數據時，卻發現計算的結果大大不同於這些巨型圖案的記述。經過反覆驗證，得出結論：即納斯卡巨型圖不是一部天文歷，它與今天日、月活動時間的一致不過是一種巧合。
科遜克天文歷假說提出不久，英國著名探險家圖爾·穆裡松又提出一種新的假設。自1961年起，他多次考察納斯卡谷地，根據實地考察和從當地居民那裡獲得的部分資料，他認為納斯卡谷地的巨型圖案的繪製應歸於宗教原因。理由是納斯卡一帶分布著一些墳墓，墓碑上布有許多明顯人工刻畫的圖案，同巨型圖案畫面十分相似。這表明，巨型圖案尤其是其中的鳥獸圖案，可能是古時候的當地人設立的宗教偶像。但考古學家認為，墓碑上刻畫的圖案多為鳥獸圖案，它與巨畫圖案的相似只能解釋為二者有共同的描繪對象，但這並不能表明它們之間有什麼必然關係。
60年代末，有人這樣解釋納斯卡谷地的巨圖：「從空中俯瞰，37英裡長的納斯卡谷地給我留下的印象是一個輪廓鮮明的飛機場！從空中才能看到的禿鷹、蜘蛛、三叉箭頭等是幫助太空船著陸的信號或路標，平行的南北走向的直線則是飛機場跑道和停機坪。」但這種用外星人來解釋納斯卡巨畫之謎，未免有些牽強，沒有足夠的證據。
到了70年代，考古學家們注意到了古代納斯卡地區的一個傳說：古代當地人的領袖去世後，一般要在葬禮中舉行「送向太陽」的儀式。即用一個黑色的氣球，下面吊一個籃子，將領袖的屍體包好後放入籃中。儀式開始時加熱氣球，氣球徐徐升向空中，向太陽方向飛去。一些考古學家估計，納斯卡巨型圖案之所以巨大，主要是為了使死者在去太陽的路上能見到這些圖案，而這些既巨大又複雜的圖案則是對死者一生業績的刻畫。這更是一種假設，沒有任何根據，至今未能被考古與人類學界所認可。
70年多年過去了，謎雖然仍然是謎，但納斯卡谷地的神奇圖案已被考古界接受。