جيولوجيا ولاية بنسلفانيا

تتميز هذه المنطقة بالصخور المتحولة التي تُشكل جزءًا كبيرًا من الصخور الأساسية. وتوجد هنا أقدم الصخور المكشوفة في ولاية بنسلفانيا، وهي صخور نايس بالتيمور . ^{[ 8 ]} تتميز هذه الصخور بتاريخ معقد ومجموعة واسعة من المعادن المختلفة. وهي تُشبه في كثير من النواحي نظيراتها في شمال ووسط ولاية ماريلاند ، الواقعة جنوبها مباشرةً. وقد تعرضت معظم هذه الصخور للتغير أثناء تكوين رودينيا خلال حقبة غرينفيل الجبلية. ووفرت هذه الصخور في نهاية المطاف المنصة لترسب الرواسب التي ستُصبح لاحقًا تكوين ويساهيكون خلال عملية تصدع رودينيا. واستمر اتساع قاع البحر حتى تشكل هامش سلبي على طول محيط إيابيتوس الجديد ، وتشكل خط ساحلي. وأصبحت هذه الرواسب في نهاية المطاف تكوين تشيكيز . ^{[ 8 ]}

استمر ترسب السيليكات والكربونات خلال العصر الكامبري وحتى العصر الأوردوفيسي. وخلال حقبة تكوين جبال تاكونيك، حدثت المزيد من التداخلات النارية والتحول الصخري مع ارتفاع جبال تاكونيك القديمة. تعرضت الرواسب التي ترسبت في بحر بين قوس جزري وجبال إيابيتوس للضغط والتشوه على طول منطقة اندساس . وتقع هذه الرواسب الآن في منطقة الوادي الكبير (انظر أدناه). أصبحت الرواسب الناتجة عن تصدع رودينيا جذور جبال تاكونيك القديمة، وخضعت لأول موجة من التحول الصخري خلال حقبة تكوين جبال تاكونيك. واستمرت موجات إضافية من التحول الصخري حتى حقبة تكوين جبال أليغاني. ^{[ 8 ]}

تتكون الأراضي المنخفضة بشكل أساسي من صخور سهلة التعرية مثل الحجر الجيري والدولوميت والفيليت . هذه الصخور أحدث عمراً نسبياً من المرتفعات المحيطة بها، ويُرجح أنها ناتجة عن ترسبات بحرية ضحلة في فترة هادئة. بعض الصخور التي ترسبت خلال هذه الفترة موجودة أيضاً في منطقة الوادي الكبير ، ولكنها مفصولة بمنطقة جيتيسبيرغ-نيوارك المنخفضة. التضاريس منخفضة، ولا تتجاوز عادةً 210 أمتار (700 قدم) . تُشكل التضاريس الكارستية تحدياً في هذه المنطقة. ^{[ 2 ]} 

قد يكون هذا الجزء مُضللاً بعض الشيء لوجود تلال يصل ارتفاعها إلى 366 مترًا (1200 قدم) . وهو منفصل عن باقي أجزاء بيدمونت نظرًا لأنواع الصخور المميزة الموجودة فيه. يُعرف أيضًا باسم حوض الترياسي ، وتتكون معظم صخوره الأساسية من الحجر الرملي الأحمر ، والحجر الطيني ، والطفل . وتوجد بعض التكوينات ذات اللون البني والأسود. تراكمت الرواسب خلال تصدع بانجيا في العصر الترياسي . كما شكّل صخر ناري بازلتي يُسمى الديابيز سدودًا وطبقات صخرية لاحقًا في العصر الجوراسي مع بدء تشكل المحيط الأطلسي. ^{[ 9 ]} تآكلت معظم صخور هذه المنطقة، لكن الديابيز الأكثر مقاومة للتآكل ترك تلالًا ومناطق مرتفعة صغيرة في جميع أنحاء هذا الجزء. لعبت أنماط تآكل هذه الصخور دورًا محوريًا في معركة جيتيسبيرغ . ^{[ 10 ]} 

جبل ساوث هو الطرف الشمالي لجبال بلو ريدج . تتميز هذه المنطقة بتلال مسطحة عريضة تتخللها وديان عميقة ضيقة. تتكون الصخور هنا من صخور نارية ورسوبية متحولة للغاية مع وجود بعض الدولوميت بشكل متفرق . تعود هذه الصخور إلى ما قبل العصر الكمبري. ^{[ 2 ]}

