Les Appalaches ont une longue histoire géologique. Il y a 1,2 milliard d'années, au Mésoprotérozoïque, la collision de deux blocs continentaux a formé le supercontinent Rodinia. Cet événement s'est produit il y a 500 millions d'années, lors de la formation de la Pangée. Les affleurements rocheux des Appalaches actuelles montrent des plis étendus et des couches comprimées de sédiments marins, de roches volcaniques et d'anciennes roches du fond océanique, montrant que ces roches ont été déformées lors de la collision des plaques. Après la naissance de cette chaîne de montagnes, plusieurs orogenèses différentes ont suivi, conduisant finalement à la formation de la Pangée, et les Appalaches ont rejoint les montagnes de l'Anti-Atlas au Maroc, qui à l'époque étaient probablement à une altitude comparable aux Alpes et aux Rocheuses d'aujourd'hui, mais qui ont continué à perdre de la hauteur en raison des intempéries et de l'érosion.
Les Appalaches ont connu plus de 1,2 milliard d'années de formation de montagnes, principalement au cours des périodes suivantes :
Les Appalaches se sont formées pendant l'orogenèse de Grenville, l'un des premiers événements de collision continentale, lors de la formation du supercontinent Rodinia. Cet événement a provoqué la collision du craton nord-américain avec d'autres plaques continentales telles que celle de l'Amazone, créant une partie des Appalaches actuelles, en particulier les montagnes Blue Ridge et les montagnes Adirondack. Les roches de cette zone ont commencé à montrer des caractéristiques de plissement et de compression.
Après l'orogenèse de Grenville, la Rodinia a commencé à se diviser à mesure que le mouvement des plaques changeait. Ce processus a conduit à l’érosion d’anciennes montagnes et à l’aplatissement de la surface terrestre. Les sédiments érodés ont fourni des matériaux pour la formation de bassins sédimentaires, tels que le bassin d'Ocoee dans l'actuel sud des États-Unis. À mesure que l’eau de l’océan pénétrait dans ces bassins, les sédiments ont commencé à s’accumuler sur le sol, formant de riches couches de roches sédimentaires. De même, au fil du temps, de nouvelles preuves géologiques ont été découvertes indiquant la présence d’une activité volcanique qui a laissé son empreinte sur les sommets des Blue Ridge Mountains.
Au début de l’ère paléozoïque, le continent nord-américain était situé près de l’équateur, une zone qui était autrefois un bord de plaque relativement statique et qui était occasionnellement inondée par des mers peu profondes. Au fil des années, l’apparition d’une nouvelle croûte océanique a créé de nouvelles zones d’affaissement, marquant le début de l’orogenèse taconique. Ce mouvement a favorisé l’activité volcanique et la formation des premières Appalaches, et a provoqué le soulèvement et la déformation des premières roches sédimentaires. Au fil du temps, l’érosion qui en a résulté a accéléré la fragmentation des montagnes.
Il y a 230 millions d'années, la Pangée a commencé à se briser, facilitant la formation des Appalaches et des chaînes de montagnes associées et initiant le processus d'altération et d'érosion. À la fin de l’ère paléozoïque, ces montagnes avaient été érodées jusqu’à devenir presque plates. À l'entrée dans l'ère cénozoïque, la zone a été à nouveau soulevée, ce qui a conduit à l'évolution d'un nouveau terrain, formant les reliefs distincts d'aujourd'hui et favorisant le développement des rivières et des changements environnementaux.
Le bassin des Appalaches est un bassin d'avant-pays associé à des roches sédimentaires du Paléozoïque, contenant des sédiments du Cambrien précoce au Permien précoce. La région est riche en charbon et est devenue l’une des plus grandes zones productrices de charbon des États-Unis et même du monde. De plus, la découverte de pétrole et de gaz a marqué le début de l’industrie pétrolière dans le bassin des Appalaches, en particulier autour du puits Drake en Pennsylvanie.
La formation et les changements des Appalaches ne sont pas seulement des indicateurs importants de l’histoire géologique, mais démontrent également l’étonnante puissance de la géodynamique.
Au cours de la longue évolution géologique, les Appalaches sont étroitement liées à la formation de la Pangée, et leurs destins sont étroitement liés. Tout au long de l’histoire, comment les changements de ces merveilles naturelles ont-ils affecté les écosystèmes et la vie humaine d’aujourd’hui ?