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Entre los periodos Cámbrico y Devónico (500-400 millones de años), se fueron depositando sedimentos, materiales provenientes de montañas, ríos y mares que iban sumando capas sobre lo que algún día sería el Pirineo. Más adelante, bajo la superficie terrestre iba a ocurrir algo que tendrá gran importancia: el magma se situó bajo todos aquellos sedimentos y se fue enfriando dando lugar a una roca intrusiva, el granito.

Mientras, en el exterior, seguían añadiéndose sedimentos, en este caso marinos, pues lo que hoy es Pirineo entonces era un mar. Durante el Pérmico, hace 350-250 millones de años, se elevó la cordillera por primera vez, e inmediatamente comenzó a deshacerse por la acción de los agentes atmosféricos. Esto supuso el transporte de los materiales desde las altas cumbres hasta los valles, iniciándose una nueva etapa de creación de materiales. 

En la Era Secundaria con el periodo Triásico, hace 215 millones de años, con la acumulación de materiales de color rojizo. Durante el Cretácico (hace 100 millones de años) la zona fue cubriéndose de agua al instalarse una dorsal del Atlántico (gran elevación submarina situada en la parte central del océano). Esto supuso una sedimentación marina por acumulación en el fondo de aquel mar, que alternó con materiales calizos caídos desde los bordes terrestres al agua. Aquel surco marino fue cicatrizando, cerrándose a finales del Cretácico y en el comienzo de la era Terciaria (25 millones de años) con una inversión de los terrenos: el Macizo del Ebro se hundía hasta convertirse en mar, y el mar pirenaico se levantaba. 

Todo ello en numerosas y complejas fases que duraron todo el Terciario, al final del cual la Orogenia Alpina acabó de levantar los Pirineos. Lo más importante de este nuevo plegamiento fue el comportamiento de los distintos materiales al ser comprimidos y elevados. Básicamente había dos tipos de materiales: una base dura formada por los granitos, las rocas metamórficas y los viejos sedimentos de la era Primaria, que reciben el nombre de Zócalo Paleozoico; y sobre éste, una cobertura de sedimentos de varias clases acumulados durante toda la era Secundaria.

El material de la base, rígido, al ser comprimido se fractura y eleva sin moverse del sitio. Al elevarse levantará el material secundario, blando, que se plegará y se desplazará al Norte y al Sur empujado por el zócalo paleozoico. Esto provocará la existencia en el alto Pirineo de dos tipos de montañas, las que forman el eje, constituidas por materiales más antiguos y duros, más resistentes a la erosión, y las que rodean este eje, de materiales sedimentarios más blandos. Los principales materiales que afloran en el Valle son calizos, margas, formaciones de tipo flysch y depósitos fluviales que en la era actual rellenan el fondo del valle.

En el periodo comprendido entre el levantamiento pirenaico y nuestros días (unos 30 millones de años) el agua y el hielo de los glaciares han ido erosionando los terrenos y modelando el Valle hasta formar el relieve actual con accidentes tan importantes como la Foz de Arbaiun, Lumbier y Aspurz, y la cima del pico de Ori. Hablando de eras geológicas se puede establecer una relación entre la edad de la Tierra y del ser humano: No hay más que pensar que la vida de una persona supone tan sólo unos 0,31 segundos de la vida de la Tierra, o sea, un instante. Los Pirineos son unos jóvenes comparados con los 4.600 millones de años de la Tierra: todavía siguen moviéndose y estabilizándose