La geología expuesta del área de Yosemite incluye principalmente rocas graníticas con algunas rocas metamórficas más antiguas . Las primeras rocas se depositaron en la época precámbrica , cuando el área alrededor del Parque Nacional Yosemite estaba en el borde de un continente norteamericano muy joven . El sedimento que formó el área se asentó primero en las aguas de un mar poco profundo, y las fuerzas de compresión de una zona de subducción a mediados del Paleozoico fusionaron las rocas y los sedimentos del lecho marino, anexándolos al continente. El calor generado por la subducción creó arcos de islas de volcanes que también fueron empujados hacia el área del parque. Con el tiempo, las rocas ígneas y sedimentarias de la zona sufrieron posteriormente una fuerte metamorfosis .
La mayor parte de la roca ahora expuesta en el parque es granítica y se formó hace entre 210 y 80 millones de años como diapiros ígneos a 10 kilómetros (6 millas) debajo de la superficie. Con el tiempo, la mayor parte de la roca suprayacente se levantó junto con el resto de Sierra Nevada y fue eliminada de la zona por la erosión . Esto expuso la roca granítica a una presión mucho menor y también fue sometida a erosión en forma de exfoliación y pérdida de masa .
Hace unos 3 millones de años, una serie de glaciaciones modificaron aún más la zona al acelerar la erosión. Durante ese tiempo, grandes glaciares llenaron periódicamente los valles y cañones . Los deslizamientos de tierra y la erosión fluvial han sido las principales fuerzas erosivas desde el final del último período glacial , que terminó en esta zona alrededor de 12.000 años antes de Cristo.
El área del parque estaba a horcajadas sobre un margen continental pasivo (similar a la costa este de los actuales Estados Unidos) durante el Precámbrico y el Paleozoico temprano. Los sedimentos derivados de fuentes continentales se depositaron en aguas poco profundas. Las calizas , areniscas y lutitas así creadas se han metamorfoseado desde entonces en mármol , cuarcita y pizarra . Estas rocas ahora están expuestas en colgantes aislados en las partes norte y central del parque (Snow Lake Pendant en Emigrant Wilderness es un buen ejemplo).
A partir del Paleozoico medio y hasta el Mesozoico temprano , un límite de placa convergente transportó muchos de esos sedimentos del fondo marino al área del parque (posiblemente durante la orogenia de Antler ). El calor generado por la subducción condujo a la creación de un arco insular de volcanes en la costa occidental de Laurentia (proto-Norteamérica) entre los períodos Devónico tardío y Pérmico . Estas rocas se incorporaron a la proto-Norteamérica a mediados del Triásico , llegando algunas de ellas hasta la zona del parque. Desde entonces, la mayoría de estas rocas ígneas y sedimentarias han sufrido una gran metamorfosis, elevación y erosión. Afloramientos del Complejo Shoo Fly resultante (hecho de esquistos y gneises ) y el Complejo Calaveras más joven (una mezcla de esquisto, limolita y pedernal con inclusiones máficas ) ahora se encuentran en el lado occidental del parque.
El vulcanismo posterior en el Jurásico invadió y cubrió estas rocas en lo que pudo haber sido actividad magmática asociada con las primeras etapas de la creación del Batolito de Sierra Nevada . El 95% de estas rocas finalmente fueron eliminadas por erosión acelerada por levantamiento. La mayoría de las rocas restantes están expuestas como " colgantes de techo " en la zona metamórfica oriental. El monte Dana y el monte Gibbs están formados por estas rocas metavolcánicas. Sólo el 5% de las rocas expuestas en el Parque Nacional Yosemite son metamórficas. [1]
La primera fase del plutonismo regional comenzó hace 210 millones de años a finales del Triásico y continuó durante todo el Jurásico hasta unos 150 millones de años antes de Cristo. También comenzó hace 150 millones de años un aumento en la tasa de deriva hacia el oeste de la Placa de América del Norte . La orogenia resultante ( evento de formación de montañas ) es llamada por los geólogos orogenia de Nevada . La cadena montañosa de Nevada resultante (también llamada Sierra Nevada Ancestral) tenía 15.000 pies (4.500 m) de altura y estaba formada por secciones de fondo marino y mezcla .
Estas rocas se metamorfosearon posteriormente y hoy se pueden ver en el cinturón metamórfico aurífero del país Mother Lode de California . En el área del parque estas rocas están expuestas a lo largo del río Merced y la ruta estatal 140 . Esto fue directamente parte de la creación del Batolito de Sierra Nevada, y las rocas resultantes eran en su mayoría de composición granítica y estaban ubicadas a unas 6 millas (10 km) debajo de la superficie.
La segunda fase importante de emplazamiento de plutones duró desde hace unos 120 millones a 80 millones de años durante el Cretácico . Esto fue parte de la orogenia de Sevier . En total, se han encontrado más de 50 plutones en el parque. Unas pocas millas (varios kilómetros) de material fueron erosionadas, dejando a las montañas de Nevada como una larga serie de colinas de unos pocos cientos de pies (decenas de metros) de altura hace 25 millones de años.
