La geología de Alemania está fuertemente influenciada por varias fases de orogenia en el Paleozoico y el Cenozoico , por la sedimentación en mares de plataforma y mares epicontinentales y en llanuras en el Pérmico y el Mesozoico , así como por las glaciaciones cuaternarias .
Alemania está situada entre el Cratón de Europa del Este ( Báltica ), geológicamente muy antiguo ( Precámbrico ) , al norte y noreste (que más al norte está expuesto como el Escudo Báltico ), y el Orógeno Alpino - Cárpato, geológicamente joven (Cenozoico) , al sur. Las provincias corticales correspondientes de Alemania son, por lo tanto, geológicamente "de mediana edad" y se acrecentaron sobre el Cratón de Europa del Este durante el Paleozoico a través de procesos tectónicos de placas . Estas áreas forman el basamento geológico de Alemania. El basamento es el más antiguo de los cuatro niveles corticales geológicos ( en alemán: Stockwerke ) que se superponen en Europa Central, al norte de los Alpes . Los niveles reflejan principalmente las relaciones de edad de las rocas y las grandes tendencias tectónicas a las que estuvo sometida la corteza terrestre en el curso de su historia geológica: extensión cortical y sedimentación generalizada, principalmente marina, alternada con compresión/orogenia cortical y erosión extensiva . La geología de la superficie de Alemania ha evolucionado hasta su configuración actual debido a las diferencias regionales en la acción y la aparición de fuerzas externas e internas durante los últimos 20 millones de años. Alemania puede dividirse en tres regiones fisiográficas : la Depresión Centroeuropea, los Bloques Centroeuropeos y los Alpes.
El tercio norte de Alemania forma parte de la Depresión Centroeuropea ( en alemán: Mitteleuropäische Senke ), también conocida como Cuenca del Norte de Alemania y Polonia, que corresponde aproximadamente a la Llanura del Norte de Alemania . La Depresión Centroeuropea es un área de hundimiento a largo plazo que contiene una secuencia de rocas sedimentarias , de varios miles de metros de espesor, de la era del Paleozoico Tardío al Cenozoico y se caracteriza por una fuerte sobreimpresión glaciar superficial, así como por la tectónica de sal de los diapiros de sal subterráneos del Pérmico junto con efectos menores de largo alcance de la orogenia alpina.
Al sur de la Depresión Centroeuropea se encuentra el área de Bloques Centroeuropeos ( en alemán: Mitteleuropäisches Schollengebiet ), que geográficamente incluye las Tierras Altas Centrales , las Escarpaduras del Sur de Alemania , la Llanura del Alto Rin y las estribaciones de los Alpes. Los efectos de largo alcance de la orogenia alpina fueron relativamente fuertes en esta área y los efectos de las glaciaciones del Pleistoceno fueron pequeños. La región está dividida en varios bloques estructuralmente elevados, donde afloran basamentos paleozoicos extensamente plegados y algunos bloques hundidos/no elevados cubiertos casi exclusivamente por rocas mesozoicas o cenozoicas. Los bloques elevados son el Macizo Renano (excluyendo las Ardenas ), los bloques Sajón y Turingio (que no debe confundirse con la Zona Saxoturingia ) que incluye el Harz , la Cuenca de Turingia , el Bosque de Turingia , las Montañas de Pizarra de Turingia-Franconia-Vogtland y los Montes Fichtel - Montes Metálicos . Las tres últimas unidades geológicas forman el borde noroeste del Macizo de Bohemia , que es el mayor afloramiento contiguo de basamento en Europa Central. El borde noreste del Macizo de Bohemia es el Bloque de los Sudetes . El borde occidental de la parte central del Macizo de Bohemia, el Bloque de Bohemia, se extiende hacia Alemania con las cadenas montañosas del Bosque del Alto Palatinado y el Bosque Bávaro . Los bloques hundidos/no elevados son el Graben del Bajo Rin (o "Graben del Ruhr") con la llanura de Colonia , la cuenca cretácica de Münsterland ( Llanura de Westfalia ), el bloque de Solling (Depresión de Hesse), el bloque del sur de Alemania (las escarpaduras del sur de Alemania junto con el Odenwald , el Spessart , la Selva Negra y la cuenca de Molasse ) y el Graben del Alto Rin .