وادي الأبلاش العظيم وادٍ طويل وواسع يمتد من كندا إلى ألاباما . في ولاية بنسلفانيا، يُعرف الوادي بثلاثة أسماء: (من الشمال إلى الجنوب) وادي ليهاي ، ووادي لبنان ، ووادي كمبرلاند . تشمل الصخور التي تميز هذه المنطقة: الحجر الجيري، والدولوميت، والأردواز ، والطفل الصفحي، والحجر الرملي، والحجر الطيني، وبعض البازلت المتناثر. تعود معظم صخور وادي الأبلاش العظيم في بنسلفانيا إلى العصر الأوردوفيسي ، وقد ترسبت خلال فترة هادئة سبقت التكوين الجبلي التاكوني . يُستخرج الحجر الجيري والدولوميت من هذه المنطقة على نطاق واسع في بنسلفانيا. تُستخدم هذه الصخور الكربوناتية لأغراض متنوعة، منها: الحجر المكسر، وصناعة الإسمنت ، والأسمدة، وغبار مناجم الفحم (للحد من تصريف المياه الحمضية من المناجم ) ^{[ 12 ].} تُشكل التضاريس الكارستية مشكلة في وادي الأبلاش العظيم.

تُعدّ منطقة الجبل الأزرق، أو بلو ريدج ، كغيرها من السلاسل الجبلية شمالها وغربها، جزءًا من سلسلة من التلال المتوازية تقريبًا تمتد لعشرات الأميال، ويُطلق عليها اسم "التل" أو "الجبل". لذا، لا ينبغي الخلط بين الجبل الأزرق وجبال بلو ريدج، بل يُمثّل الجرف الحاد، وهو فارق في الارتفاع يفصل جبال الأبلاش عن الحوض الرعوي الشهير، المعروف باسم " الوادي العظيم"، والذي ارتبط بالمستوطنين الهولنديين في جنوب بنسلفانيا. وهي منطقة جغرافية طبيعية، كما هو الحال مع مسميات هذه الأقسام. تخترق العديد من الممرات المائية في بنسلفانيا الجبل الأزرق، بما في ذلك ممر ديلاوير المائي ، وممر ليهاي ، وممر شويلكيل ، وممر سسكويهانا ، وممر سواتارا . كما توجد على طول التلال العديد من " الممرات الهوائية ". تتكون صخور منطقة الجبل الأزرق في الغالب من الحجر الرملي، والكونغلوميرات ، والحجر الطيني، والطفل الصفحي، وبعض الحجر الجيري، وهي صخور تعود في معظمها إلى العصر السيلوري . يُعرف الجبل الأزرق أيضاً باسم جبل كيتاتيني (خاصة في نيوجيرسي) وجبل هوك . ومن أبرز أنواع الصخور في هذه المنطقة تكوين شوانغونك ، الذي سُمّي تيمناً بسلسلة جبال شوانغونك في ولاية نيويورك.

ترسبت الرواسب التي تُشكّل جبل بلو نتيجةً لتكوّن المرتفعات بعد حقبة تاكونيك . كانت الموجة الأولى من الرواسب خشنة ورمادية اللون وغير متجانسة (تكوين شونجونك). يشير هذا المزيج من خصائص الترسيب إلى أن منطقة المصدر كانت قريبة نسبيًا، وأن الترسيب حدث في مناخ رطب. تتدرج هذه الرواسب إلى رمال وطمي أكثر نعومة ذات لون أحمر (تكوين بلومسبيرغ) مع ازدياد بُعد منطقة المصدر و/أو انخفاض إنتاجيتها. كان المناخ خلال هذه الفترة أكثر جفافًا. ^{[ 2 ]}

يُعدّ هذا الجزء من ولاية بنسلفانيا، بلا منازع، الأكثر تعقيدًا والأكثر دراسةً . وتضمّ منطقة ريدج آند فالي في الولاية أحد أكثر حقول الفحم ربحيةً في تاريخ بنسلفانيا، إذ تحتوي على فحم أنثراسيت عالي الجودة . وقد ترسبت الرواسب خلال العصر المسيسيبي من المرتفعات الواقعة في الجنوب الشرقي. وجلبت موجات تكوّن الجبال بين الحين والآخر رواسب خشنة الحبيبات إلى السهل. ومع تآكل الجبال، أصبحت الرواسب أدقّ حبيبات. ومع ابتعاد المرتفعات أو تآكلها، تحوّلت الرمال إلى طمي أو طين.

