La geología de Ohio se formó hace más de mil millones de años en el eón Proterozoico del Precámbrico . La roca del basamento cristalino ígneo y metamórfico es poco conocida excepto a través de perforaciones profundas y no aflora en la superficie. La roca del basamento se divide entre la provincia de Grenville y la provincia de Superior. Cuando la corteza de la provincia de Grenville chocó con Proto-Norteamérica, inició la orogenia de Grenville , un importante evento de formación de montañas. Las montañas de Grenville se erosionaron, rellenando cuencas de rift y Ohio se inundó y periódicamente quedó expuesto como tierra seca durante todo el Paleozoico . Además de carbonatos marinos como piedra caliza y dolomita , se formaron grandes depósitos de esquisto y arenisca como eventos de formación de montañas posteriores, como la orogenia Taconic y la orogenia Acadian, lo que provocó una deposición de sedimentos adicional. Ohio pasó a condiciones de tierra seca en el Pensilvánico , formando grandes pantanos de carbón y la región ha sido tierra seca desde entonces. Hasta que las glaciaciones del Pleistoceno borraron estas características, el paisaje estaba cortado por profundos valles fluviales que erosionaron cientos de metros de roca dejando pocos rastros de la historia geológica del Mesozoico y el Cenozoico . [1]
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Las rocas ígneas y metamórficas más antiguas de Ohio datan del Precámbrico . Siguen siendo poco conocidas, a excepción de unos pocos pozos profundos. El centro y el este de Ohio están sustentados por rocas metamórficas pertenecientes a la provincia de Grenville, una antigua placa que colisionó con la provincia Superior de Proto-Norteamérica en el eón Proterozoico , hace poco más de mil millones de años.
En Ohio, la provincia de Grenville y la provincia de Superior están separadas por el frente de Grenville, que se encuentra debajo del arco de Cincinnati y el arco de Findlay. Al oeste del frente de Grenville hay una serie de grietas, similares a las grietas modernas en África Oriental que forman el Mar Rojo. Las grietas en el oeste de Ohio forman parte de la zona de grietas del continente oriental, que está cubierta por seis kilómetros de areniscas no deformadas y otras rocas sedimentarias de silicato.
La colisión de la provincia de Grenville con Proto-Norteamérica dio lugar a la duradera orogenia de Grenville , que produjo una alta cadena montañosa. Sin embargo, a principios del Paleozoico , la cordillera se erosionó hasta convertirse en una llanura ondulada, limitada por valles de rift en el oeste . [2]
El Cámbrico, al comienzo del Paleozoico, marcó la proliferación de la vida multicelular. A fines del Cámbrico , Ohio estaba cubierto de mares poco profundos, lo que creó depósitos marinos y deltaicos. Arenisca, lutita, esquisto , caliza y dolomita se depositaron sobre las rocas del basamento precámbrico con fallas. Los retrocesos periódicos del nivel del mar durante el Paleozoico erosionaron estas unidades rocosas, lo que provocó algunas discordancias en la secuencia sedimentaria, hasta el Pérmico temprano . Durante algunos de estos períodos de retroceso del nivel del mar, a partir del Ordovícico , la región experimentó erosión terrestre en el Pensilvánico y el Pérmico . La caída de los niveles del mar estuvo relacionada con la elevación de la región durante la orogenia tacónica hacia el este.
En el Ordovícico medio , una nueva transgresión marina inundó la región y depositó arrecifes de caliza. Estas rocas solo se conocen a partir de perforaciones subterráneas y no afloran en la superficie.
La Formación Point Pleasant es la unidad rocosa más antigua expuesta en la superficie en Ohio y se formó durante el Ordovícico Tardío , aflorando a lo largo del río Ohio cerca de Cincinnati. La formación registra una transición de una formación de arrecife de piedra caliza en aguas poco profundas a un entorno de aguas más profundas, marcado por la superposición de pizarra y piedra caliza, que forman la Serie Cincinnatiana. La arcilla desprendida de las montañas en ascenso, asociada con la orogenia Taconic, formó las unidades de pizarra. El agua de mar cálida creó las condiciones perfectas para una abundante actividad biológica y la Serie Cincinnatiana es altamente portadora de fósiles, aflorando en gran parte del suroeste de Ohio en lechos de ríos, laderas y cortes de carreteras. El fósil de invertebrado del estado de Ohio es un trilobite que se encuentra en la formación.
El hemisferio sur, donde se encontraba Ohio al final del Ordovícico, experimentó una glaciación generalizada hace unos 438 millones de años. El nivel del mar descendió debido a la glaciación, acompañada de un hundimiento del terreno. La sedimentación del Ordovícico terminó, marcada por una ruptura paraconforme en la Formación Drakes .
A principios del Silúrico , los niveles del mar volvieron a avanzar. La poca profundidad del mar en el Silúrico condujo a la formación de carbonatos subtropicales, que ahora afloran al este y al oeste del Arco de Cincinnati y en la cresta del Arco de Findlay. Algunos de los carbonatos se depositaron en arrecifes, como la dolomita Lockport del Silúrico temprano . Aunque contienen algunos fósiles, la mayoría de las unidades de roca del Silúrico conservan mal la evidencia de vida. Las unidades están separadas por capas de evaporita , que incluyen anhidrita , yeso y halita . Los gruesos lechos de sal se formaron en relación con las caídas del nivel del mar y el hundimiento de la tierra, generando los gruesos lechos de sal del Grupo Salina en el este de Ohio.
