La geología de los Apalaches se remonta a más de 1.200 millones de años, a la era Mesoproterozoica [1] cuando dos cratones continentales colisionaron para formar el supercontinente Rodinia , 500 millones de años antes del desarrollo de la cordillera durante la formación de Pangea . Las rocas expuestas en los Montes Apalaches actuales revelan cinturones alargados de rocas sedimentarias marinas plegadas y empujadas con fallas , rocas volcánicas y fragmentos de antiguo fondo oceánico : fuertes evidencias de que estas rocas se deformaron durante la colisión de placas . El nacimiento de las Cordilleras de los Apalaches marca la primera de varias colisiones de placas de construcción montañosas que culminaron en la construcción de Pangea con los Apalaches y las montañas vecinas del Anti-Atlas (ahora en Marruecos) cerca del centro. Es probable que estas cadenas montañosas alguna vez alcanzaran elevaciones similares a las de los Alpes y las Montañas Rocosas antes de ser erosionadas. [2] [3]
Las Montañas Apalaches se formaron a través de una serie de eventos de formación de montañas durante los últimos 1.200 millones de años: [4] [5]
La primera colisión de placas tectónicas que inició la construcción de lo que hoy son los Montes Apalaches ocurrió durante la era Mesoproterozoica hace al menos mil millones de años, cuando el cratón prenorteamericano llamado Laurentia chocó con otros segmentos continentales, en particular la Amazonia . Todos los demás cratones de la Tierra también colisionaron aproximadamente en esta época para formar el supercontinente Rodinia y quedaron rodeados por un solo océano . La formación de montañas conocida como orogenia de Grenville se produjo a lo largo de los límites de los cratones. Las actuales Montañas Apalaches tienen al menos dos áreas que están formadas por formaciones rocosas que se formaron durante esta orogenia: las Montañas Blue Ridge y las Adirondacks . [1]
Después de la orogenia de Grenville, la dirección de la deriva continental se invirtió y Rodinia comenzó a fragmentarse. Las montañas formadas durante la era grenvilliana sufrieron erosión por erosión , glaciación y otros procesos naturales, lo que resultó en la nivelación del paisaje. Los sedimentos erosionados de estas montañas contribuyeron a la formación de cuencas y valles sedimentarios.
Por ejemplo, en lo que hoy es el sur de Estados Unidos, se formó la cuenca Ocoee . El agua de mar llenó la cuenca. Los ríos del campo circundante transportaron arcilla, limo, arena y grava a la cuenca, de la misma manera que los ríos actuales transportan sedimentos desde la región central del continente hasta el Golfo de México . Los sedimentos se esparcieron en capas sobre el fondo de la cuenca. La cuenca continuó hundiéndose y durante un largo período de tiempo, probablemente millones de años, se acumuló una gran densidad de sedimento. [6]
Con el tiempo, las fuerzas tectónicas que separaban los dos continentes se volvieron tan fuertes que el océano Jápeto se formó frente a la costa oriental del margen Laurentiano. Las rocas de la provincia de Valley and Ridge se formaron durante millones de años, en Jápeto. Las conchas y otras partes duras de antiguas plantas y animales marinos se acumularon para formar depósitos calizos que luego se convirtieron en piedra caliza . Este es el mismo proceso por el cual se forma la piedra caliza en los océanos modernos. La erosión de la piedra caliza expuesta en la superficie del terreno produce los suelos ricos en cal que tanto prevalecen en las fértiles tierras agrícolas de la provincia de Valley and Ridge. [6]
Durante esta ruptura continental, hace entre 600 y 560 millones de años, hubo actividad volcánica a lo largo de los márgenes tectónicos. Hay evidencia de esta actividad en las actuales montañas Blue Ridge. Mount Rogers , Whitetop Mountain y Pine Mountain son el resultado de la actividad volcánica que ocurrió en esta época. [7] También hay evidencia de actividad subsuperficial ( diques y umbrales que se intruyen en la roca suprayacente) en Blue Ridge. Por ejemplo, se han encontrado rocas máficas a lo largo de Fries Fault en el área central de Blue Ridge del condado de Montgomery, Virginia . [8]
