Los parques nacionales son como laboratorios geológicos en los que es posible visualizar tanto los procesos geológicos activos como aquellos que sucedieron en el pasado y han dejado su impronta y su registro en el laboratorio natural que es el Planeta Tierra, un planeta vivo y en cambio constante a lo largo del tiempo geológico.
Los ríos Sella, Cares, Duje y Deva, que cruzan esta unidad y cuyas cabeceras se encuentran en casi todos los casos en el eje principal de la Cordillera Cantábrica, al sur de los Picos de Europa, han excavado impresionantes gargantas que seccionaron la enorme mole calcárea formando tres macizos bien diferenciados. Estos macizos se conocen con los nombres de Macizo Occidental (o del Cornión), Macizo Central (o de los Urrieles) y Macizo Oriental (o de Andara).
Las montañas de Picos de Europa presentan una gran cantidad de rasgos glaciares producidos, en su gran mayor parte, en la última gran etapa de avance de los hielos conocida como 'Würmiense' que comenzó hace más de cien mil años y duró hasta hace unos diez mil. Durante la glaciación las zonas altas de los macizos estuvieron ocupadas por casquetes glaciares de los que derivaban lenguas de hielo que descendían por las laderas y ocupaban fondos de valle.
Sima
Las laderas de los valles principales, cuyos desniveles llegan a alcanzar los 2000 m, muestran unas pendientes vertiginosas, dando lugar a una morfología de cañones muy escarpados y profundos. Mientras tanto, el relieve de las zonas más altas está dominado por formas glaciares (circos, aristas, jous...)
y formas kársticas (campos de dolinas y lapiaces desnudos), desarrollándose un complejo sistema de drenaje subterráneo de las aguas.
Las rocas que componen el sustrato de este parque son, en su inmensa mayoría, resultado de la acumulación de sedimentos en lechos marinos de mayor o menor profundidad, como indica la presencia de fósiles marinos en ella.
¿cómo es posible que esos sustratos se encuentren hoy día en altitudes muy por encima del nivel del mar?
Las calizas masivas muestran una gran resistencia a la erosión y preservan la morfología general de bloques desplazados por la tectónica alpina.
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