No entanto, este registo geológico é perturbado por vários intervalos de tempo prolongados, chamados inconformidades, quando não se formaram rochas ou quando as rochas que se formaram durante um tempo anterior foram mais tarde erodidas. A figura 1 abaixo mostra uma representação dos intervalos de tempo geológico, desde o início da Terra, há cerca de 4,6 mil milhões de anos, até aos dias de hoje. As áreas sombreadas em cinza retratam a idade das principais unidades rochosas encontradas no Minnesota, enquanto as áreas brancas representam inconformidades, os intervalos de tempo em falta no registo geológico do Minnesota. Apenas uma pequena percentagem de tempo geológico é preservada na geologia do leito rochoso de Minnesota.

Escala de tempo geológico. As áreas cinzentas representam a idade das rochas presentes em Minnesota.
Figure 1. Escala de tempo geológico. As áreas sombreadas em cinza representam a idade das principais unidades rochosas encontradas em Minnesota. As áreas brancas representam inconformidades, os intervalos de tempo que faltam no registo geológico de Minnesota. As três porções principais de tempo geológico de rocha rochosa no Minnesota estão destacadas a vermelho: Precambriano, Paleozóico, e Mesozóico (modificado de Southwick e Lusardi, 1997, fig. 5).

Overall, a geologia das rochas rochosas do Minnesota pode ser subdividida em três categorias gerais baseadas no tempo geológico. Do mais velho ao mais novo, estas categorias são o Pré-Cambriano, Paleozóico e Mesozóico (destacado a vermelho na escala de tempo geológico na Figura 1).

Geologia Pré-Cambriana

O que fazem as falésias ao longo da margem norte do Lago Superior (Fig. 2), os afloramentos lisos na zona de canoagem da Barragem das Águas Limítrofes (Fig. 3), as imensas minas de ferro na Serra do Ferro Mesabi (Fig. 4), e os afloramentos de botão dentro do vale do rio Minnesota têm em comum (Fig. 5)? Fazem parte do muito antigo leito rochoso que está por baixo de todo o Minnesota. Minnesota está situada na margem sul do Escudo Canadiano – o núcleo do continente da América do Norte que se formou durante o tempo Pré-Cambriano. Este período de tempo engloba cerca de 85% da história da Terra. Os geólogos consideram que o tempo Pré-Cambriano começou com a formação do planeta Terra há cerca de 4,550 milhões de anos (Ma) e terminou há cerca de 541 Ma, quando organismos com partes duras, como as conchas, rapidamente se diversificaram. As rochas formadas no Minnesota durante este enorme período de tempo registam uma história geológica complicada que envolveu vulcões, ilhas oceânicas, cadeias montanhosas, terramotos, e condições geológicas instáveis que eram muito diferentes das do Minnesota de hoje. O Precambrian Minnesota assemelhou-se à Indonésia moderna durante algum tempo; mais tarde, assemelhou-se à Califórnia moderna; e ainda mais tarde, assemelhou-se a partes do Médio Oriente e da África Oriental.

Vista ao longo da costa norte do farol de Split Rock Lighthouse construído no topo de um penhasco de rochas vulcânicas pré-cambrianas.
Figure 2. Vista ao longo da Costa Norte do Farol de Split Rock Lighthouse construído no topo de uma intrusão de anortoscóticos pré-cambrianos.

Foto cortesia de Andrew J. Retzler

Precambriano afloramento de rocha ao longo do Lago Snowbank, na zona de canoas da Barragem das Águas Limítrofes.
Figure 3. Afloramento rochoso pré-câmbrico ao longo do Lago Snowbank na Zona de Canoagem das Águas Limítrofes.

Foto cortesia de Mark A. Jirsa

Uma mina de ferro ao longo da Gama de Ferro Mesabi.
Figure 4. Uma mina de ferro ao longo da Gama de Ferro Mesabi.

Foto cortesia de Mark A. Jirsa

Knobby Sioux Quartzite outcrop perto da região do Vale do Rio Minnesota.
Figure 5. Cultivo de Quartzito Sioux Knobby perto da região do Vale do Rio Minnesota.