Durante la primera parte del Paleozoico , el continente que más tarde se convertiría en América del Norte se encontraba a ambos lados del ecuador . La región de los Apalaches era un margen de placa pasiva , no muy diferente de la actual provincia de la Llanura Costera Atlántica . Durante este intervalo, la región quedó periódicamente sumergida bajo mares poco profundos. Se depositaron gruesas capas de sedimentos y rocas carbonatadas en el fondo marino poco profundo cuando la región quedó sumergida. Cuando los mares retrocedieron, dominaron los depósitos sedimentarios terrestres y la erosión. [10]
Durante el Ordovícico medio (hace unos 458-470 millones de años), un cambio en los movimientos de las placas preparó el escenario para el primer evento de formación de montañas del Paleozoico ( orogenia tacónica ) en América del Norte. El otrora tranquilo margen pasivo de los Apalaches cambió a un límite de placa muy activo cuando una corteza oceánica vecina , la Jápeto, chocó y comenzó a hundirse debajo del cratón norteamericano. Con la creación de esta nueva zona de subducción nacieron los primeros Apalaches. [10]
Los volcanes crecieron a lo largo del margen continental , coincidiendo con el inicio de la subducción. Las fallas de empuje levantaron y deformaron rocas sedimentarias más antiguas depositadas en el margen pasivo. A medida que las montañas crecieron, la erosión comenzó a desgastarlas. Los arroyos arrastraban restos de rocas cuesta abajo para depositarlos en las tierras bajas cercanas. [10]
La formación de montañas continuó periódicamente durante los siguientes 250 millones de años (las orogenias caledonia , acadia , ouachita , herciniana y alleghaniana ). Continente tras continente fue empujado y suturado en el cratón norteamericano a medida que Pangea comenzaba a tomar forma. Las microplacas , trozos más pequeños de corteza demasiado pequeños para ser llamados continentes, fueron barridos uno por uno para soldarlos a la masa en crecimiento. [10]
Hace unos 300 millones de años (el período de Pensilvania ), África se acercaba al cratón de América del Norte. El cinturón de colisión se extendió hacia la región de Ozark - Ouachita y a través del área de las Montañas Marathon de Texas. Las colisiones continentales elevaron la cadena de los Apalaches-Ouachita a una elevada cadena montañosa de la escala del actual Himalaya . La enorme masa de Pangea se completó cerca del final de la era Paleozoica (el período Pérmico ), cuando África ( Gondwana ) irrumpió en la aglomeración continental, con las montañas Apalaches-Ouachita cerca del medio. [10]
Pangea comenzó a fragmentarse hace unos 220 millones de años, a principios del Mesozoico ( período Triásico tardío ). Cuando Pangea se separó, nació un nuevo margen tectónico pasivo y las fuerzas que crearon los Montes Apalaches, Ouachita y Marathon quedaron acalladas. Prevalecieron la meteorización y la erosión, y las montañas comenzaron a desgastarse. [10]
Al final del Mesozoico, los Montes Apalaches habían sido erosionados hasta convertirse en una llanura casi plana. [10] No fue hasta que la región fue elevada durante la era Cenozoica que se formó la topografía distintiva del presente. [11] La elevación rejuveneció los arroyos, que rápidamente respondieron cortando el antiguo lecho de roca. Algunas corrientes fluían a lo largo de capas débiles que definen los pliegues y fallas creadas muchos millones de años antes. Otros arroyos descienden tan rápidamente que atraviesan las resistentes rocas plegadas del núcleo de la montaña, tallando cañones a través de capas de rocas y estructuras geológicas. [10] Las crestas del núcleo de los Apalaches representan roca resistente a la erosión que permaneció después de que la roca de arriba y de al lado fue erosionada. [10]