Desde hace 20 millones de años y hasta hace 5 millones de años, una extensión ahora extinta de volcanes Cascade Range entró en erupción, trayendo grandes cantidades de material ígneo a la zona. Estos depósitos ígneos cubrieron la región al norte del área de Yosemite. Parte de la lava asociada con esta actividad se vertió en el Gran Cañón de Tuolumne y formó Little Devils Postpile (una versión más pequeña pero mucho más antigua de las empalizadas columnares de basalto en el cercano Monumento Nacional Devils Postpile ).
A finales del Cenozoico , se produjo un extenso vulcanismo al este del área del parque. Dentro de la región de Yosemite, flujos de lava andesítica y lahares fluyeron al norte del Gran Cañón de Tuolumne y se desarrollaron diques y tapones volcánicos a partir de fallas en los flancos del Monte Dana. También hay evidencia de que una gran cantidad de ceniza riolítica cubría la parte norte de la región de Yosemite hace 30 millones de años. Este y los depósitos de ceniza posteriores han sido casi completamente erosionados (especialmente durante las edades de hielo).
La actividad volcánica persistió más allá de 5 millones de años antes de Cristo al este de los límites actuales del parque en las áreas de Mono Lake y Long Valley . La actividad más significativa fue la creación de la Caldera de Long Valley hace unos 700.000 años, en la que entró en erupción unas 600 veces más material que en la erupción del Monte Santa Helena en 1980 . La actividad más reciente fue la erupción de los cráteres Mono-Inyo hace entre 40.000 y 600 años.
Hace 10 millones de años, el movimiento vertical a lo largo de la falla de la Sierra comenzó a levantar la Sierra Nevada. [2] La inclinación posterior del bloque Sierra y el levantamiento acelerado resultante de Sierra Nevada aumentaron el gradiente de los arroyos que fluyen hacia el oeste. En consecuencia, los arroyos corrían más rápido y, por tanto, cortaban sus valles más rápidamente. Los afluentes corrían más o menos en línea con las Sierras, por lo que no aumentaron sus gradientes. Por lo tanto, su tasa de tala de valles no se vio significativamente afectada. El resultado fueron valles colgantes y cascadas donde los afluentes se encontraban con las corrientes principales. Se produjo un levantamiento adicional cuando se desarrollaron fallas importantes hacia el este, especialmente la creación del valle de Owens a partir de fuerzas de extensión asociadas a Basin and Range . El levantamiento de la Sierra se aceleró nuevamente hace unos dos millones de años durante el Pleistoceno . Sin embargo, el valle de Yosemite no fue creado por arroyos o fallas (para crear un valle graben ), como sugirió el geólogo Josiah Whitney. Los glaciares dieron forma al valle de Yosemite y pueden confundirse fácilmente con un valle graben. (Un ejemplo de valle graben es el Valle de la Muerte en California)
El levantamiento y el aumento de la erosión expusieron las rocas graníticas de la zona a presiones superficiales, lo que dio lugar a una exfoliación (responsable de la forma redondeada de las numerosas cúpulas de granito del parque) y al desgaste de masa tras los numerosos planos de fractura (grietas, especialmente verticales) en los plutones ahora solidificados. Los glaciares del Pleistoceno aceleraron aún más este proceso y los más grandes transportaron el talud y labranza resultantes desde el fondo de los valles.
Numerosos planos de juntas verticales controlaban dónde y con qué rapidez se producía la erosión. La mayoría de estas grietas largas, lineales y muy profundas tienen una tendencia hacia el noreste o noroeste y forman conjuntos paralelos, a menudo espaciados regularmente. Fueron creados por la liberación de presión asociada al levantamiento y por la descarga de roca suprayacente a través de la erosión. La gran mayoría de la ampliación del valle de Yosemite, por ejemplo, se debió al desprendimiento de rocas controlado de forma conjunta. De hecho, se cree que sólo el 10% de su ensanchamiento y el 12% de su excavación son resultado de la glaciación. [3] Grandes volúmenes de granito, relativamente sin unir, forman cúpulas como Half Dome y monolitos como El Capitán de 3.604 pies (1.098 m) de altura . Las uniones muy espaciadas conducen a la creación de columnas, pilares y pináculos como la Columna de Washington , las Agujas de la Catedral y el Pináculo Dividido.
A partir de hace unos 2 o 3 millones de años, una serie de glaciaciones modificaron aún más el área al acelerar el desgaste de masa a través del acuñamiento del hielo, el desprendimiento de los glaciares , la abrasión y la liberación de presión después del retroceso de cada glaciación. Las glaciaciones severas formaron glaciares muy grandes que tendieron a despojar y transportar la capa superior del suelo y los taludes hacia los valles glaciares, mientras que las glaciaciones menos severas depositaron una gran cantidad de labranza glacial más arriba en los valles.
En Sierra Nevada se han producido al menos 4 glaciaciones importantes; localmente llamado Sherwin (también llamado pre-Tahoe), Tahoe, Tenaya y Tioga. Los glaciares Sherwin fueron los más grandes y llenaron Yosemite y otros valles, mientras que las etapas posteriores produjeron glaciares mucho más pequeños. El Sherwin pudo haber durado casi 300 mil años y terminar hace aproximadamente 1 millón de años. Es casi seguro que un glaciar de la era Sherwin fue el responsable de la importante excavación y configuración del valle de Yosemite y otros cañones de la zona.
