樓蘭古城是西方的冒險家首先發現的。1900年，瑞典探險家斯文赫定一行人沿着塔里木河一路東行，到達孔雀河下游，試圖尋找行蹤不定的羅布泊。不久，他們到達了一個土崗時，發現所帶的水快用光了。爲了不渴死，他們積極尋找水源，結果沒有找到，這時，斯文赫定帶領隊友們自力更生，豐衣足食——掘井取水。結果在掘井的過程中，突然狂風大作，沙塵飛揚，衆人都睜不開眼。好不容易等大風停下來後，他們睜大了雙眼，簡直不敢相信眼前發生的一切——一座古代城堡出現在他們面前。魔鬼宮殿不但有城牆，有街道，有房屋，還有烽火臺，兵器庫。
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斯文赫定於是帶領考古隊員們走進了這座神祕的魔鬼宮殿。他們走進的時候小心翼翼，提心吊膽，步步驚心，後來他們的擔心終於放下，原來這裏只是一座空城，什麼都有，甚至還有糧食，但就是沒有活人。他們在裏面轉了一圈，也不敢多停留，每人除了背了一袋用以充飢的糧食外，還從裏拿一些古錢、陶器、竹簡等特物品。總之，可以說是滿載而歸。
後來通過經過對出土文物的研究，人們發現，這座古城就是昔日著名的樓蘭古國。
興旺繁盛的樓蘭古國文明爲什麼會消亡?有以下幾種說法
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第一種說法：樓蘭的消亡與戰爭的洗禮有關。俗話說物極必反，盛極必衰。繁盛一時的樓蘭在公元5世紀後開始衰弱，後來周邊的匈奴等強國入侵，幾經戰火的洗禮，樓蘭被它國佔領，剩餘的樓蘭子民逃竄於外，被遺棄的樓蘭古城幾經歲月洗禮，最終被沙漠掩沒。
第二種說法：樓蘭的消亡與水道的變遷有關。據史書記載，漢代樓蘭有“澤”，有“海”，《水經注》解釋“牢蘭海”之義說：“樓蘭國在東垂，當白龍堆，乏水草，常主發導，負水擔糧，迎送漢使，故彼俗謂是海爲牢蘭海也。”而在斯文赫定所得的文書中也有“水大波深必泛”之語，可見當時樓蘭是河水所經之道併爲湖水環繞。後來可能因爲氣候原因，河水改道，導致牢蘭海乾枯、綠洲變成沙漠，樹木枯死，樓蘭人被迫放棄自己的家園。
第三種說法：樓蘭的消亡與羅布泊的遷移有關。史籍記載樓蘭古城位於羅布泊邊，後來經研究發現，羅布泊原來是個會遷移的湖泊。當時有一支歐洲人也生活在羅布泊邊，經過數百年的朝夕相處，他們和樓蘭人幾乎融爲一體了，後來，他們都隨着羅布泊的南北遊移而一起選擇了“移居它處”，結果留下死城一座。
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第四種說法：樓蘭的消亡於與絲綢之路有關。絲綢之路剛開通時，樓蘭古國是必經之路，這也讓樓蘭當時繁極一時。但是後來隨着哈密、吐魯番的絲綢之路北道開通後，樓蘭的舊“絲綢之路”成了荒廢之路，長此一往，這裏由繁華變成了冷清，樓蘭子們後來便開始遷移到其它繁盛之地去了，最終讓樓蘭古國成爲廢墟。
第五路說法：樓蘭的消亡與瘟疫有關。一場前所末有的瘟疫，讓樓蘭子民幾乎遭遇滅頂之災，而個別僥倖活下來的居民只好選擇逃離樓蘭，遠走他鄉。
但究竟哪種說法是最終答案，至今沒有定論，因此，樓蘭文明消亡還是一個待解的謎。
