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 actuales Apalaches revelan cinturones alargados de rocas sedimentarias marinas plegadas y falladas , rocas volcánicas y astillas del antiguo fondo oceánico , evidencias sólidas 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 montañosa 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 alcanzaran alguna vez elevaciones similares a las de los Alpes y las Montañas Rocosas antes de que se erosionaran. [2] [3]
Los Montes Apalaches se formaron a través de una serie de eventos de construcción de montañas durante los últimos 1.200 millones de años: [4] [5]
La primera colisión de placas tectónicas que dio origen a la formación 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 con la Amazonia . Todos los demás cratones de la Tierra también chocaron en esa época para formar el supercontinente Rodinia, que estaba rodeado por un único océano . La formación de montañas conocida como orogenia de Grenville se produjo a lo largo de los límites de los cratones. Los actuales montes 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 Grenville, la dirección de la deriva continental se invirtió y Rodinia comenzó a fragmentarse. Las montañas formadas durante la era Grenvilliana sufrieron erosión por meteorización , glaciación y otros procesos naturales, lo que provocó la nivelación del paisaje. Los sedimentos erosionados de estas montañas contribuyeron a la formación de cuencas sedimentarias y valles.
Por ejemplo, en lo que hoy es el sur de los Estados Unidos, se formó la cuenca de Ocoee . El agua del mar llenó la cuenca. Los ríos de las zonas rurales circundantes llevaron arcilla, limo, arena y grava a la cuenca, de forma muy similar a como los ríos de hoy transportan sedimentos desde la región central del continente hasta el Golfo de México . Los sedimentos se extendieron 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 un gran espesor de sedimentos. [6]
Finalmente, 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 Valles y Crestas se formaron a lo largo de millones de años en el Jápeto. Las conchas y otras partes duras de plantas y animales marinos antiguos se acumularon para formar depósitos calcáreos 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 terrestre produce los suelos ricos en cal que son tan frecuentes en las fértiles tierras agrícolas de la provincia de Valles y Crestas. [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 Blue Ridge Mountains. 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 subterránea ( diques y umbrales que se introducen en la roca suprayacente) en Blue Ridge. Por ejemplo, se han encontrado rocas máficas a lo largo de la falla Fries en el área central de Blue Ridge del condado de Montgomery, Virginia . [8]
Durante la primera parte del Paleozoico , el continente que luego se convertiría en América del Norte se extendía a ambos lados del ecuador . La región de los Apalaches era un margen de placa pasivo , no muy diferente de la provincia de la llanura costera atlántica actual . Durante este intervalo, la región se sumergía periódicamente bajo mares poco profundos. Capas gruesas de sedimentos y rocas carbonatadas se depositaban en el fondo marino poco profundo cuando la región se sumergía. Cuando los mares retrocedían, los depósitos sedimentarios terrestres y la erosión dominaban. [10]
Durante el Ordovícico medio (hace unos 458-470 millones de años), un cambio en los movimientos de las placas preparó el terreno para el primer evento de formación de montañas del Paleozoico ( orogenia Taconica ) en América del Norte. El margen pasivo de los Apalaches, que alguna vez estuvo tranquilo, se convirtió en un límite de placas muy activo cuando una corteza oceánica vecina , la Jápeto, chocó con el cratón norteamericano y comenzó a hundirse debajo de él. 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 las rocas sedimentarias más antiguas depositadas en el margen pasivo. A medida que se elevaban las montañas, la erosión comenzó a desgastarlas. Los arroyos arrastraron restos de roca pendiente abajo para depositarlos en las tierras bajas cercanas. [10]
La formación de montañas continuó periódicamente durante los siguientes 250 millones de años ( orogenias caledonia , acadia , ouachita , herciniana y alleghaniana ). Continente tras continente fue empujado y suturado sobre el cratón norteamericano a medida que Pangea comenzó a tomar forma. Microplacas , trozos más pequeños de corteza demasiado pequeños para ser llamados continentes, fueron arrastrados uno por uno para ser soldados a la masa creciente. [10]
Hace unos 300 millones de años (el período Pensilvánico ), África se estaba acercando al cratón norteamericano. El cinturón de colisiones se extendió a la región de Ozark - Ouachita y a través del área de las montañas Marathon de Texas. Las colisiones continentales elevaron la cadena Apalache-Ouachita a una elevada cadena montañosa de la escala del Himalaya actual . La enorme masa de Pangea se completó cerca del final de la era Paleozoica (el período Pérmico ) cuando África ( Gondwana ) se introdujo en la aglomeración continental, con las montañas Apalache-Ouachita cerca del medio. [10]
Pangea comenzó a fragmentarse hace unos 220 millones de años, a principios del Mesozoico (finales del período Triásico ). A medida que Pangea se fragmentaba , nació un nuevo margen tectónico pasivo y se apaciguaron las fuerzas que crearon los montes Apalaches, Ouachita y Marathon. La erosión y la meteorización prevalecieron y las montañas comenzaron a desgastarse. [10]