Una nueva colisión de placas dio inicio a la orogenia acadiense en el Devónico y condujo a la deposición de sedimentos en la cuenca de los Apalaches del este de Ohio. En el subsuelo se conocen la caliza Helderberg del Devónico temprano y la arenisca Oriskany, que se formaron hace 408 millones de años. Algunas rocas del Devónico temprano, de la pizarra de la cantera Holland, quedaron expuestas brevemente en la cantera del condado de Lucas, antes de que se rellenara y se recuperara. La mayoría de las rocas del Devónico datan del Devónico medio y afloran entre el sur de Ohio y el lago Erie. Una gran discordancia separa la dolomita y la caliza del Silúrico y del Devónico medio. Las rocas del Devónico suprayacentes incluyen la caliza Columbus al este del arco Findlay y los carbonatos del grupo Detroit River al oeste. La discordancia angular entre las rocas del Silúrico inferior está marcada en algunos lugares por capas de fosfato, que preservan huesos y dientes.
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La caliza de Columbus contiene especialmente fósiles y aflora en una franja entre Columbus y el condado de Sandusky, así como en la isla Kelleys en el lago Erie. Los mejores afloramientos de fósiles se encuentran en las canteras de caliza a lo largo de la franja, que abastecen la demanda local de hormigón. Hacia finales del Devónico medio, el entorno marino se desplazó hacia la deposición de esquisto marino negro, de Olentangy Shale y Ohio Shale. En su mayor parte, estas unidades de esquisto no son fosilíferas. Sin embargo, en algunos lugares, hay apariciones de fósiles de braquiópodos , artrópodos , artrodiros y tiburones, así como placas de armadura de Dunkleosteus .
A principios del Misisipiano , en el Carbonífero , hace 340 millones de años, los sedimentos de los ríos y deltas cubrieron las lutitas, produciendo la lutita de Bedford, la arenisca de Berea, la formación Cuyahoga y la formación Logan. La deposición de estas unidades se interrumpió brevemente por el regreso a un entorno marino estancado, formando la lutita de Sunbury. Los afloramientos de rocas del Misisipiano corren paralelos a las rocas del Devónico a lo largo del centro de Ohio y en paralelo a la costa del lago Erie. De hecho, los afloramientos del Misisipiano forman una franja de colinas de cinco a diez millas al sur del lago. En general, las rocas del Misisipiano son moderadamente fosilíferas, con una buena conservación de crinoideos en la Formación Cuyahoga. Rocas del Pensilvana depositadas en canales fluviales tallados en rocas más antiguas del Misisipiano.
La arenisca Sharon del Pensilvánico medio y el grupo Pottsville preservan evidencias de elevación en el este y hundimiento en el oeste de la cuenca de los Apalaches. Las rocas que se formaron en el Pensilvánico y el Pérmico eran principalmente de origen terrestre, incluyendo esquisto no marino, arenisca, carbón, mineral de hierro y caliza, junto con algunas rocas marinas, como pedernal y esquisto marino. Los deltas de los ríos en el Pensilvánico estaban cubiertos de vegetación espesa y pantanosa, lo que contribuyó a producir depósitos de carbón.
Las rocas sedimentarias y la evidencia fósil sugieren que Ohio ha sido un entorno terrestre desde el Pérmico. Por ejemplo, las principales subdivisiones del Pensilvánico: el Grupo Pottsville, el Grupo Alleghany, el Grupo Conemaugh y el Grupo Monongahela, junto con el Grupo Dunkard del Pérmico Temprano, son cada una más terrestre que la anterior. La región estaba situada tierra adentro, experimentando erosión terrestre cuando el continente protonorteamericano de Laurasia colisionó con Gondwana para formar el supercontinente Pangea . Las rocas del final del Paleozoico están mejor expuestas en los cortes de la carretera a lo largo de la I-77, entre Canton y Marietta, la I-77 desde Cambridge hasta Bridgeport y los acantilados en el río Ohio al norte de Marietta hasta East Liverpool. [3]
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Durante 245 millones de años, a lo largo de la totalidad del Mesozoico , el Paleógeno y el Cenozoico temprano , Ohio experimentó una prolongada elevación y erosión. Antes de las glaciaciones del Pleistoceno , la región estaba cubierta de grandes valles fluviales, que se cree que han removido varios cientos de metros de roca, borrando la mayor parte de la evidencia del Mesozoico y el Cenozoico. Se han encontrado algunos huesos y fósiles de plantas, incluidos restos de mastodonte , en sedimentos recientes formados desde el Pleistoceno. [4]
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Ohio tiene recursos naturales variados. En 2016, se extrajeron 64,92 millones de toneladas de piedra caliza y dolomita valoradas en 615 millones de dólares, junto con 12,23 millones de toneladas de carbón, por valor de 541 millones de dólares. La arena y la grava, la sal, la arenisca y el conglomerado tienen una producción de más de un millón de toneladas. También se extraen pizarra y arcilla. Ohio produce tres mil millones de dólares en gas natural y 844 millones de dólares en petróleo al año. Los primeros colonos reconocieron los depósitos de carbón en la década de 1740 y fueron cartografiados ya en 1752. La disminución de la demanda debido al aumento de la producción de gas natural ha reducido la minería de carbón en la década de 2010, aunque una mina subterránea y tres minas a cielo abierto recibieron permisos de expansión del estado en 2016. La minería y la explotación de canteras emplean actualmente a 3.546 personas en el estado. [5]
El Grupo Salina se extrae a 500 metros debajo del lago Erie, en el condado de Cuyahoga y el puerto de Fairport. [6]