La geología expuesta del área de Yosemite incluye principalmente rocas graníticas con algunas rocas metamórficas más antiguas . Las primeras rocas se depositaron en tiempos precámbricos , cuando el área alrededor del Parque Nacional de Yosemite estaba al 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 sedimentos del lecho marino, anexándolos al continente. El calor generado por la subducción creó arcos insulares de volcanes que también fueron empujados hacia el área del parque. Con el tiempo, las rocas ígneas y sedimentarias del área sufrieron posteriormente una importante metamorfosis .
La mayor parte de la roca que ahora se encuentra expuesta en el parque es granítica, y se formó hace entre 210 y 80 millones de años como diapiros ígneos a 6 millas (10 km) por debajo de la superficie. Con el tiempo, la mayor parte de la roca suprayacente se elevó junto con el resto de Sierra Nevada y fue eliminada del área por la erosión . Esto expuso la roca granítica a una presión mucho menor y también estuvo sujeta a erosión en forma de exfoliación y desgaste en masa .
Hace unos 3 millones de años, una serie de glaciaciones modificaron aún más la zona acelerando 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 del presente.
El área del parque se encontraba a horcajadas sobre un margen continental pasivo (similar a la costa este de los Estados Unidos actuales) durante el Precámbrico y principios del Paleozoico. Los sedimentos derivados de fuentes continentales se depositaron en aguas poco profundas. Las calizas , areniscas y pizarras así creadas se han metamorfoseado desde entonces en mármol , cuarcita y pizarra . Estas rocas están ahora expuestas en pendientes aisladas en las partes norte y central del parque (Snow Lake Pendant en Emigrant Wilderness es un buen ejemplo).
A partir de mediados del Paleozoico y hasta principios del Mesozoico , un límite de placa convergente transportó muchos de esos sedimentos del lecho marino al área del parque (posiblemente durante la orogenia Antler ). El calor generado por la subducción condujo a la creación de un arco insular de volcanes en la costa oeste de Laurentia (proto-América del Norte) entre los períodos Devónico tardío y Pérmico . Estas rocas se incorporaron a la proto-América del Norte a mediados del Triásico , y algunas de ellas encontraron su camino hacia el área del parque. Desde entonces, la mayoría de estas rocas ígneas y sedimentarias han sufrido una gran metamorfosis, se han elevado y se han erosionado. En la actualidad, en el lado occidental del parque se encuentran afloramientos del complejo Shoo Fly resultante (formado por esquistos y gneises ) y del complejo Calaveras más joven (una mezcla de esquisto, limolita y sílex con inclusiones máficas ).
El vulcanismo posterior del 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 fueron finalmente eliminadas por erosión acelerada por elevación. 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 hechos de estas rocas metavolcánicas. Solo el 5% de las rocas expuestas en el Parque Nacional de 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 hace unos 150 millones de años. También hace 150 millones de años comenzó un aumento en la tasa de deriva hacia el oeste de la placa norteamericana . La orogenia resultante ( evento de formación de montañas ) es llamada orogenia nevadense por los geólogos. La cordillera nevadense resultante (también llamada Sierra Nevada ancestral) tenía 15.000 pies (4500 m) de altura y estaba formada por secciones de fondo marino y mezcla .
Estas rocas sufrieron posteriormente una metamorfosis y hoy pueden verse en el cinturón metamórfico aurífero de la zona de la veta madre de California . En la zona del parque, estas rocas están expuestas a lo largo del río Merced y la ruta estatal 140. Esto fue parte directa de la creación del batolito de Sierra Nevada, y las rocas resultantes eran en su mayoría de composición granítica y estaban ubicadas a unos 10 km (6 millas) por debajo de la superficie.
La segunda fase, la más importante, de emplazamiento de plutones duró desde hace unos 120 millones hasta hace 80 millones de años, durante el Cretácico . Fue parte de la orogenia Sevier . En total, se han encontrado más de 50 plutones en el parque. Se erosionaron varios kilómetros de material, lo que dejó las montañas Nevadan como una larga serie de colinas de unos cientos de pies (decenas de metros) de altura hace 25 millones de años.