Las etapas Tahoe, Tenaya y Tioga formaron parte de la glaciación de Wisconsin . Se cree que la etapa glacial Tahoe alcanzó su extensión máxima hace entre 70.000 y 130.000 años; Se sabe poco sobre el Tenaya más reciente. La evidencia también sugiere que la etapa glacial local más reciente, el Tioga, comenzó hace unos 28.000 cal ( datación por radiocarbono calibrado ), alcanzó su extensión máxima hace 20.000 a 25.000 cal año y terminó hace ~15.000 cal año. Los glaciares se reformaron en los circos más altos durante un pequeño avance glacial tardío, el evento Recess Peak, hace aproximadamente 14.200 y 13.100 años.
Después de eso, los glaciares parecen haber estado ausentes de la cordillera hasta hace unos 3200 años cal, cuando reaparecieron pequeños glaciares en los circos más altos. Este avance registra el inicio de la Neoglaciación en Sierra Nevada. La neoglaciación en la cordillera culminó durante la " Pequeña Edad del Hielo ", un término acuñado originalmente por François E. Matthes en la Sierra Nevada, pero ahora ampliamente aceptado como referencia a un período de expansión glacial global entre aproximadamente 1250 y 1900 d.C. Sierra Nevada relacionada con el evento de la Pequeña Edad del Hielo se denomina depósitos de Matthes. Son comunes en los circos orientados al norte y debajo de los glaciares modernos de la Sierra Alta y, por lo general, son frescos, inestables y, a menudo, tienen núcleos de hielo. Se pueden encontrar buenos ejemplos de morrenas Matthes debajo del glaciar Palisade (el glaciar más grande de la cordillera), los glaciares Lyell y Maclure en el sur del Parque Nacional Yosemite, y los glaciares más pequeños debajo del Monte Dana , el Pico Kuna , el Monte Conness y el Pico Matterhorn .
Los sistemas glaciares alcanzaron profundidades de hasta 4000 pies (1200 m) y dejaron sus huellas en el área de Yosemite. El glaciar más largo del área de Yosemite descendía por el Gran Cañón del río Tuolumne a lo largo de 95 km (60 millas), pasando mucho más allá del valle de Hetch Hetchy . El glaciar Merced fluyó desde el valle de Yosemite hacia la garganta del río Merced. El glaciar Lee Vining talló el cañón Lee Vining y desembocó en el lago Russell (la versión muy ampliada de la edad de hielo del lago Mono ). Sólo los picos más altos, como el monte Dana y el monte Conness , no estaban cubiertos por glaciares. Los glaciares en retroceso a menudo dejaban morrenas en recesión que incautaban lagos como el lago Yosemite (un lago poco profundo que cubría periódicamente gran parte del suelo del valle de Yosemite).
Algunas cúpulas del parque fueron cubiertas por glaciares y modificadas en roche moutonnées , que se caracterizan por tener un lado liso y redondeado y una cara empinada. El lado redondeado era donde el glaciar fluía sobre la cúpula y el lado empinado es donde el glaciar se alejaba de ella. La pendiente es causada por el desprendimiento de roca por parte de los glaciares a lo largo de las juntas de fractura. Buenos ejemplos en el parque son Liberty Cap , Lembert Dome y Mount Broderick . Half Dome se creó mediante un proceso diferente, pero la erosión que actuaba en los planos de unión seguía siendo el factor principal.
El origen de los paisajes geológicos del parque ha sido objeto de debate desde 1865. En aquella época, Josiah Whitney , entonces geólogo jefe de California , propuso que el valle de Yosemite es un graben : un bloque de tierra derribado rodeado de fallas. John Muir propuso que los valles de Yosemite y Hetch Hetchy se formaron puramente por acción glacial. En 1930, François E. Matthes propuso una hipótesis híbrida, según la cual la mayor parte de la profundidad del valle fue excavada por la erosión hídrica y el resto por la acción de los glaciares. La acción glaciar también afirmó haber ensanchado el valle.
Más recientemente, el debate ha sido reabierto por Jeffrey Schaffer, quien sugiere que se ha exagerado dramáticamente el papel de los glaciares y otros procesos de erosión. [4] Schaffer afirma que el valle de Yosemite por encima de los 5600 pies (1700 m), por ejemplo, ha cambiado relativamente poco en los últimos 30 millones de años. Además de ser un poco más grandes, si uno pudiera mirar hacia atrás en el tiempo y verlos, las características principales serían reconocibles para el ojo moderno. Schaffer cree que los numerosos planos de unión han tenido el mayor impacto en la geomorfología de las principales características del parque. Esto contradice la opinión consensuada de que los enormes glaciares altamente abrasivos que actúan en planos conjuntos combinados con una gran elevación durante los últimos dos millones de años fueron la fuerza principal que dio forma a las características (una elevación tan rápida habría acelerado enormemente todos los tipos de erosión).