Al sur del Bloque del Sur de Alemania y del Macizo de Bohemia se encuentra el Arco Alpino-Cárpato ( en alemán: Alpen-Karpaten-Bogen ). Aunque su extensión en Alemania se limita al extremo sur de Baviera , esta estrecha franja presenta una diversidad geológica relativamente alta. En esta región se encuentran tres de los cuatro principales "dominios" tectónicos de los Alpes: las napas helvéticas , las napas penínicas (como la Zona Flysch del Rhenodanubio ) y los Alpes orientales (como los Alpes calizos del Norte ).
Al norte de los Alpes, en Alemania se distinguen tradicionalmente cuatro "niveles" de corteza de rocas superficiales y subterráneas según su edad y sus características estructurales (de profundas a superficiales): el basamento, el nivel de transición, la plataforma mesozoica y la plataforma cenozoica. Las tres últimas también se agrupan bajo el término genérico de "plataforma", en contraposición al basamento.
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El basamento ( en alemán: Grundgebirgsstockwerk ) consiste en rocas plegadas, algunas de las cuales son rocas metamórficas , en su mayoría de origen marino-sedimentario y submarino-volcánico , intruidas por plutones granitoides . La mayoría de estas rocas son de finales del Carbonífero o más antiguas. El plegamiento y metamorfismo de estas rocas sedimentarias y volcánicas, y el emplazamiento de los granitoides, ocurrieron principalmente en dos orogenias paleozoicas: la orogenia caledonia en el Ordovícico superior y la orogenia varisca en el Carbonífero temprano . En las rocas variscas plegadas más antiguas, existe evidencia de una orogenia más antigua, la orogenia cadomiana , que ocurrió antes de la acreción de los bloques corticales de Proto-Europa (Báltica) ( en alemán: Ur-Europa ). Las rocas del basamento plegadas se originaron en el Proterozoico , pero se han encontrado reliquias aún más antiguas de corteza continental en un paragneis del Bosque Bávaro, cuyo protolito probablemente se depositó después de la orogenia Cadomiana. Una muestra de este paragneis contiene un grano detrítico de circón , cuyo núcleo cristalizó a partir de un magma hace unos 3.840 millones de años durante el eón Arcaico . [1] [2]
Mientras que el basamento plegado caledoniano se encuentra a unos pocos miles de metros por debajo de la superficie de la Depresión Centroeuropea, el basamento varisco o Variscides ( en alemán: Varistikum ) aflora en el área de los Bloques Centroeuropeos, presentándose extensamente en varias áreas grandes de tierras altas y también escasamente en algunas áreas de tierras bajas en forma de elevaciones del basamento. Aquí se hace una distinción entre complejos rocosos, comúnmente denominados "cinturones de pizarra" ( en alemán: Schiefergebirge ), formados por rocas no metamorfoseadas o débilmente metamorfoseadas ( pizarra , sílex , arenisca , caliza , basalto alterado , filita y cuarcita ), que están intruidas solo en pequeña medida por granitoides, y complejos rocosos comúnmente denominados cristalinos , que comprenden rocas débilmente a altamente metamorfoseadas (filita, cuarcita, mármol , anfibolita , serpentinita , esquisto , gneis , granulita y eclogita ), que están ampliamente intruidas por granitoides. Las unidades rocosas del cinturón de pizarra se plegaron a poca profundidad a temperaturas relativamente bajas, mientras que las áreas cristalinas metamórficas se hundieron mucho más profundamente durante la orogenia varisca y estuvieron sujetas a altas presiones y, en algunos lugares, a temperaturas muy altas que provocaron la fusión parcial de las rocas. La firma geoquímica de los granitoides variscos sugiere que su magma se produjo por la fusión parcial de rocas sedimentarias profundamente enterradas. Los cinturones de pizarra aflorantes se encuentran principalmente en el macizo renano, el Harz y las montañas de pizarra de Turingia-Franconia-Vogtland. Las áreas cristalinas aflorantes se encuentran principalmente en la Selva Negra, el Odenwald occidental, Vorspessart , así como en la periferia alemana del Macizo de Bohemia ( Alta Lusacia , los Montes Metálicos, los Montes Fichtel, el Bosque del Palatinado y el Bosque Bávaro).