Hace 20 millones de años y hasta hace 5 millones de años, una extensión ahora extinta de volcanes de la cordillera de las Cascadas entró en erupción, lo que trajo 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 de basalto columnar en el cercano Monumento Nacional Devils Postpile ).
A finales del Cenozoico , se produjo un gran vulcanismo al este del área del parque. Dentro de la región de Yosemite, los flujos de lava andesítica y los 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 una gran cantidad de ceniza riolítica que cubría la parte norte de la región de Yosemite hace 30 millones de años. Estos depósitos de ceniza y otros posteriores han sido erosionados casi por completo (especialmente durante las eras glaciales).
La actividad volcánica persistió más allá de los 5 millones de años anteriores al este de los límites actuales del parque en las áreas del lago Mono y Long Valley . La actividad más significativa fue la creación de la caldera de Long Valley hace unos 700.000 años, en la que se expulsó aproximadamente 600 veces más material que en la erupción del monte Saint Helens 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 elevar la Sierra Nevada. [2] La inclinación posterior del bloque de la Sierra y el levantamiento acelerado resultante de la Sierra Nevada aumentaron el gradiente de los arroyos que fluyen hacia el oeste. En consecuencia, los arroyos corrían más rápido y, por lo tanto, cortaban sus valles más rápidamente. Los arroyos tributarios corrían más o menos en línea con las Sierras, por lo que no aumentaron sus gradientes. Por lo tanto, su tasa de corte de valles no se vio afectada significativamente. Los resultados fueron valles colgantes y cascadas donde los afluentes se encontraban con los arroyos 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 extensionales asociadas con la cuenca y la cordillera . 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 de fosas tectónicas ), como lo sugirió el geólogo Josiah Whitney. Los glaciares dieron forma al valle de Yosemite y se puede confundir fácilmente con un valle de fosas tectónicas. (Un ejemplo de un valle con fosas tectónicas 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 a un desgaste de la masa tras la aparición de numerosas juntas de fractura (grietas, especialmente las verticales) en los plutones ahora solidificados. Los glaciares del Pleistoceno aceleraron aún más este proceso y los más grandes transportaron el talud y el till resultantes desde los fondos de los valles.
Numerosos planos de juntas verticales controlaban dónde y con qué velocidad se producía la erosión. La mayoría de estas grietas largas, lineales y muy profundas tienen una tendencia al noreste o noroeste y forman conjuntos paralelos, a menudo espaciados regularmente. Se crearon por la liberación de presión asociada a la elevación y por la descarga de la roca suprayacente a través de la erosión. La gran mayoría del ensanchamiento del valle de Yosemite, por ejemplo, se debió a la caída de rocas controlada por juntas. De hecho, se cree que solo el 10% de su ensanchamiento y el 12% de su excavación son el resultado de la glaciación. [3] Grandes volúmenes de granito relativamente sin juntas forman domos como Half Dome y monolitos como El Capitan de 3604 pies (1098 m) de altura . Las juntas poco espaciadas conducen a la creación de columnas, pilares y pináculos como Washington Column , Cathedral Spires y Split Pinnacle.
Hace entre 2 y 3 millones de años, una serie de glaciaciones modificaron aún más la zona al acelerar la pérdida de masa mediante el acuñamiento del hielo, el desprendimiento de los glaciares , la erosión/abrasión y la liberación de presión después del retroceso de cada glaciación. Las glaciaciones severas formaron glaciares muy grandes que tendieron a arrancar y transportar la capa superficial del suelo y los taludes a lo profundo de los valles glaciares, mientras que las glaciaciones menos severas depositaron una gran cantidad de till glacial más arriba en los valles.
