Sin embargo, este registro geológico está interrumpido por varias brechas prolongadas de tiempo, llamadas inconformidades, cuando no se formaron rocas o cuando las rocas que se formaron durante un tiempo anterior fueron posteriormente erosionadas. La figura 1 muestra una representación de los intervalos de tiempo geológico, desde el comienzo de la Tierra, hace unos 4.600 millones de años, hasta la actualidad. Las áreas sombreadas en gris representan la edad de las principales unidades del lecho rocoso que se encuentran en Minnesota, mientras que las áreas blancas representan inconformidades, los intervalos de tiempo que faltan en el registro geológico de Minnesota. Sólo un pequeño porcentaje del tiempo geológico se conserva en la geología del lecho rocoso de Minnesota.
En general, la geología del lecho rocoso de Minnesota puede subdividirse en tres categorías generales basadas en el tiempo geológico. Desde la más antigua a la más joven, estas categorías son el Precámbrico, el Paleozoico y el Mesozoico (resaltadas en rojo en la escala de tiempo geológico de la Figura 1).
Geología del Precámbrico
¿Qué hacen los acantilados a lo largo de la costa norte del Lago Superior (Fig. 2), los suaves afloramientos del Boundary Waters Canoe Area Wilderness (Fig. 3), las inmensas minas de hierro de la Mesabi Iron Range (Fig. 4) y los nudosos afloramientos del valle del río Minnesota (Fig. 5)? Forman parte del antiquísimo lecho rocoso que subyace en toda Minnesota. Minnesota está situada en el extremo sur del Escudo Canadiense, el núcleo del continente de América del Norte que se formó durante el Precámbrico. Este periodo de tiempo abarca aproximadamente el 85% de la historia de la Tierra. Los geólogos consideran que el Precámbrico comenzó con la formación del planeta Tierra hace unos 4.550 millones de años (Ma) y terminó hace unos 541 Ma, cuando los organismos con partes duras, como las conchas, se diversificaron rápidamente. Las rocas formadas en Minnesota durante este enorme lapso de tiempo registran una complicada historia geológica en la que intervinieron volcanes, islas oceánicas, cadenas montañosas, terremotos y condiciones geológicas inestables muy diferentes a la Minnesota de hoy. La Minnesota del Precámbrico se asemejó a la actual Indonesia durante un tiempo; más tarde, se asemejó a la actual California; y aún más tarde se asemejó a partes de Oriente Medio y África oriental.
Foto cortesía de Andrew J. Retzler
Foto cortesía de Mark A. Jirsa
Foto cortesía de Mark A. Jirsa
Foto por cortesía de Mark A. Jirsa
Las montañas y otros rasgos de los diversos paisajes precámbricos fueron erosionados lentamente hasta alcanzar un bajo relieve durante muchos millones de años. La mayoría de las rocas del Precámbrico que ahora están expuestas en el terreno llano de Minnesota se encontraban originalmente a mucha más profundidad en la Tierra; registran procesos y condiciones que existieron bajo los paisajes que hace tiempo fueron eliminados por la erosión. Los geólogos pueden reconstruir las condiciones que existían dentro de la antigua corteza del Precámbrico de la Tierra a través de los estudios de estas rocas anteriormente profundas ahora expuestas en la superficie. En la actualidad, estas rocas precámbricas profundamente erosionadas están cubiertas en su mayor parte por rocas sedimentarias más jóvenes, o por un grueso manto de arcilla, limo, arena y grava depositados por los glaciares. Sin embargo, aparecen en la superficie en lugares del noreste, centro-este y suroeste de Minnesota.
En conjunto, las rocas precámbricas de Minnesota abarcan rocas metamórficas, ígneas y sedimentarias. Algunos ejemplos son el gneis, la piedra verde, el granito, la grava, la formación de hierro, el esquisto, el basalto, el gabro y la anortosita. Incluso algunas de las rocas más antiguas del mundo pueden encontrarse en las rocas precámbricas del valle del río Minnesota, con una antigüedad de hasta 3.500 millones de años.
Geología paleozoica
Imagine una costa arenosa y tropical que se extiende por el sur de Minnesota, parte de un vasto mar poco profundo que cubre gran parte de Norteamérica. Las capas de roca arenisca, pizarra y caliza expuestas a lo largo de gran parte del sureste de Minnesota (Figs. 6 y 7) son un registro geológico de tales condiciones que existieron hace cientos de millones de años, durante el inicio de la Era Paleozoica.
Aunque mucha gente no conoce la historia geológica del lecho rocoso del Paleozoico en Minnesota, las rocas son familiares para cualquiera que haya visitado el sureste de Minnesota. Los acantilados a lo largo de los ríos St. Croix, Minnesota y Mississippi, y sus afluentes, están compuestos por capas de roca de edad paleozoica como la arenisca de St. Peter (Fig. 8) y el grupo Prairie du Chien (Fig. 9). Las rocas paleozoicas se encuentran bajo los depósitos glaciares en gran parte del sureste de Minnesota, desde el norte de Taylors Falls hasta el suroeste de Mankato. Se extienden hacia el sur hasta Iowa y hacia el este hasta Wisconsin.
