Pegunungan Appalachia memiliki sejarah geologi yang panjang. Sejak 1,2 miliar tahun lalu di Mesoproterozoikum, tabrakan dua blok benua membentuk superbenua Rodinia. Peristiwa ini terjadi 500 juta tahun lalu, selama pembentukan Pangea. Singkapan batuan di Appalachia saat ini menunjukkan lipatan yang memanjang dan lapisan sedimen laut, batuan vulkanik, dan batuan dasar laut purba yang tertekan, yang menunjukkan bahwa batuan ini mengalami deformasi selama tabrakan lempeng. Setelah terbentuknya pegunungan ini, beberapa orogeni yang berbeda terjadi, yang akhirnya mengarah pada pembentukan Pangea, dan Appalachia bergabung dengan Pegunungan Anti-Atlas di Maroko, yang pada saat itu mungkin berada pada ketinggian yang sebanding dengan Pegunungan Alpen dan Pegunungan Rocky saat ini, tetapi terus kehilangan ketinggian karena pelapukan dan erosi.
Pegunungan Appalachian telah mengalami lebih dari 1,2 miliar tahun pembentukan gunung, terutama pada periode-periode berikut:
Pegunungan Appalachia terbentuk selama Orogeni Grenville, salah satu peristiwa tabrakan benua paling awal, selama pembentukan superbenua Rodinia. Peristiwa ini menyebabkan kraton Amerika Utara bertabrakan dengan lempeng benua lain seperti Amazon, sehingga membentuk sebagian Pegunungan Appalachia saat ini, terutama Pegunungan Blue Ridge dan Pegunungan Adirondack. Batuan di area ini mulai menunjukkan karakteristik lipatan dan kompresi.
Setelah orogeni Grenville, Rodinia mulai terbelah saat pergerakan lempeng berubah. Proses ini menyebabkan erosi gunung-gunung kuno dan perataan permukaan tanah. Sedimen yang terkikis menyediakan material untuk pembentukan cekungan sedimen, seperti Cekungan Ocoee di Amerika Serikat bagian selatan saat ini. Saat air laut memasuki cekungan ini, sedimen mulai terkumpul di tanah, membentuk lapisan batuan sedimen yang kaya. Seiring berjalannya waktu, bukti geologi baru telah ditemukan yang menunjukkan adanya aktivitas vulkanik yang meninggalkan jejaknya di puncak Pegunungan Blue Ridge.
Saat Era Paleozoikum dimulai, benua Amerika Utara terletak di dekat khatulistiwa, suatu wilayah yang dulunya merupakan tepi lempeng yang relatif statis dan kadang-kadang dibanjiri oleh laut dangkal. Seiring berlalunya waktu, munculnya kerak samudra baru menciptakan wilayah penurunan baru, yang menandai dimulainya Orogeni Taconik. Pergerakan ini mendorong aktivitas vulkanik dan pembentukan Appalachia awal, dan menyebabkan batuan sedimen awal terangkat dan berubah bentuk. Seiring berjalannya waktu, erosi yang dihasilkan mempercepat pecahnya pegunungan.
230 juta tahun yang lalu, Pangea mulai terpecah, memudahkan pembentukan Pegunungan Appalachian dan pegunungan terkait serta memulai proses pelapukan dan erosi. Pada akhir Era Paleozoikum, pegunungan ini telah terkikis hingga hampir datar. Memasuki Era Kenozoikum, wilayah tersebut terangkat lagi, yang mengarah pada evolusi medan baru, membentuk bentuk lahan khas saat ini dan mendorong perkembangan sungai serta perubahan lingkungan.
Cekungan Appalachian adalah cekungan tanjung yang terkait dengan batuan sedimen Paleozoikum, yang mengandung sedimen dari Kambrium Awal hingga Permian Awal. Wilayah ini kaya akan batu bara dan telah menjadi salah satu wilayah penghasil batu bara terbesar di Amerika Serikat dan bahkan dunia. Selain itu, penemuan minyak dan gas menandai dimulainya industri perminyakan di Cekungan Appalachian, khususnya di sekitar Sumur Drake di Pennsylvania.
Pembentukan dan perubahan Pegunungan Appalachian tidak hanya menjadi indikator penting sejarah geologi, tetapi juga menunjukkan kekuatan geodinamika yang menakjubkan.
Dalam evolusi geologi yang panjang, Pegunungan Appalachian terkait erat dengan pembentukan Pangea, dan nasibnya saling terkait. Sepanjang sejarah, bagaimana perubahan keajaiban alam ini memengaruhi ekosistem dan kehidupan manusia saat ini?