نظرًا لقرب صفيحة أمريكا الشمالية من خط الاستواء، ساد مناخ استوائي سمح بازدهار الغابات الكثيفة. وبدايةً من العصر المسيسيبي المتأخر ، بدأت غابات من نباتات الليكوبوديوفايتا ، والأرثروفيتا ، والبتريدوفايتا ، والبتريدوسبيرماتوفايتا بالنمو في هذه السهول. ^{[ 13 ]} ومع تحسن الظروف الملائمة لبقاء هذه الغابات الكثيفة لمئات آلاف السنين، حُفظت كميات كبيرة من المواد النباتية الميتة في بيئات منخفضة الأكسجين . وتراكمت هذه المواد في رواسب الفحم الهائلة. وحدثت عمليات صعود وهبوط الجبال، إلى جانب تغيرات مستوى سطح البحر، مرات عديدة (غالبًا بشكل متزامن). وتُحفظ هذه التسلسلات الدورية للأحداث الطبقية في السجل الصخري، وتُعرف عادةً باسم الدورات الطبقية . وبحلول العصر البرمي المتأخر ، هدأت معظم اصطدامات الصفائح القارية، إلا أن عملية بناء الجبال استمرت. جميع الرواسب التي ترسبت خلال الثلاثين مليون سنة الماضية أصبحت مطوية ومتصدعة مع تشكل القارة العظمى بانجيا في النهاية.

استغرقت جبال هذه المنطقة 150 مليون سنة لتتخذ أشكالها الحالية. تتميز هذه الجبال بجوانبها شديدة الانحدار، بينما تتخذ الوديان شكل الزوارق، ويعود ذلك في الغالب إلى التركيب الجيولوجي المعقد والمطوي للمنطقة. يُستخرج معظم الفحم من هذا الجزء من تكوينات العصر البنسلفاني. إلى جانب حقل مازون كريك الأحفوري في إلينوي ، دُرست كمية هائلة من الأحافير النباتية في هذه المنطقة. ^{[ 13 ]} تُعد الانهيارات الأرضية وتصريف المياه الحمضية من المناجم من المخاطر الرئيسية التي تواجه المنطقة. في الماضي، شكلت حرائق المناجم تحت الأرض تهديدًا أيضًا. يقع حريق منجم سنتراليا ضمن هذا الجزء من مقاطعة ريدج آند فالي.

يُعرف هذا الوادي، الذي يشبه شكل الزورق، والمنفصل عن بقية حقول الفحم الحجري في ولاية بنسلفانيا، باسم وادي وايومنغ ، ويضم مدينتي سكرانتون وويلكس بار . تُعد سكرانتون أكبر مدن وادي وايومنغ ، ويبلغ عدد سكانها 77,291 نسمة. يتميز الوادي ببنية مطوية مزدوجة الانحدار، تحيط بها سلاسل جبلية حادة من الجانبين، وتلتقي هذه السلاسل شمال كاربونديل مباشرةً . يمر عبر هذا الوادي الفرع الشمالي لنهر سسكويهانا ونهر لاكاوانا . وقد هُجرت مناجم الفحم واسعة النطاق، وما يرتبط بها من صناعات وخطوط سكك حديدية، منذ زمن طويل.

على عكس حقول الأنثراسيت الجنوبية والوسطى، تعرض وادي الأنثراسيت للتجلد المتكرر مؤخراً. وقد خلّف هذا التجلد العديد من المنحدرات الصخرية عند قاعدة جبال موسيك ، وغالباً ما تحتوي التربة على صخور كبيرة تجعل الحفر صعباً.

شهدت هذه المنطقة تغيرات في تضاريسها بفعل التجلد والعمليات النهرية لنهر سسكويهانا. وتوازي معظم التلال في هذه المنطقة مجاري الأنهار التي تصب فيها. كما يشق نهر سسكويهانا طريقه عبر العديد من السلاسل الجبلية، مما يدفع البعض للاعتقاد بأنه نظام نهري قديم وُجد حتى قبل التجلد القاري الحديث (ويُرجّح البعض أنه يعود إلى العصر الجوراسي ) . ^{[ 14 ]} لا يتجاوز ارتفاع أي من الجبال في هذا الجزء 518 مترًا (1700 قدم) ، ويصل منسوب وادي النهر إلى 76 مترًا (250 قدمًا) .  