Los límites geográficos de los Montes Apalaches siguen una definición que representa toda la masa de tierra en los Estados Unidos y Canadá utilizada por el Servicio Geológico de EE. UU . y el Servicio Geológico de Canadá utilizando la ciencia de la fisiografía. Estados Unidos utiliza el término Tierras Altas de los Apalaches y Canadá utiliza el término Tierras Altas de los Apalaches para definir regiones contiguas que tienen geología, topografía, historia y comunidades de plantas y animales nativas similares. (Los Montes Apalaches no son sinónimos de la Meseta de los Apalaches , que es una de las provincias de las Tierras Altas de los Apalaches). [ cita necesaria ]
La cuenca de los Apalaches es una cuenca de antepaís que contiene rocas sedimentarias del Paleozoico desde el Cámbrico temprano hasta el Pérmico temprano . De norte a sur, la provincia de la Cuenca de los Apalaches cruza Nueva York , Pensilvania , el este de Ohio , Virginia Occidental , el oeste de Maryland , el este de Kentucky , el oeste de Virginia , el este de Tennessee , el noroeste de Georgia y el noreste de Alabama . El extremo norte de la cuenca de los Apalaches se extiende mar adentro hacia los lagos Erie y Ontario hasta la frontera entre Estados Unidos y Canadá. La provincia cubre un área de aproximadamente 185.500 millas cuadradas (480.000 km 2 ) y tiene 1.075 millas (1.730 km) de largo de noreste a suroeste y entre 20 y 310 millas (30 y 500 km) de ancho de noroeste a sureste. [12]
El flanco noroeste de la cuenca es una amplia homoclina que desciende suavemente hacia el sureste desde el Arco de Cincinnati . Un terreno complejamente cabalgado, fallado y plegado (Apalache Fold and Thrust Belt o Eastern Overthrust Belt), formado al final del Paleozoico por la orogenia Alleghaniana , caracteriza el flanco oriental de la cuenca. Las rocas metamórficas e ígneas del cinturón de empuje de Blue Ridge que limita la parte oriental de la provincia de la Cuenca de los Apalaches fueron empujadas hacia el oeste más de 150 millas (240 km) sobre rocas sedimentarias del Paleozoico inferior. [12]
La Cuenca de los Apalaches es una de las regiones productoras de carbón más importantes de Estados Unidos y una de las más grandes del mundo. El carbón bituminoso se ha extraído durante los últimos tres siglos. Actualmente, el carbón se utiliza principalmente en el este de EE. UU. o se exporta para generación de energía eléctrica , pero una parte es adecuado para usos metalúrgicos . Los lechos de carbón de importancia económica se depositaron principalmente durante la época de Pensilvania en una cuenca de antepaís que se espesaba hacia el sureste. El carbón y las rocas asociadas forman una cuña clástica que se espesa de norte a sur, desde Pensilvania hasta el sureste de Virginia Occidental y el suroeste de Virginia. [13]
El descubrimiento de petróleo en 1859 en el pozo Drake , condado de Venango, Pensilvania , marcó el comienzo de la industria del petróleo y el gas en la cuenca de los Apalaches. El pozo descubridor abrió una tendencia prolífica de campos de petróleo y gas, que producen desde yacimientos de arenisca del Devónico superior , del Misisipi y de Pensilvania que se extienden desde el sur de Nueva York, a través del oeste de Pensilvania, el centro de Virginia Occidental y el este de Ohio, hasta el este de Kentucky. [12]
