La Geología de Pensilvania consta de seis provincias fisiográficas distintas, tres de las cuales están subdivididas en diferentes secciones. Cada provincia tiene sus propias ventajas económicas y riesgos geológicos y juega un papel importante en la configuración de la vida cotidiana en el estado. Desde la esquina sureste hasta la esquina noroeste del estado, incluyen: la provincia de la Llanura Atlántica , la provincia de Piamonte , la provincia de Nueva Inglaterra, la provincia de Ridge and Valley , la provincia de los Apalaches y la provincia de las Tierras Bajas Centrales. [1]
La mayoría de las rocas de Pensilvania expuestas en la superficie son sedimentarias y fueron depositadas durante la Era Paleozoica . Casi todas las rocas metamórficas e ígneas se limitan a la parte sureste del estado. Un total de cuatro orogenias han afectado las rocas de la Commonwealth, incluida la orogenia de Grenville , la orogenia Taconic , la orogenia acadia y la orogenia de los Apalaches . El evento de los Apalaches ha dejado la mayor evidencia y ha seguido dando forma al paisaje del estado. El terreno de Pensilvania también se vio afectado por el rift continental durante la era Mesozoica . [2]
Los glaciares del Pleistoceno también han visitado repetidamente el estado durante los últimos 100.000 años. Estos glaciares han dejado cierta evidencia y han tallado gran parte del paisaje del nivel norte del estado. [2]
Una roca con alto valor económico de Pensilvania es el carbón de antracita . Antes de que comenzara la minería, se estimaba que había 22.800 millones de toneladas de antracita en Pensilvania. En 2001, todavía quedaban bajo tierra 12 mil millones de toneladas, la mayor parte de las cuales no era económicamente viable extraer. [3] Los geólogos estadounidenses reconocieron la importancia de la región carbonífera de Pensilvania y denominaron al Período Carbonífero Superior Período Pensilvaniano debido a la abundancia de carbón en el estado. A pesar de esto, Celestine fue propuesta como mineral estatal en 2002. Sin embargo, la propuesta no fue aprobada por la legislatura estatal. [4] [5]
Pensilvania también alberga el famoso pozo petrolero Drake en Titusville , que contribuyó a dar origen a la industria petrolera moderna y a dos marcas de aceites de motor, Quaker State (ahora propiedad de Royal Dutch Shell) y Pennzoil . Pensilvania también tiene reservas de gas natural tanto de rocas generadoras profundamente enterradas como de áreas de lechos de carbón.
Una de las provincias fisiográficas más pequeñas del estado se limita a los condados de Filadelfia , Delaware y Bucks a lo largo del río Delaware . El relieve local es de menos de 200 pies (61 m) y gran parte del lecho de roca está enterrado bajo depósitos aluviales recientes. En el mapa geológico, se utiliza "Trenton Gravel" para describir la mayoría de estos sedimentos. Gran parte de los sedimentos aluviales que existen aquí son arena, limo y arcillas. [6] El límite tradicional de la llanura costera es la Fall Line . La llanura costera de Pensilvania alguna vez fue hogar de miles de acres de marismas de agua dulce . Esto fue importante en el desarrollo inicial de Filadelfia y Chester . [7] Muchos de los pequeños afluentes del Delaware han excavado pequeñas pero impresionantes gargantas en el lecho de roca, incluidos Ridley Creek , Chester Creek y Wissahickon Creek . Las inundaciones repentinas se están convirtiendo en un problema local en la provincia. [2]
El Piamonte en Pensilvania se divide en tres secciones distintas: las tierras altas de Piamonte, las tierras bajas de Piamonte y las tierras bajas de Gettysburg-Newark. Gran parte del Piamonte se está urbanizando y desarrollando. Algunas de las mejores tierras agrícolas del estado se encuentran en esta región, específicamente en los condados de Lancaster y Chester .