تُحدد صور الأقمار الصناعية (LANDSAT) ملامح الولاية بسلاسل جبلية طويلة وضيقة ومنحدرة الجوانب، تتخللها وديان ضيقة. وتتميز العديد من هذه الوديان بخصائص كارستية نتيجة وجود صخور كربوناتية فيها. وعادةً ما تتبع طرق البناء مسارات الوديان، ونادرًا ما تقطع السلاسل الجبلية. وقد اعتمد مشروع طريق بنسلفانيا السريع على الأنفاق التي تخترق السلاسل الجبلية بدلًا من تسلق قمم الجبال. وتُعد جبال نيتاني ، وتوسكارورا ، وجاكس ، وويلز ، وسيدلينج هيل، خمسة جبال بارزة في هذه المنطقة. وتحتوي هذه المنطقة على رواسب تعود إلى العصرين الكامبري والبنسلفاني، وقد ترسبت جميعها في حوض الأبلاش . وخلال عملية تكوين جبال الأبلاش، تعرضت هذه الرواسب للطي والتصدع والتحرك. ولم يتشكل المشهد الطبيعي الذي نراه اليوم إلا خلال الملايين القليلة الماضية من السنين. فقد تحولت الصخور الأكثر ليونة أو سهولة في التجوية إلى وديان، بينما تحولت الصخور الأكثر صلابة ومقاومة للتآكل إلى سلاسل جبلية. ولا يزال تطور هذا المشهد مستمرًا حتى يومنا هذا. أدى ارتفاع مستوى المقاطعة إلى قيام الأنهار بشق فجوات مائية عبر السلاسل الجبلية، كما أدى باستمرار إلى ظهور صخور جديدة أكثر ليونة في الوديان لتتعرض للتآكل.

تتشابه جبال بوكونو في ولاية بنسلفانيا جيولوجيًا مع جبال كاتسكيل في ولاية نيويورك. وتُعدّ الصخور الرسوبية ذات اللون الأحمر والأخضر والرمادي، والتابعة لتكوين كاتسكيل، النوع السائد من الصخور الأساسية في بوكونو. ويتراوح ارتفاع الهضبة بين 366 مترًا (1200 قدم) و 701 مترًا (2300 قدم)، مع وجود عدد قليل من التلال شديدة الانحدار، مثل جبل كاميلباك . وتستقر معظم الصخور في طبقات أفقية مائلة بلطف، على عكس منطقة جبال الأبلاش المجاورة. ^{[ 2 ]}  

تُعتبر هذه المنطقة جزءًا من هضبة بوكونو، وتقع شمال جبال بوكونو، وتضم أنواعًا صخرية مشابهة. تضاريسها أقل وعورة من منطقة بوكونو، ويحدها من الجنوب الشرقي نهر ديلاوير. يشقّ جدول بيغ بوشكيل واديًا ضيقًا عبر هذا الجزء، ويضم العديد من الشلالات ، خاصةً حول منطقة محمية ريسيكا فولز الكشفية . تقع شلالات دينغمانز وشلالات بوشكيل ضمن منطقة ديلاوير ووتر غاب الوطنية الترفيهية ، وهي أيضًا جزء من منطقة إندليس ماونتينز في ولاية بنسلفانيا.

يُعد هذا الجزء امتدادًا لجبال كاتسكيل في نيويورك، ويتميز عمومًا بارتفاعات أعلى من منطقة الهضبة المنخفضة، فضلًا عن وديان أعمق. كما تظهر طبقات أحدث في هذه المنطقة، مع وجود بعض طبقات الفحم الصغيرة. أما المرتفعات فهي مستديرة أو مسطحة، وتمتد على طول تلال عريضة في الغالب. ومن الأمثلة البارزة على الجرف الذي يفصل هذا الجزء، ريكيتس وجانوغا غلين، الواقعان داخل منتزه ريكيتس غلين الحكومي .

يضم هذا الجزء من الولاية جراند كانيون بنسلفانيا وبعضًا من أكثر المناطق عزلةً فيها. وكما يوحي الاسم، فقد نحتت جداول هذه المنطقة وديانًا عميقة ذات منحدرات جانبية شديدة الانحدار على التلال المحيطة. ويبلغ عمق بعض هذه الوديان 305 أمتار على الأقل . وكانت معظم هذه المنطقة مغطاة بالغابات في نهاية القرن التاسع عشر، وتملك هيئة الغابات في بنسلفانيا جزءًا كبيرًا منها . 