El nivel de transición ( en alemán: Übergangsstockwerk ) incluye todas las rocas sedimentarias y volcánicas desplegadas del Carbonífero tardío (Estefaniano) al Pérmico medio ( Guadalupiense ). "Nivel de transición" se refiere, en parte, a la posición estratigráfica de estas rocas: son más jóvenes que las Variscidas plegadas pero más antiguas que las capas de la plataforma Mesozoica. Además, provienen de una fase de transición geológica, que se caracteriza por el aplanamiento de las montañas Variscas y por el vulcanismo post-varisco , que fue acompañado por la extensión de la corteza en el Orógeno Varisco. Las rocas del nivel de transición se diferencian de los sedimentos de la plataforma más jóvenes en que a menudo son rocas sedimentarias de molasa de grano relativamente grueso ( conglomeráticas ) y rocas volcánicas ácidas a intermedias (especialmente riolita ), mientras que la plataforma Mesozoica tiene pocos conglomerados y ninguna roca volcánica. El nivel de transición se divide litoestratigráficamente en las secuencias del Estefaniano y del Pérmico ( Rotliegend ). Las rocas del nivel de transición se encuentran hoy en día principalmente en la cuenca del Sarre-Nahe , la zona de Halle-Leipzig (p. ej. el complejo porfídico de Halle ), la cuenca de los Montes Metálicos y el bosque de Turingia.
La plataforma mesozoica ( en alemán: Mesozoisches Deckgebirge ) incluye todas las rocas sedimentarias prácticamente desplegadas del Mesozoico ( Triásico , Jurásico y Cretácico ), pero también incluye algunos depósitos paleozoicos de la época lopingiana del Pérmico tardío. En el norte de Alemania, en principio, también los sedimentos post-Caledonianos/pre-Pérmicos relativamente desplegadas o débilmente plegados (incluido el Carbonífero del Ruhr y su continuación occidental en el área de Aquisgrán) están incluidos en la plataforma mesozoica.
La plataforma mesozoica que aflora en la superficie comprende rocas y calizas yesíferas marinas de Zechstein (Pérmico medio/superior) , rocas siliciclásticas de Buntsandstein (Triásico inferior) , calizas marinas de Muschelkalk (Triásico medio), depósitos mixtos de evaporita , carbonato y siliciclásticos de Keuper (Triásico medio y superior) , lutitas negras marinas del Jurásico inferior (Lias/ Schwarzjura ), rocas siliciclásticas marinas, a menudo portadoras de hierro, de Dogger/ Braunjura ( Jurásico medio ), calizas marinas del Jurásico blanco / Malm ( Jurásico superior ), rocas siliciclásticas continentales del Cretácico inferior (Wealden) y calizas, areniscas y gaizes marinas del Cretácico superior . [a] Las rocas de Zechstein que afloran se limitan a los bordes de los levantamientos del basamento. Las rocas del Triásico cubren la mayor superficie. En el bloque del sur de Alemania, las rocas mesozoicas que afloran se inclinan hacia el sureste. Debido a la alternancia de capas de esquistos propensos a la erosión y la meteorización y areniscas y calizas más resistentes, se ha formado allí un paisaje de cuestas en los últimos millones de años. Las más llamativas de estas cuestas son el Jura Blanco de Franconia y el Jura de Suabia . Las tierras altas formadas por areniscas relativamente resistentes a la erosión y la meteorización del Buntsandstein temprano/medio son el Bosque del Palatinado, el Odenwald, el Spessart, el Südrhön y el Burgwald . Las crestas de caliza Muschelkalk se encuentran principalmente en la cuenca de Turingia. Probablemente, la ocurrencia más conocida de areniscas cretácicas son las montañas de arenisca del Elba .