Al final del Mesozoico, los Apalaches se habían erosionado hasta convertirse en una llanura casi plana. [10] No fue hasta que la región se elevó durante la era Cenozoica que se formó la topografía distintiva de la actualidad. [11] La elevación rejuveneció los arroyos, que respondieron rápidamente cortando hacia abajo el lecho rocoso antiguo. Algunos arroyos fluían a lo largo de capas débiles que definen los pliegues y fallas creados muchos millones de años antes. Otros arroyos se desplomaron tan rápidamente que atravesaron las resistentes rocas plegadas del núcleo de la montaña, tallando cañones en las capas de roca y las estructuras geológicas. [10] Las crestas del núcleo de los Apalaches representan rocas resistentes a la erosión que quedaron después de que la roca que se encontraba por encima y a su lado se erosionara. [10]
Los límites geográficos de los Apalaches siguen una definición que tiene en cuenta toda la masa terrestre de los Estados Unidos y Canadá utilizada por el Servicio Geológico de los Estados Unidos y el Servicio Geológico de Canadá utilizando la ciencia de la fisiografía. Los Estados Unidos utilizan 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 nativos similares. (Los Apalaches no son sinónimos de la Meseta de los Apalaches , que es una de las provincias de las Tierras Altas de los Apalaches). [ cita requerida ]
La cuenca de los Apalaches es una cuenca de antepaís que contiene rocas sedimentarias paleozoicas de principios del Cámbrico hasta principios del Pérmico . 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 se inclina suavemente hacia el sureste frente al Arco de Cincinnati . Un terreno complejo con fallas de empuje y pliegues (Cinturón de Plegado y Corrimiento de los Apalaches o Cinturón de Corrimiento Oriental), formado al final del Paleozoico por la orogenia Alleghaniana , caracteriza el flanco oriental de la cuenca. Las rocas metamórficas e ígneas del Cinturón de Corrimiento 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 los EE. UU. y una de las más grandes del mundo. El carbón bituminoso se ha extraído a lo largo de los últimos tres siglos. Actualmente, el carbón se utiliza principalmente en el este de los EE. UU. o se exporta para la generación de energía eléctrica , pero parte de él es adecuado para usos metalúrgicos . Los yacimientos de carbón económicamente importantes se depositaron principalmente durante la época de Pensilvania en una cuenca de antepaís que se engrosaba hacia el sudeste. El carbón y las rocas asociadas forman una cuña clástica que se engrosa de norte a sur, desde Pensilvania hasta el sudeste de Virginia Occidental y el sudoeste de Virginia. [13]
El descubrimiento de petróleo en 1859 en el pozo Drake , en el condado de Venango, Pensilvania , marcó el comienzo de la industria del petróleo y el gas en la cuenca de los Apalaches. El pozo de descubrimiento abrió una prolífica tendencia de yacimientos de petróleo y gas, que producen desde yacimientos de arenisca del Devónico superior , el Misisipiense y el Pensilvánico 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 los yacimientos de arenisca Clinton del Silúrico inferior en el condado de Knox, Ohio . A fines de la década de 1880 y principios de la 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; el condado de Schuyler, Nueva York , en 1930; y el condado de Kanawha, Virginia Occidental , en 1936 abrieron una importante tendencia productora 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 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 precámbricas y cámbricas. [14]
La provincia 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, Blue Ridge se encuentra 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 por decenas de millas, enterrado debajo de estas capas de empuje cristalino subhorizontal. [15] En la superficie, Blue Ridge consiste en una región montañosa a accidentada, cuyo componente principal son las montañas Blue Ridge que se extienden desde Georgia hasta Pensilvania. Las rocas de la superficie consisten principalmente en un núcleo de rocas metamórficas o ígneas cristalinas de rango 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 roca metamórfica y sedimentaria de bajo grado. La provincia está limitada al norte y al oeste por los estratos paleozoicos de la cuenca de los Apalaches y al sur por rocas sedimentarias cretácicas y más recientes de la llanura costera del Golfo . Limita al este con rocas metamórficas y sedimentarias de la provincia del Piamonte . [16]
Las provincias de Adirondack y Nueva Inglaterra incluyen rocas ígneas sedimentarias, metasedimentarias y plutónicas , principalmente de la era cámbrica y ordovícica, similares litológicamente a las rocas de las provincias Blue Ridge y Piedmont, al sur. Las elevadas montañas Adirondack, de forma casi circular, consisten en un núcleo de antiguas rocas precámbricas rodeadas de rocas sedimentarias cámbricas y ordovícicas volcadas. [16]
Los cimientos del orógeno de los Apalaches-Ouachita se establecieron 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 Geologic Provinces of the United States: Appalachian Highlands Province. Servicio Geológico 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. Appalachian Basin Province (067) (PDF) . Servicio Geológico de los Estados Unidos . Este artículo incorpora material de dominio público de Leslie F. Ruppert. Resumen ejecutivo: Evaluación de los recursos de carbón de zonas y yacimientos de carbón seleccionados en las regiones carboníferas de la cuenca norte y central de los Apalaches (PDF) . Servicio Geológico de los Estados Unidos . Este artículo incorpora material de dominio público de Robert C. Milici. Cinturón de empuje de Blue Ridge (068), provincia de Piedmont (069), provincia de la llanura costera atlántica (070), provincia de Adirondack (071) y provincia de Nueva Inglaterra (072) (PDF) . Servicio Geológico de los Estados Unidos .