Esta sección se caracteriza por las rocas metamórficas que proporcionan gran parte del lecho de roca de esta zona. Las rocas expuestas más antiguas de Pensilvania se encuentran aquí y consisten en el gneis de Baltimore . [8] Estas rocas tienen una historia compleja y una amplia gama de minerales diferentes. Son similares en muchos aspectos a sus primos del norte y centro de Maryland , inmediatamente al sur. Gran parte de la roca fue alterada durante la formación de Rodinia durante la orogenia de Grenville. Estas rocas eventualmente proporcionaron la plataforma para la deposición de sedimentos que se convertiría en la Formación Wissahickon durante una ruptura de Rodinia. La expansión del fondo marino continuó hasta que se desarrolló un margen pasivo a lo largo del nuevo océano Jápeto y se desarrolló una playa. Estos sedimentos eventualmente se convirtieron en la Formación Chickies . [8]
La deposición de siliclasita y carbonato continuó durante el Cámbrico y el período Ordovícico. Durante la orogenia Taconic, se produjeron más intrusiones ígneas y metamorfismo a medida que las ancestrales Montañas Taconic fueron empujadas hacia arriba. Los sedimentos que se depositaron en un mar entre un arco de islas y Jápeto finalmente fueron comprimidos y deformados a lo largo de una zona de subducción . Los sedimentos depositados en ese mar se ubican ahora en la sección del Gran Valle. (Ver más abajo) Los sedimentos colocados a partir del rifting de Rodinia se convirtieron en las raíces de los ancestrales Taconics y pasaron por su primera ola de metamorfismo durante la orogenia Taconic. Olas adicionales de metamorfismo continuaron hasta la orogenia alleghaniana. [8]
Las tierras bajas están sustentadas principalmente por rocas que se erosionan más fácilmente , como piedra caliza , dolomita y filita . Estas rocas son relativamente más jóvenes que las tierras altas circundantes y probablemente sean el resultado de un tramo tranquilo de deposición marina poco profunda. Algunas de las rocas depositadas durante este tiempo también se encuentran en la sección Great Valley, pero han sido separadas por la sección Gettysburg-Newark Lowland. El relieve es bajo y generalmente nunca supera los 700 pies (210 m). El terreno kárstico es problemático en este tramo. [2]
Esta sección es un poco engañosa ya que hay colinas de hasta 366 m (1200 pies) en esta sección. Está separada del resto de las secciones del Piamonte debido a los tipos de rocas distintivos que se encuentran aquí. También llamada Cuenca Triásica , la mayor parte del lecho de roca es arenisca roja , limolita y esquisto . Algunas formaciones son de color marrón y negro. El sedimento acumulado durante el rifting de Pangea en la era Triásica . Además, una roca ígnea basáltica llamada diabasa formó diques y sills más adelante en el Jurásico cuando el Océano Atlántico comenzó a formarse. [9] Gran parte de las rocas de esta área han sido erosionadas, pero la diabasa, más resistente a la erosión, ha dejado colinas y pequeñas regiones elevadas en toda la sección. Los patrones de erosión de estas rocas jugaron un papel fundamental en la Batalla de Gettysburg . [10]
En el municipio de Buckingham existe una pequeña porción de rocas paleozoicas , en su mayoría carbonatos . Estas rocas se encuentran al norte de la falla Furlong, que es una rama de la falla Chalfont más grande. [11] La montaña Buckingham se eleva al sur del valle y comprende cuarcita. La otra cresta es menos prominente y está sustentada por los conglomerados de la Formación Stockton . El karst es un problema localizado en esta zona.