En Sierra Nevada se han producido al menos cuatro grandes glaciaciones: la llamada localmente Sherwin (también llamada pre-Tahoe), la Tahoe, la Tenaya y la Tioga. Los glaciares Sherwin fueron los más grandes y llenaron el valle de Yosemite y otros, mientras que en etapas posteriores se produjeron glaciares mucho más pequeños. El Sherwin puede haber durado casi 300.000 años y haber finalizado hace aproximadamente un millón de años. Es casi seguro que un glaciar de la era Sherwin fue el responsable de la excavación y la conformación importantes del valle de Yosemite y otros cañones de la zona.
Las etapas Tahoe, Tenaya y Tioga fueron parte de la glaciación Wisconsiniana . Se cree que la etapa glacial Tahoe alcanzó su extensión máxima hace unos 70.000 a 130.000 años; se sabe poco sobre la más reciente Tenaya. La evidencia también sugiere que la etapa glacial local más reciente, Tioga, comenzó hace unos 28.000 años cal ( datación por radiocarbono calibrada ), alcanzó su extensión máxima hace 20.000 a 25.000 años cal y terminó hace unos 15.000 años cal. Los glaciares se reformaron en los circos más altos durante un pequeño avance glacial tardío, el evento Recess Peak, entre unos 14.200 y 13.100 años atrás.
Después de eso, los glaciares parecen haber estado ausentes de la cordillera hasta hace unos 3200 años calibrados, cuando reaparecieron pequeños glaciares en los circos más altos. Este readelanto registra el inicio de la Neoglaciación en Sierra Nevada. La Neoglaciación en la cordillera culminó durante la " Pequeña Edad de Hielo ", un término acuñado originalmente por François E. Matthes en Sierra Nevada, pero ahora ampliamente aceptado como una referencia a un período de expansión glacial global entre aproximadamente 1250 y 1900 d. C. Las morrenas en Sierra Nevada relacionadas con el evento de la Pequeña Edad de Hielo se denominan depósitos de Matthes. Son comunes en los circos orientados al norte y debajo de los glaciares modernos en la Alta Sierra y generalmente 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 descendió por el Gran Cañón del río Tuolumne durante 60 millas (95 km), pasando mucho más allá del valle Hetch Hetchy . El glaciar Merced fluyó desde el valle de Yosemite hasta la garganta del río Merced. El glaciar Lee Vining excavó el cañón Lee Vining y desembocó en el lago Russell (la versión de la edad de hielo mucho más grande del lago Mono ). Solo los picos más altos, como el monte Dana y el monte Conness , no estaban cubiertos por glaciares. Los glaciares en retirada a menudo dejaban morrenas en recesión que embalsaban 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 para convertirse en rocas moutonnées , que se caracterizan por tener un lado liso y redondeado y una cara empinada. El lado redondeado era por donde el glaciar fluía sobre la cúpula y el lado empinado era por donde el glaciar se alejaba de ella. La pendiente se debe al arranque glacial de la roca 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 actúa sobre los planos de unión sigue siendo el factor principal.
El origen de los paisajes geológicos del parque ha sido objeto de debate desde 1865. En ese momento, Josiah Whitney , entonces geólogo jefe de California , propuso que el valle de Yosemite era un graben : un bloque de tierra hundido rodeado de fallas. John Muir propuso que el valle de Yosemite y el valle de Hetch Hetchy se formaron puramente por la acción glacial. En 1930, François E. Matthes propuso una hipótesis híbrida, donde la mayor parte de la profundidad del valle fue excavada por la erosión hídrica, el resto por la acción glacial. La acción glacial también afirmó haber ensanchado el valle.
Más recientemente, el debate ha sido reabierto por Jeffrey Schaffer, quien sugiere que el papel de los glaciares y otros procesos de erosión ha sido exagerado dramáticamente. [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. Aparte de ser ligeramente más grande, si uno pudiera mirar 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 características principales del Parque. Esto está en contradicción con la opinión de consenso de que los enormes glaciares altamente abrasivos que actúan sobre los planos de unión combinados con una gran elevación durante solo los últimos dos millones de años fueron la principal fuerza moldeadora de las características (una elevación tan rápida habría acelerado enormemente todos los tipos de erosión).