يشمل قسم جبهة أليغيني الجرف الحاد الذي يفصل مقاطعة ريدج آند فالي عن هضبة أليغيني. المنطقة عبارة عن سلسلة جبال عريضة ذات انحدار حاد من الشرق إلى الغرب، وتلال متموجة بعيدًا عن هذه السلسلة. تصل جبهة أليغيني إلى أعلى ارتفاع لها في ولاية بنسلفانيا عند بلو نوب ، بارتفاع 956 مترًا (3136 قدمًا) ، وهو نتوء غير عادي على طول هذه السلسلة الجبلية المتناظرة. غالبًا ما تكون الجداول التي تشق طريقها عبر هذه السلسلة الجبلية ضحلة وشديدة الانحدار. 

يضم هذا القسم أعلى قمة في ولاية بنسلفانيا، جبل ديفيس ، الذي يرتفع 979 مترًا (3213 قدمًا) فوق مستوى سطح البحر. تتميز العديد من الجبال بطولها وعرضها، مع وديان واسعة ضحلة نسبيًا. وعلى عكس جبال الأبلاش، لم تحفر مجاري المياه في هذه المنطقة وديانًا عميقة وواضحة المعالم في باطن الأرض. يتسم نمط التصريف في معظمه بالتفرع الشجري مع وجود بعض التعريشات حيث شكلت الصخور المقاومة للتآكل تلالًا أعلى وأكثر وضوحًا. ترتفع القمم باتجاه الجنوب، ويقع جبل ديفيس على بُعد 7 كيلومترات (4.5 ميل) فقط من حدود ولاية ماريلاند . تحتوي بعض قمم التلال على حقول فحم بيتوميني منخفض التطاير، بما في ذلك حقل برود توب . ^{[ 3 ]} كما تشهد هذه المنطقة حدثين وطنيين بارزين: عملية إنقاذ منجم كويكريك وتحطم طائرة الخطوط الجوية المتحدة الرحلة 93 .  

تقع تلال واينزبرغ في الركن الجنوبي الغربي من الولاية، وهي منطقة رئيسية أخرى لإنتاج الفحم فيها.  ويوجد جزء كبير من مخزون الفحم الحجري المتبقي في الولاية، والبالغ 64.4 مليار طن، تحت هذه التلال في طبقات شبه أفقية. وتتميز التلال بضيقها وانحدار جوانبها، مع وجود بعض الوديان العميقة. ^{[ 3 ]}

يُعدّ هذا الجزء منتجًا هامًا للفحم، وهو مشابه لجزء تلال واينزبرغ باستثناء ارتفاع التضاريس المحلية وعمق الوديان. وتُعتبر الانهيارات الأرضية وهبوط المناجم من المخاطر الشائعة. ^{[ 3 ]}

يتألف هذا الجزء من مرتفعات واسعة ومسطحة تقطعها وديان نهرية حادة وضحلة. لم يغطِ نهر ويسكونسن الجليدي المتأخر جزءًا كبيرًا من هذه المنطقة ، ولكن توجد أدلة على وجود أنهار جليدية سابقة في المنطقة. إلى جانب جبال إندليس، تُعد هذه المنطقة من أكثر الأماكن عزلة في شرق الولايات المتحدة.

تأثر هذا الجزء بالأنهار الجليدية، وتتجه العديد من الوديان المنحوتة في الصخور الأساسية نحو الشمال الغربي، في اتجاه انحسار الأنهار الجليدية. وتوجد العديد من دلائل الأنهار الجليدية، بما في ذلك الكامات ، والإسكيرات ، والحفر الجليدية ، والمورينات . ويضم هذا الجزء أكبر بحيرة طبيعية في ولاية بنسلفانيا، وهي بحيرة كونوت، بالإضافة إلى أحد أطول الإسكيرات في الولاية، وهو إسكير ويست ليبرتي . ^{[ 15 ]} وقد تغيرت بعض أنماط التصريف، ولم يعد يصب في بحيرة إيري سوى عدد قليل من الجداول.

• منتزه هيكوري ران الحكومي
• جبل ديفيس

• حفرة أرشبالد
• جراند كانيون في ولاية بنسلفانيا
• منتزه ماكونيلز ميل الحكومي
• منتزه مورين الحكومي
• بريسك آيل
• منتزه بروميسد لاند ستيت بارك
• منتزه ريكيتس غلين الحكومي
• منتزه وورلدز إند ستيت بارك

• منجم بير فالي المكشوف
• الكتاكيت رائعة
• ممر ديلاوير المائي
• عمود برج
• الحاكم ستابل
• صخور رنانة
• القمة