Una provincia pequeña y fragmentada en el noreste de Pensilvania llamada Reading Prong es similar al lecho de roca cristalina que se encuentra en gran parte de Nueva Inglaterra . Este es el extremo sur de las Tierras Altas de Hudson de Nueva York y Nueva Jersey (conocidas como Montañas Ramapo en Nueva Jersey) y las Montañas Taconic de Nueva York. Las rocas graníticas y cuarcitas de esta área están altamente metamorfoseadas y tienen una edad precámbrica a cámbrica . Las colinas y crestas son localmente empinadas y redondeadas en la cima y forman las colinas alrededor de Reading y al sur del valle de Lehigh en South Mountain . [2]
Esta región de Pensilvania, famosa por las imágenes LANDSAT de la NASA , es la segunda más grande del estado y alberga los famosos campos de antracita . Las rocas aquí están muy plegadas y contienen numerosos anticlinales y sinclinales que se hunden y se pliegan unos sobre otros. Existen numerosas fallas de cabalgamiento que ayudan a crear un caos. La mayor parte de la deformación es resultado de la colisión de continente a continente durante la orogenia Allegheniana . Hay siete regiones distintas de la provincia y se enumeran a continuación. Gran parte de los patrones de drenaje en la provincia son enrejados .
South Mountain es el extremo norte de las montañas Blue Ridge . Esta región se caracteriza por amplias crestas planas con valles profundos y estrechos. Las rocas aquí son rocas ígneas y sedimentarias altamente metamorfoseadas con algo de dolomita ocasional . Estas rocas son de edad precámbrica. [2]
El Gran Valle de los Apalaches es un valle largo y ancho que se extiende desde Canadá hasta Alabama . En Pensilvania, el valle se conoce con tres nombres: (enumerados de norte a sur) Valle de Lehigh , Valle del Líbano y Valle de Cumberland . Las rocas que caracterizan esta región incluyen: piedra caliza, dolomita, pizarra , lutita, arenisca, limolita y algo de basalto disperso. Casi todas las rocas del Gran Valle de Pensilvania son de edad Ordovícica y fueron depositadas durante un período tranquilo antes de la orogenia Taconic . Las calizas y dolomitas de esta zona se extraen extensamente en Pensilvania. Estas rocas carbonatadas se utilizan para una variedad de propósitos que incluyen piedra triturada, fabricación de cemento , fertilizantes y polvo de minas de carbón (reduce el drenaje ácido de las minas ) [12] Las características kársticas son problemáticas en el Gran Valle.
La región de Blue Mountain o Blue Ridge , al igual que las crestas al norte y al oeste, es una de una serie de crestas casi paralelas que se extienden a lo largo de decenas de millas y es igualmente probable que se las llame Ridge o Mountain. Por lo tanto, Blue Mountain no debe confundirse con las montañas Blue Ridge, sino que representa la pronunciada escarpa , un escalón de elevación que separa las Montañas Apalaches de la cuenca pastoral famosa como el paisaje asociado con los holandeses de Pensilvania en el sur de Pensilvania llamado el Gran Valle . provincia fisiográfica, al igual que los títulos de estas secciones. Muchas de las lagunas de agua de Pensilvania atraviesan Blue Mountain, incluidas Delaware Water Gap , Lehigh Gap , Schuylkill Gap , Susquehanna Gap y Swatara Gap . También a lo largo de la cresta existen muchas " brechas de viento ". Las rocas de la sección de Blue Mountain incluyen principalmente arenisca , conglomerado , limolita, esquisto y algo de piedra caliza de edad silúrica . La montaña azul también es conocida con los nombres de Kittatinny Mountain (especialmente en Nueva Jersey) y Hawk Mountain . Uno de los tipos de rocas más destacados de esta sección es la Formación Shawangunk , que lleva el nombre de Shawangunk Ridge del estado de Nueva York.