En el norte de Alemania, los domos de sal han forzado a subir algunos bloques individuales , que han sido erosionados hasta llegar a las capas más antiguas de la plataforma mesozoica. El lecho de roca resistente a la erosión de estos bloques forma pequeñas crestas aisladas, especialmente en la región del antepaís del norte de Harz. Entre ellas se encuentran las colinas de Elm (Muschelkalk), las colinas de Asse (Buntsandstein y Muschelkalk) y el Grosser Fallstein (Muschelkalk), así como la isla de Heligoland (Buntsandstein). La tiza cretácica se puede encontrar, parcialmente cubierta por delgados depósitos cuaternarios, solo en el norte de Alemania, incluida la cuenca cretácica de Münsterland, donde los depósitos cretácicos descansan directamente sobre el Carbonífero del Ruhr y continúan hacia el oeste hasta la Formación Aachen , así como en el área de Hannover y Salzgitter. Probablemente las calizas cretácicas más conocidas de Alemania sean las de la isla de Rügen , en la costa norte de Alemania.
La plataforma cenozoica ( en alemán: Känozoisches Deckgebirge ) comprende rocas terciarias y cuaternarias. También se la conoce como el nivel de "roca no consolidada" ( en alemán: Lockergesteinsstockwerk ) porque, debido a su corta edad, las rocas sedimentarias cenozoicas a menudo no han experimentado una diagénesis intensiva y, por lo tanto, a menudo no están cementadas . Debido a que los depósitos más jóvenes en un área elevada se eliminan primero, los depósitos de la plataforma cenozoica ocurren extensivamente solo en áreas de subsidencia cenozoica joven en la región de los Bloques de Europa Central donde los afloramientos más grandes son el Graben del Alto Rin, la Cuenca de Maguncia y la Cuenca de Molasse (valle alpino del antepaís). Las "áreas de subsidencia" especiales son Nördlinger Ries y el cráter Steinheim , ambos originados a través de un evento de impacto de meteorito . [3] Los depósitos cenozoicos en la región de los bloques de Europa central consisten tanto en rocas siliciclásticas como en calizas y sedimentos marinos y continentales. El Cenozoico en Alemania también está representado por rocas volcánicas. En contraste con las rocas volcánicas mayoritariamente ácidas ( ricas en SiO 2 ) del nivel de transición, las formaciones cenozoicas son en su mayoría intermedias a muy pobres en SiO 2 ( traquita , basalto, fonolita , tefrita , nefelinita y basanita ). [4] Las áreas volcánicas cenozoicas más grandes de Alemania son las montañas Vogelsberg , Westerwald , Rhön y Eifel .
En el norte de Alemania, casi toda la geología de la superficie está formada por sedimentos cenozoicos (en su mayoría depósitos glaciares o fluvioglaciales del Pleistoceno y el Holoceno ). Las morrenas y los urstromtales determinan el relieve . Así, la dorsal meridional ( en alemán: Südliche Landrücken ) es una morrena de la glaciación del Saale y la dorsal septentrional ( en alemán: Nördliche Landrücken ) es una morrena de la glaciación de Weichsel . [5] El material de estos sedimentos fue recogido por la capa de hielo en su camino desde Escandinavia hasta Europa central y se depositó durante el derretimiento allí. La ruta que siguió el hielo se puede reconstruir con la ayuda de rocas, los cantos rodados en los sedimentos de morrena, porque estos se pueden hacer coincidir con ciertas regiones de Escandinavia . En el sur de Alemania, con excepción de los antepaíses alpinos y del foso del Alto Rin, se encuentran depósitos y formaciones cuaternarias bastante delgados, geográficamente confinados en su mayoría a las laderas bajas y valles, donde aparecen como pedregales y pistas de piedra o como gravas y arenas fluviales . En las estribaciones de los Alpes, también hay morrenas del Pleistoceno. Sin embargo, allí los cantos rodados tienen su origen en los Alpes y se utiliza una nomenclatura diferente a la del norte de Alemania para los períodos glaciares en los que el hielo de las montañas del sur se introdujo en las estribaciones: la glaciación de Saale corresponde allí a la glaciación de Riss ; la glaciación de Weichsel corresponde a la glaciación de Würm .