Foto cortesia de Mark A. Jirsa

As montanhas e outras características das várias paisagens pré-cambrianas foram lentamente erodidas até ao baixo relevo ao longo de muitos milhões de anos. A maioria das rochas pré-cambrianas agora expostas no terreno plano do Minnesota eram originalmente muito mais profundas na Terra; elas registam processos e condições que existiam sob as paisagens há muito removidas pela erosão. Os geólogos podem reconstruir as condições que existiam dentro da antiga crosta pré-cambriana da Terra através de estudos destas rochas outrora profundas, agora expostas à superfície. Actualmente, estas rochas profundamente erodidas do Pré-Cambriano estão na sua maioria cobertas por rochas sedimentares mais jovens, ou por uma espessa manta de argila glacialmente depositada, lodo, areia e cascalho. No entanto, aparecem à superfície em locais no nordeste, centro-este e sudoeste do Minnesota.

Collectivamente, as rochas pré-cambrianas do Minnesota abrangem rochas metamórficas, ígneas e sedimentares. Exemplos incluem gneiss, greenstone, granito, graywacke, formação de ferro, xisto, basalto, gabbro, e anorthosite. Mesmo algumas das rochas mais antigas do mundo podem ser encontradas nas rochas pré-cambrianas do vale do rio Minnesota – até 3,5 mil milhões de anos de idade!

Geologia Paleozóica

Imagine uma costa marítima arenosa e tropical que se estende através do sul do Minnesota – parte de um vasto e raso mar que cobre grande parte da América do Norte. As camadas de arenito, xisto e rochas calcárias expostas em grande parte do sudeste do Minnesota (Figs. 6 e 7) são um registo geológico de tais condições que existiram há centenas de milhões de anos, durante o início da Era Paleozóica.

Distribuição de rochas paleozóicas no sudeste do Minnesota. Os períodos de tempo mostrados em itálico não são representados por rochas em Minnesota.
Figure 6. Distribuição de rochas paleozóicas no sudeste do Minnesota. A linha da secção transversal A-A’ corresponde à figura 2. Os períodos de tempo mostrados em itálico não são representados por rochas no Minnesota (modificado de Runkel, 2000, fig. 1).
Secção transversal esquemática de rochas do oeste para o leste através do sudeste do Minnesota. O leito rochoso consiste em camadas de rochas sedimentares compostas de arenito, xisto e rochas carbonatadas, tais como calcário. A localização da secção transversal é mostrada na Figura 1.
Figure 7. Secção transversal esquemática do leito rochoso de oeste para leste através do sudeste do Minnesota. O leito rochoso é constituído por camadas de rochas sedimentares compostas por arenito, xisto e rochas carbonatadas, tais como calcário. A localização da secção transversal é mostrada na figura 1 (modificada de Runkel, 2000, fig. 2).

P>Embora muitas pessoas não tenham conhecimento da história geológica do leito rochoso paleozóico no Minnesota, as rochas são familiares a qualquer pessoa que tenha visitado o sudeste do Minnesota. Os bluffs ao longo dos rios St. Croix, Minnesota e Mississippi, e os seus afluentes, são compostos por camadas de rochas de idade paleozóica, tais como o arenito de São Pedro (Fig. 8) e o Grupo Prairie du Chien (Fig. 9). As rochas paleozóicas encontram-se por baixo de depósitos glaciares em grande parte do sudeste do Minnesota, desde o extremo norte até Taylors Falls, a sudoeste até Mankato. Elas estendem-se para sul até Iowa e para leste até Wisconsin.

Cultivo de St. Peter Sandstone (na base), Glenwood Shale (próxima unidade acima em secção), e Platteville Limestone (unidade superior em secção) ao longo do rio Mississippi bluff.
Figure 8. Outcrop of the St. Peter Sandstone (at base), Glenwood Shale (next unit above in section), and Platteville Calestone (top unit in section) along the Mississippi River bluff.

Foto cortesia de Andrew J. Retzler

Roadcut of Prairie du Chien Group dolostone east of the City of Oronoco in Olmsted County.
Figure 9. Roadcut of Prairie du Chien Group dolostone east of the City of Oronoco in Olmsted County.

Foto cortesia de Andrew J. Retzler

Camadas de rochas paleozoicas são de origem sedimentar. São compostas de partículas de rochas ou minerais pré-existentes, ou são precipitadas por processos biológicos ou químicos. As rochas sedimentares são depositadas através da acumulação destas partículas em camadas, ou camas. Pequenos grãos são largados pelo vento ou depositados na água para formar arenito e xisto. Elementos, tais como cálcio, magnésio, carbono e oxigénio precipitam da água do mar ou são deixados como restos biológicos, tais como conchas, para formar o que chamamos calcário, ou sedimentos carbonatados e rochas posteriores – calcário rico em cálcio em grande parte constituído pela calcite mineral, ou dolostone rico em magnésio em grande parte constituído pela dolomite mineral – com grande parte do magnésio normalmente adicionado mais tarde pela percolação da água.