Una segunda tendencia importante de producción de petróleo y gas en la cuenca de los Apalaches comenzó con el descubrimiento en 1885 de petróleo y gas en yacimientos de arenisca Clinton del Silúrico inferior en el condado de Knox, Ohio . A finales de la década de 1880 y principios de 1900, la tendencia se extendió tanto al norte como al sur a través del centro-este de Ohio e incluyó varios condados en el oeste de Nueva York, donde se descubrió gas en areniscas del grupo Medina del Silúrico inferior. Alrededor de 1900, se descubrieron grandes reservas de petróleo en yacimientos de carbonato del Silúrico y Devónico en el centro-este de Kentucky. Importantes descubrimientos de gas de la arenisca Oriskany del Devónico inferior en el condado de Guernsey, Ohio , en 1924; Condado de Schuyler, Nueva York , en 1930; y el condado de Kanawha, Virginia Occidental , abrieron en 1936 una importante tendencia de producción de gas en partes de Nueva York, Pensilvania, Maryland, Ohio, Virginia Occidental, Kentucky y Virginia. [12] Otro auge de la perforación se produjo en la década de 1960 en el condado de Morrow, Ohio , donde se descubrió petróleo en la parte del Cámbrico superior de la Dolomita de Knox . [12]
Las provincias de Blue Ridge, Piedmont, Adirondack y Nueva Inglaterra se conocen colectivamente como los Apalaches Cristalinos porque están formadas por rocas ígneas y metamórficas del Precámbrico y el Cámbrico. [14]
La provincia de Blue Ridge Thrust Belt se encuentra debajo de partes de ocho estados desde el centro de Alabama hasta el sur de Pensilvania. A lo largo de su margen occidental, la Cordillera Azul se extiende sobre el margen plegado y fallado de la cuenca de los Apalaches, de modo que un amplio segmento de estratos paleozoicos se extiende hacia el este durante decenas de millas, enterrado bajo estas láminas de empuje cristalinas subhorizontales. [15] En la superficie, Blue Ridge consiste en una región montañosa a montañosa, cuyo componente principal son las montañas Blue Ridge que se extienden desde Georgia hasta Pensilvania. Las rocas superficiales consisten principalmente en un núcleo de rocas ígneas o metamórficas cristalinas de grado moderado a alto que, debido a su resistencia superior a la meteorización y la erosión, comúnmente se elevan por encima de las áreas adyacentes de rocas sedimentarias y metamórficas de grado bajo. La provincia limita al norte y al oeste con los estratos paleozoicos de la cuenca de los Apalaches y al sur con rocas sedimentarias del Cretácico y más jóvenes de la llanura costera del Golfo . Limita al este con rocas metamórficas y sedimentarias de la provincia de Piamonte . [dieciséis]
Las provincias de Adirondack y Nueva Inglaterra incluyen rocas ígneas sedimentarias, metasedimentarias y plutónicas , principalmente de edad Cámbrica y Ordovícica, similares litológicamente a las rocas de las provincias de Blue Ridge y Piamonte, al sur. Las montañas Adirondack, elevadas y casi circulares, están formadas por un núcleo de antiguas rocas precámbricas rodeadas por rocas sedimentarias del Cámbrico y del Ordovícico invertidas. [dieciséis]
Las bases del orógeno de los Apalaches-Ouachita se sentaron cuando se completó el ensamblaje del supercontinente Rodinia. Los eventos de colisión estuvieron acompañados de metamorfismo y magmatismo de alto grado durante la orogenia de Grenville en el lapso de tiempo de 1300 a 950 Ma.
Este artículo incorpora material de dominio público de las provincias geológicas de los Estados Unidos: Provincia de las Tierras Altas de los Apalaches. Encuesta geológica de los Estados Unidos . Archivado desde el original el 14 de enero de 2008 . Consultado el 2 de septiembre de 2007 . Este artículo incorpora material de dominio público de RT Ryder. Provincia de la Cuenca de los Apalaches (067) (PDF) . Encuesta geológica de los Estados Unidos . Este artículo incorpora material de dominio público de Leslie F. Ruppert. Resumen ejecutivo: Evaluación de recursos de carbón de zonas y lechos de carbón seleccionados en las regiones carboníferas de la cuenca de los Apalaches norte y central (PDF) . Encuesta geológica de los Estados Unidos . Este artículo incorpora material de dominio público de Robert C. Milici. Cinturón de empuje de Blue Ridge (068), provincia de Piamonte (069), provincia de la llanura costera atlántica (070), provincia de Adirondack (071) y provincia de Nueva Inglaterra (072) (PDF) . Encuesta geológica de los Estados Unidos .