Los Alpes son un orógeno joven, en el que la relación geológica relativamente simple entre basamento y plataforma que existe en la zona norte de los Alpes se ha sobreimpreso y complicado por procesos orogénicos. La formación de los Alpes ocurrió en "dominios" tectónicos, pero dentro de los cuales se pueden distinguir basamento y plataforma, que ya sea conjunta o separadamente, están construidos de mantos separados . Los mantos que afloran en los Alpes alemanes contienen invariablemente unidades de plataforma de rocas sedimentarias plegadas, no metamorfoseadas, principalmente de edad Mesozoica, que se depositaron casi exclusivamente en un ambiente marino. Están asociados a tres de los cuatro dominios de los Alpes.
El Dominio Helvético (también conocido como las Mantillas Helvéticas) ( en alemán: Helvetikum ) se extiende aproximadamente de este a oeste en una franja, en su mayoría de solo unos pocos cientos de metros de ancho, justo en el borde norte de los Alpes con rocas siliciclásticas y carbonatadas del Cretácico y del Terciario temprano que están cabalgadas hacia el norte sobre el borde sur de la Cuenca de Molasse. Hay principalmente formaciones marinas poco profundas que son, por ejemplo, ricas en nummulitas (la Formación Kressenberg). [6] [7] Representan la plataforma continental interior en el borde sur de la Europa prealpina y no se vieron afectadas por los procesos de plegamiento y cabalgamiento de la orogenia alpina hasta relativamente tarde.
El Dominio Penínico (también conocido como Nappes Penínicos) ( en alemán: Penninikum ) se extiende al sur del Dominio Helvético en una franja de unos pocos kilómetros de ancho, en forma de la Zona Flysch del Rhenodanubiano. Comprende sedimentos de aguas profundas turbidíticos siliciclásticos-carbonatados del Cretácico al Terciario inferior cuña sedimentaria alpina que, en el curso posterior de la formación de los Alpes, se incorporó al orógeno y se desbordó a lo largo de una distancia de unos 100 km hacia el norte sobre las unidades Helvéticas. [8]
Los Alpes orientales se encuentran al sur de la zona del flysch y ocupan la mayor superficie de los Alpes alemanes. En Alemania, los Alpes orientales están compuestos en su mayor parte por rocas carbonatadas del Mesozoico, en su mayoría del Triásico. Esta asociación de rocas carbonatadas, cuyo afloramiento (incluidas las partes austríacas) se extiende en una franja de 35 a 50 kilómetros de ancho desde Vorarlberg hasta la cuenca de Viena , se denomina Alpes calizos del norte . A diferencia del Dominio Helvético y la Zona del Flysch, que aún tienen en su mayoría un carácter de baja montaña ( en alemán: Mittelgebirge ), aunque están morfológicamente claramente separados del antepaís alpino, los Alpes calizos del norte forman altas montañas ( en alemán: Hochgebirge ) de más de 2.000 metros sobre el nivel del mar. De las altas montañas de Alemania , la más alta es el Zugspitze , con una altura de 2.962 metros, más de mil metros más alto que el Feldberg en la Selva Negra, la montaña más alta de Alemania fuera de los Alpes.
Los Alpes calizos del norte representan un entorno de sedimentación que probablemente se encontraba a varios cientos de kilómetros al sur, en relación con la posición actual de las rocas. Esto se refleja tanto en las facies como en el registro fósil : mientras que en la plataforma de los Alpes orientales se establecieron carbonatos con faunas tropicales durante el Triásico medio tardío , las secuencias epicontinentales contemporáneas, en parte terrestres, en Europa central al norte de los Alpes están dominadas por siliciclásticos y tenían faunas templadas más bien cálidas. Por lo tanto, especialmente con respecto a la formación de rocas triásicas, se hace una distinción entre " facies germánicas " (Europa central al norte de los Alpes) y "facies alpinas" (Alpes calizos del norte). A partir del Cretácico superior, los Alpes orientales se vieron afectados por la orogenia alpina y las rocas de los Alpes calizos del norte se apilaron y transportaron hacia el norte hasta su posición actual, anulando los dominios helvético y penínico.