Rochas diferentes reflectem as condições ambientais presentes no momento em que os sedimentos originais foram depositados. Por exemplo, onde a areia era escassa, minerais carbonatados, precipitados quimicamente da água do mar, e conchas carbonatadas de organismos marinhos, acumuladas para formar calcário.

Se visitar as rochas do rio no sudeste do Minnesota, tome nota das variadas formações rochosas. Lembre-se que estas rochas registam como era o mundo há centenas de milhões de anos quando existia um mar tropical pouco profundo aqui mesmo no Minnesota e em grande parte do centro da América do Norte.

Geologia Mesozoica

Rocks of Mesozoic age in Minnesota tell the story of two major marine trangressions (or sea level upes): one during the Jurassic Period (roughly 200 million years ago) and one during the Cretaceous Period (roughly 100 million years ago).

As rochas Jurássicas mal compreendidas só são conhecidas a partir de amostras de núcleo de perfuração no extremo noroeste do estado (Fig. 10). Incluem xisto, calcário, dolostone, arenito e sedimentos possivelmente depositados dentro de riachos, lagos, e outros ambientes marinhos marginais como um mar sobre grande parte do Dakota do Norte e outros estados ocidentais avançaram lentamente para leste.

Distribuição a nível estadual de rochas mesozóicas em Minnesota.
Figure 10. Distribuição de rochas mesozóicas em Minnesota.

As rochas cretáceas formam um manto quase contínuo que cobre as rochas paleozóicas e pré-cambrianas em toda a metade ocidental do Minnesota e numerosas, pequenas aberturas na metade oriental do estado (Fig. 10). Estas rochas consistem principalmente em residuos meteorológicos e rochas sedimentares sobrejacentes de conglomerado, arenito, lodo, xisto, marga, e calcário menor. O resíduo, que abrange tanto a metade ocidental como oriental do estado, desenvolveu-se durante um longo período de intempérie e erosão, desde algum tempo depois do Devoniano Médio (há cerca de 370 milhões de anos) até ao Cretáceo Final (há cerca de 100 milhões de anos), após o qual as rochas sedimentares sobrejacentes foram depositadas.

As rochas sedimentares do Cretáceo formadas num ambiente marinho e não marinho de transição ao longo da costa oriental de um grande mar interior, conhecido como o Mar Interior Ocidental, que uma vez dividiu a América do Norte em duas massas de terra. Dentes de tubarão fossilizados, caracóis, amêijoas, amonites, ossos de peixe e até partes de crocodilo são conhecidos dos depósitos marinhos e marginais-marinhos no sudoeste e nordeste do Minnesota, enquanto as impressões foliares fossilizadas e o pólen foram identificados em alguns dos depósitos não marinhos do sudeste (Fig. 11).

Criação de amonite fóssil fóssil a partir de uma amostra do núcleo perfurado no Condado de Rock, Minnesota.
Figure 11. Amonite fóssil cretácea de uma amostra de núcleo perfurado no Condado de Rock, Minnesota.

p>Foto cortesia de Andrew J. Retzler

Mapa em destaque

S-21 Mapa Geológico de Minnesota: Geologia de Bedrock

br>Clique aqui para abrir o mapa web numa nova janela.

Acima está a versão do mapa web de S-21 Geologic Map of Minnesota: Geologia de Bedrock publicada em 2011. Retrata a nossa actual compreensão geológica da distribuição temporal e geográfica das unidades nos principais terrenos pré-cambrianos e dos estratos fanerozóicos (Paleozóico e Mesozóico). A parte ocidental do terrano pré-cambriano cartografado é inferida em grande parte a partir de mapas geofísicos, ancorados localmente por perfuração. Em muitos locais, são desenhados contactos entre unidades do mesmo tipo de rocha aparente ou similar (e a mesma etiqueta de unidade); estas são reconhecidas como geometricamente distintas, embora geofísicas ou litologicamente semelhantes. Clique aqui para descarregar a versão da publicação.

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