Los sedimentos que componen Blue Mountain fueron depositados como resultado de las tierras altas que se formaron después de la orogenia Taconic. La primera ola de sedimentos era tosca, gris y mal seleccionada. (La Formación Shawngunk) Esta combinación de características deposicionales significa que el área de la fuente estaba relativamente cerca y se depositó en un clima húmedo. Estos sedimentos se clasifican en arenas y limos rojizos más finos (Formación Bloomberg) a medida que el área de origen se vuelve más distante y/o menos productiva. El clima durante esta época era más seco. [2]
Posiblemente la sección más compleja y más estudiada de Pensilvania . La provincia de Ridge and Valley del estado alberga uno de los yacimientos de carbón más rentables de la historia de Pensilvania, que contiene carbón de antracita de alta calidad. Los sedimentos depositados durante el Período Misisipi procedían de las tierras altas ubicadas al sureste. Olas de formación de montañas trajeron ocasionalmente sedimentos de grano más grueso a la llanura. A medida que las montañas se erosionaron, los sedimentos se volvieron más finos. A medida que las tierras altas se alejaban o se erosionaban, las arenas se convertían en limo o arcilla.
Como la Placa de América del Norte estaba cerca del ecuador, existía un clima tropical que permitía que florecieran densos bosques. A partir del Misisipio tardío , los bosques de Lycopodiophyta , Arthrophyta , Pteridophyta y Pteridospermatophyta comenzaron a crecer en estas llanuras. [13] A medida que las condiciones se volvieron más favorables para que los densos bosques sobrevivieran durante cientos de miles de años, gran parte del material vegetal muerto se conservó en ambientes sin oxígeno . La acumulación de este material quedó preservada en los vastos depósitos de carbón. El ascenso y descenso de las montañas, junto con los cambios en el nivel del mar, ocurrieron en numerosas ocasiones (a menudo en conjunto). Estas secuencias de eventos estratográficos cíclicos se conservan en el registro de rocas y a menudo se denominan ciclotemas . A finales del Pérmico , gran parte de la colisión de placas continentales había disminuido; Sin embargo, la construcción de la montaña continuó. Todos los sedimentos depositados durante los 30 millones de años anteriores se plegaron y fallaron cuando finalmente se formó el supercontinente Pangea .
Se necesitarían 150 millones de años para que las montañas de esta zona alcanzaran las formas que se ven hoy. Estas montañas tienen laderas empinadas y los valles tienen forma de canoa, en gran parte debido a la compleja estructura plegada de la zona. La mayor parte del carbón que se extrae de esta sección proviene de formaciones de Pensilvania. Junto con el campo de fósiles de Mazon Creek en Illinois , se ha estudiado una enorme cantidad de fósiles de plantas en esta área. [13] Los deslizamientos de tierra y el drenaje ácido de minas son dos de los principales peligros de la zona. En el pasado, los incendios de minas subterráneas también han sido una amenaza. El incendio de la mina Centralia se encuentra dentro de esta sección de la provincia de Ridge and Valley.
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Separado del resto de campos de antracita de Pensilvania, este valle con forma de canoa también se conoce como el valle de Wyoming y alberga las ciudades de Scranton y Wilkes-Barre . La ciudad más grande del valle de Wyoming es Scranton, con una población de 77.291 habitantes. Toda la estructura de la sección es un sinclinal de doble caída con afiladas crestas montañosas a ambos lados del valle. Las crestas se encuentran justo al norte de Carbondale . El brazo norte del río Susquehanna y el río Lackawanna fluyen a través de este valle. La minería del carbón a gran escala y la industria y los ferrocarriles que la acompañan están abandonadas desde hace mucho tiempo.
A diferencia de los campos de antracita del sur y del centro, el valle de antracita ha sido recientemente cubierto de glaciares en repetidas ocasiones. Esta acción ha dejado muchos taludes en la base de las montañas Moosic , y los suelos a menudo contienen grandes rocas que dificultan la excavación.