Foto cortesía de Andrew J. Retzler
Foto cortesía de Andrew J. Retzler
Las capas de roca paleozoica son de origen sedimentario. Están compuestas por partículas de rocas o minerales preexistentes, o son precipitadas por procesos biológicos o químicos. Las rocas sedimentarias se depositan por la acumulación de estas partículas en capas, o lechos. Los granos pequeños son arrojados por el viento o se depositan en el agua para formar areniscas y pizarras. Elementos como el calcio, el magnesio, el carbono y el oxígeno se precipitan desde el agua de mar o quedan como restos biológicos, como conchas, para formar lo que llamamos sedimentos calcáreos o carbonatados y rocas posteriores, ya sea piedra caliza rica en calcio, compuesta en su mayor parte por el mineral calcita, o dolomita, más rica en magnesio, compuesta en su mayor parte por el mineral dolomita, con gran parte del magnesio comúnmente añadido más tarde por el agua de percolación.
Las diferentes rocas reflejan las condiciones ambientales presentes en el momento en que se depositaron los sedimentos originales. Por ejemplo, donde la arena era escasa, los minerales de carbonato, precipitados químicamente a partir del agua de mar, y las conchas de carbonato de los organismos marinos, se acumularon para formar la caliza.
Si visita los acantilados del río en el sureste de Minnesota, tome nota de las variadas formaciones rocosas. Recuerde que estas rocas registran cómo era el mundo hace cientos de millones de años, cuando existía un mar tropical poco profundo justo aquí en Minnesota y en gran parte del centro de Norteamérica.
Geología del Mesozoico
Las rocas de edad mesozoica de Minnesota cuentan la historia de dos grandes transgresiones marinas (o subidas del nivel del mar): una durante el Período Jurásico (hace aproximadamente 200 millones de años) y otra durante el Período Cretácico (hace aproximadamente 100 millones de años).
Las rocas del Jurásico, poco conocidas, sólo se conocen a partir de muestras de núcleos de perforación en el extremo noroeste del estado (Fig. 10). Incluyen pizarra, caliza, dolomía, arenisca y limolita que posiblemente se depositaron dentro de arroyos, lagos y otros entornos marinos marginales a medida que un mar sobre gran parte de Dakota del Norte y otros estados occidentales avanzaba lentamente hacia el este.
Las rocas cretácicas forman un manto casi continuo que cubre las rocas paleozoicas y precámbricas a lo largo de la mitad occidental de Minnesota y numerosos y pequeños valores atípicos en la mitad oriental del estado (Fig. 10). Estas rocas consisten principalmente en residuos erosionados y rocas sedimentarias suprayacentes de conglomerado, arenisca, lodolita, pizarra, marga y caliza menor. El residuo, que abarca tanto la mitad occidental como la oriental del estado, se desarrolló durante un largo período de meteorización y erosión desde algún momento después del Devónico Medio (hace aproximadamente 370 millones de años) hasta el Cretácico Superior (hace aproximadamente 100 millones de años), después del cual se depositaron las rocas sedimentarias suprayacentes.
Las rocas sedimentarias del Cretácico se formaron en un entorno marino y no marino de transición a lo largo de la costa oriental de un gran mar interior, conocido como el Canal Interior Occidental, que en su día dividió América del Norte en dos masas terrestres. Se conocen dientes de tiburón fosilizados, caracoles, almejas, ammonites, huesos de pescado e incluso partes de cocodrilos en los depósitos marinos y marino-marginales del suroeste y noreste de Minnesota, mientras que se han identificado impresiones de hojas fosilizadas y polen en algunos de los depósitos no marinos del sureste (Fig. 11).
Foto cortesía de Andrew J. Retzler
Mapa destacado
Mapa geológico S-21 de Minnesota: Geología del Lecho de Roca
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Se trata de la versión del mapa web del S-21 Geologic Map of Minnesota: Geología del Lecho de Roca publicado en 2011. Representa nuestra comprensión geológica actual de la distribución temporal y geográfica de las unidades dentro de los principales terranos del Precámbrico y de los estratos del Fanerozoico (lecho rocoso del Paleozoico y del Mesozoico). La parte occidental de la terrana precámbrica cartografiada se infiere en gran medida a partir de mapas geofísicos, anclados localmente por perforaciones. En muchos lugares, se dibujan contactos entre unidades del mismo o similar tipo de roca aparente (y la misma etiqueta de unidad); éstas se reconocen como geométricamente distintas, aunque geofísicamente o litológicamente similares. Haga clic aquí para descargar la versión de la publicación.