Die Appalachen haben eine lange geologische Geschichte. Bereits vor 1,2 Milliarden Jahren im Mesoproterozoikum entstand durch die Kollision zweier Kontinentalblöcke der Superkontinent Rodinia. Dieses Ereignis ereignete sich vor 500 Millionen Jahren während der Entstehung von Pangäa. Felsvorsprünge in den heutigen Appalachen weisen ausgedehnte Falten und gepresste Schichten aus Meeresablagerungen, Vulkangestein und urzeitlichem Meeresbodengestein auf, was darauf schließen lässt, dass dieses Gestein während der Plattenkollision verformt wurde. Auf die Entstehung dieser Gebirgskette folgten mehrere verschiedene Orogenesen, die schließlich zur Bildung der Pangäa führten, und die Appalachen schlossen sich mit dem Antiatlasgebirge in Marokko zusammen, das damals wahrscheinlich auf einer Höhe lag, die mit den heutigen Alpen und Rocky Mountains vergleichbar ist, das jedoch aufgrund von Witterungseinflüssen und Erosion weiter an Höhe verlor.
Die Appalachen haben eine mehr als 1,2 Milliarden Jahre währende Gebirgsbildung durchlaufen, hauptsächlich in den folgenden Zeiträumen:
Die Appalachen entstanden während der Grenville-Orogenese, einem der frühesten Kontinentalkollisionsereignisse, während der Entstehung des Superkontinents Rodinia. Dieses Ereignis führte zur Kollision des nordamerikanischen Kratons mit anderen Kontinentalplatten, beispielsweise dem Amazonas, wodurch ein Teil des heutigen Appalachengebirges entstand, insbesondere die Blue Ridge Mountains und die Adirondack Mountains. Die Felsen in diesem Gebiet zeigten erste Anzeichen von Faltung und Kompression.
Nach der Grenville-Orogenese begann Rodinia aufgrund veränderter Plattenbewegung zu spalten. Dieser Prozess führte zur Erosion alter Berge und zur Einebnung der Landoberfläche. Die erodierten Sedimente lieferten Material für die Bildung von Sedimentbecken, wie zum Beispiel dem Ocoee-Becken im heutigen Süden der Vereinigten Staaten. Als das Meerwasser in diese Becken eindrang, begannen sich Sedimente auf dem Boden anzusammeln und es bildeten sich reichhaltige Schichten aus Sedimentgestein. Darüber hinaus wurden im Laufe der Zeit neue geologische Beweise entdeckt, die auf vulkanische Aktivitäten hinweisen, die ihre Spuren auf den Gipfeln der Blue Ridge Mountains hinterlassen haben.
Zu Beginn des Paläozoikums befand sich der nordamerikanische Kontinent in Äquatornähe, in einem Gebiet, das einst eine relativ statische Plattenkante darstellte und gelegentlich von flachen Meeren überflutet wurde. Im Laufe der Jahre entstanden durch die Entstehung neuer ozeanischer Kruste neue Absenkungsgebiete, die den Beginn der Taconic-Orogenese markierten. Diese Bewegung förderte die vulkanische Aktivität und die Entstehung des frühen Appalachengebirges und führte dazu, dass frühe Sedimentgesteine angehoben und verformt wurden. Im Laufe der Zeit beschleunigte die daraus resultierende Erosion den Zerfall der Berge.
Vor 230 Millionen Jahren begann Pangaea auseinanderzubrechen, was zur Bildung des Appalachengebirges und verwandter Gebirgsketten beitrug und den Prozess der Verwitterung und Erosion in Gang setzte. Bis zum Ende des Paläozoikums waren diese Berge durch Erosion nahezu flach geworden. Zu Beginn des Känozoikums wurde das Gebiet erneut gehoben, was zur Entwicklung neuen Terrains führte, die heute charakteristischen Landschaftsformen hervorbrachte und die Entstehung von Flüssen und Umweltveränderungen förderte.
Das Appalachenbecken ist ein Vorlandbecken, das mit paläozoischen Sedimentgesteinen verbunden ist und Sedimente vom frühen Kambrium bis zum frühen Perm enthält. Die Region ist reich an Kohle und hat sich zu einem der größten Kohlefördergebiete der USA und sogar der Welt entwickelt. Darüber hinaus markierte die Entdeckung von Öl und Gas den Beginn der Erdölindustrie im Appalachenbecken, insbesondere rund um den Drake Well in Pennsylvania.
Die Entstehung und Veränderungen des Appalachengebirges sind nicht nur wichtige Indikatoren der Erdgeschichte, sondern demonstrieren auch die erstaunliche Kraft der Geodynamik.
Im Laufe der langen geologischen Entwicklung sind die Appalachen eng mit der Entstehung von Pangäa verbunden und ihre Schicksale sind miteinander verflochten. Welche Auswirkungen hatten die Veränderungen dieser Naturwunder im Laufe der Geschichte auf die heutigen Ökosysteme und das menschliche Leben?