Esta región también ha visto alterado su paisaje por las glaciaciones y los procesos fluviales del río Susquehanna. La mayoría de las crestas de esta región son paralelas a los arroyos que drenan la zona. El Susquehanna también atraviesa muchas de las crestas montañosas, lo que lleva a algunos a creer que el Susquehanna es un antiguo sistema fluvial que existía incluso antes de la reciente glaciación continental. (Algunos especulan que se remonta al Período Jurásico ) [14] Ninguna de las montañas en esta sección se eleva por encima de los 1,700 pies (518 m) y el valle del río tiene tan solo 250 pies (76 m).
Las crestas estándar largas, estrechas y empinadas con valles estrechos definen el estado en las fotografías LANDSAT. Muchos de los valles tienen características kársticas debido a las rocas carbonatadas que residen en ellos. La construcción de carreteras generalmente sigue los valles y rara vez atraviesa las crestas. La Pennsylvania Turnpike utilizó túneles que atravesaban las crestas en lugar de escalar las cimas de las montañas. Mount Nittany , Tuscarora Mountain , Jacks Mountain , Wills Mountain y Sideling Hill son cinco montañas destacadas en esta sección. La sección contiene sedimentos de edades del Cámbrico al Pensilvania, todos depositados en la Cuenca de los Apalaches . Durante la orogenia de los Apalaches, estos sedimentos se plegaron, fallaron y se movieron. Sólo durante los últimos millones de años ha tomado forma el paisaje que vemos hoy. Las rocas relativamente más blandas o fácilmente erosionadas se convirtieron en valles, mientras que las rocas más duras y resistentes a la erosión se convirtieron en crestas de montañas. El desarrollo de este paisaje continúa hasta el día de hoy. El levantamiento de la provincia ha provocado que los ríos corten brechas de agua a través de las cadenas montañosas y ha presentado continuamente nuevas rocas más blandas en los valles que deben ser erosionadas.
Esta es, con diferencia, la provincia más grande del estado, y la mayoría de las rocas de esta región no están plegadas ni falladas y se asientan relativamente planas. Sin embargo, partes de la meseta de los Apalaches parecen ser montañosas debido a la erosión causada por arroyos y glaciares. En el oeste de Pensilvania, existen grandes yacimientos de carbón bituminoso en rocas con una edad similar a las rocas de la región de antracita. Muchos de los pliegues de la provincia son de gran amplitud y se extienden por kilómetros. En las secciones glaciares, se desarrollaron cañones escarpados y gran parte del terreno tiene muchas características glaciares . El patrón de drenaje en esta zona es dendrítico .
La sección de las Montañas Pocono de Pensilvania es geológicamente igual que las Montañas Catskill de Nueva York. Las rocas sedimentarias de color rojo, verde y gris de la Formación Catskill son el tipo de lecho de roca predominante en Poconos. La elevación de la meseta es de entre 366 m (1200 pies) y 701 m (2300 pies) con solo unas pocas colinas empinadas como la montaña Camelback . Gran parte de la roca se asienta en lechos horizontales que descienden suavemente, a diferencia de la sección vecina de los Apalaches. [2]
Considerada parte de la meseta de Pocono, esta área se encuentra al norte de Poconos y contiene muchos de los mismos tipos de rocas. El relieve local es menor que el de la región de Pocono y limita al sureste con el río Delaware. El Big Bushkill Creek corta un desfiladero a través de esta sección y tiene muchas cascadas , especialmente alrededor del área de la Reserva Scout de Resica Falls . Dingmans Falls y Bushkill Falls son cascadas dentro del Área Recreativa Nacional Delaware Water Gap , que también forma parte de la región de Endless Mountains de Pensilvania.
Esta sección, que también es una extensión de las montañas Catskill de Nueva York, generalmente tiene elevaciones más altas que la sección de la meseta baja, así como valles más profundos. En esta zona también afloran estratos más jóvenes con algunos yacimientos de carbón menores. Las tierras altas son redondeadas o planas a lo largo de colinas en su mayoría anchas. Un excelente ejemplo de la escarpa que divide esta sección son Ricketts y Ganoga Glen ubicados dentro del Parque Estatal Ricketts Glen .
Esta sección alberga el Gran Cañón de Pensilvania y algunas de las zonas más remotas del estado. Como su nombre indica, los arroyos de esta zona han excavado valles profundos con pendientes pronunciadas en las crestas circundantes. Algunas de las gargantas tienen al menos 305 m (1000 pies) de profundidad. Gran parte del área estaba cubierta de bosques a finales del siglo XIX y gran parte del área es propiedad de la Oficina Forestal de Pensilvania .
La sección del Frente Allegheny incluye la abrupta escarpa que divide la Provincia Ridge and Valley de la Meseta Allegheny. La región es una cresta grande y ancha con un ascenso empinado de este a oeste y colinas onduladas alejadas de la cresta. El Frente Allegheny alcanza su elevación más alta en Pensilvania en Blue Knob , 3136 pies (956 m), un bulto inusual a lo largo de esta cresta simétrica. Los arroyos que cortan la cresta suelen ser poco profundos y empinados.
Esta sección incluye el punto más alto de Pensilvania, el Monte Davis , que se encuentra a 979 m (3213 pies) sobre el nivel del mar. Muchas de las montañas son largas y anchas con valles anchos y relativamente poco profundos. A diferencia de la sección de los Apalaches, los arroyos de esta zona no han excavado valles profundos y bien definidos en la tierra. Gran parte del patrón de drenaje es dendrítico con un pequeño enrejado donde las rocas resistentes a la erosión han creado crestas más altas y mejor definidas. Las elevaciones aumentan hacia el sur y el monte Davis se encuentra a sólo 4,5 millas (7 km) de la frontera con Maryland . Algunas de las cimas de las crestas contienen algunos campos de carbón bituminoso de baja volatilidad, incluido el campo Broad Top . [3] Esta región también alberga dos historias nacionales: el rescate de la mina Quecreek y el accidente del vuelo 93 de United Airlines .
Ubicadas en la esquina suroeste del estado, las colinas de Waynesburg son otra importante zona productora de carbón del estado. Gran parte de los 64.400 millones de toneladas de carbón bituminoso que quedan en el estado residen debajo de estas colinas en lechos casi horizontales. Las colinas son estrechas y empinadas, con algunos valles más profundos. [3]
Otro tramo que es un importante productor de carbón. Es similar a la sección de las colinas de Waynesburg, excepto por un relieve local más alto y valles más profundos. Los deslizamientos de tierra y el hundimiento de minas son peligros comunes. [3]
Esta sección consta de tierras altas, anchas y planas cortadas por valles fluviales pronunciados y poco profundos. Gran parte de esta área no estaba cubierta por el glaciar de finales de Wisconsin , pero hay evidencia de glaciares anteriores a Wisconsin en el área. Junto con las Montañas Endless, es uno de los lugares más remotos del este de Estados Unidos.
Esta sección ha sido influenciada por glaciares y muchos de los valles excavados en el lecho de roca se dirigen hacia el noroeste, en dirección a los glaciares en retirada. Hay muchos signos de glaciares, incluidos kames , eskers , hervidores y morrenas . Esta sección alberga el lago natural más grande de Pensilvania, el lago Conneaut , así como uno de los eskers más largos del estado, West Liberty Esker. [15] Algunos de los patrones de drenaje han cambiado y solo algunos de los arroyos desembocan en el lago Erie.
Junto con la provincia de la llanura costera, la provincia más pequeña del estado, las tierras bajas centrales forman parte del área de los Grandes Lagos y existen a lo largo de un escape glacial adyacente al lago Erie .
La siguiente es una lista de características geológicas de Pensilvania que se destacan por su belleza y/o singularidad.
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Pensilvania ha estado actualizando su mapa geológico base impreso por última vez en 1980. Nuevas investigaciones han cambiado los nombres de varias formaciones y han promovido o degradado muchas secuencias diferentes en el mapa estratigráfico.
