la période Pennsylvanienne a commencé il y a environ 318 millions d’années et s’est terminée il y a environ 299 millions d’années. Les roches de ce système géologique sont bien exposées dans une grande zone, pour la plupart non vitrée, de l’est de l’Ohio. Historiquement, ces roches charbonnières ont été d’une grande importance économique pour l’état et préservent les preuves de l’évolution des environnements et d’une prolifération de la vie marine et terrestre.
Au début de la période Pennsylvanienne, l’érosion au cours de la dernière partie de la période Mississippienne avait creusé de profondes et larges vallées à travers l’état., Cet épisode était en réponse au soulèvement de la terre en tant que renflement formé à l’est de la zone de collision de l’Amérique du Nord avec L’Afrique et au début des Appalaches qui domineraient l’est de l’Amérique du Nord pendant les 70 millions d’années suivantes. De vastes glaciations dans l’hémisphère sud sur le méga-continent du Gondwana ont probablement contribué à l’abaissement du niveau de la mer.
alors que les Appalaches commençaient à s’élever, du sable de quartz presque pur a été transporté dans L’Ohio au nord à partir du Bouclier canadien et au sud à partir des hautes terres des Appalaches., Ces sables ont rempli les vallées qui avaient été creusées dans les roches du Mississippien formant des lits épais et étendus qui sont maintenant connus sous le nom de grès de Sharon. Le Sharon est présent dans trois zones distinctes qui ne semblent pas interconnectées et les fossiles de plantes suggèrent que le Sharon est d’âge légèrement différent dans ces zones. Dans le nord-est de L’Ohio, le grès de Sharon forme des falaises pittoresques principalement dans les comtés de Geauga, Portage et Summit et est exploité pour diverses utilisations industrielles et de construction., La deuxième zone d’affleurement se trouve dans les comtés de Jackson et Pike dans le sud de L’Ohio où elle est extraite et forme des falaises pittoresques. Le grès de Sharon Sud semble être plus ancien que le Sharon nord-est. La troisième zone est un gisement orienté nord – sud dans l’est de L’Ohio qui est entièrement recouvert de roches plus jeunes du Pennsylvanien et n’est connu que par des forages de pétrole et de gaz.
peu de temps après le dépôt du grès de Sharon, des mers peu profondes ont commencé à inonder L’Ohio à partir du sud-ouest et ont déposé de minces lits de calcaire et de schiste., Les eaux marines étaient constamment repoussées par un afflux de sédiments érodés provenant de la montée des Appalaches au sud et à l’est. Ainsi, L’Ohio était une zone côtière constamment fluctuante dominée par des deltas construits dans les mers par des cours d’eau chargés de sédiments et une élévation et une baisse périodiques du niveau de la mer dues à l’épilation et au déclin des glaciers continentaux du Gondwana et aux forces de construction de montagnes. Ces circonstances ont donné lieu à de multiples lits minces et discontinus latéralement de calcaire, de schiste, d’argile, de grès et de charbon en séquences répétitives.,
le système Pennsylvanien dans L’Ohio est caractérisé par des lits de charbon bitumineux économiquement importants, dont certains sont épais et étendus, d’autres minces et discontinus. En effet, les premiers géologues ont appelé ces roches les mesures du charbon, bien que les lits de charbon ne représentent qu’une petite partie de l’épaisseur totale de ces roches. Les lits de charbon se sont formés dans de vastes marécages côtiers dans lesquels poussait une végétation luxuriante. Dans de nombreuses régions, encore et encore, le matériel végétal s’est accumulé jusqu’à une épaisseur suffisante pour former un lit de charbon., L’inondation par la mer ou un changement dans le cours d’une rivière formant un delta a enseveli le marais et a initié un nouveau cycle de dépôt. Les marais côtiers charbonniers prospéraient dans le climat chaud et humide près du paléoéquateur.
Les Roches Pennsylvaniennes de L’Ohio ont été divisées en quatre subdivisions, ou groupes, qui sont, par ordre ascendant (du plus ancien au plus jeune): Pottsville, Allegheny, Conemaugh et Monongahela., Chacun de ces groupes est constitué de nombreux lits de schiste, de mudstone, de grès, d’argile, de calcaire marin ou d’eau douce et de charbon qui, dans la plupart des cas, sont relativement minces et discontinus latéralement. Plus de 100 lits individuels ont été nommés dans les roches Pennsylvaniennes de L’Ohio.
la plupart des lits de la moitié inférieure de la séquence Pennsylvanienne sont de couleur sombre et représentent des dépôts dans les embayments marins ou les plaines basses du delta inférieur., Vers le milieu du groupe de Conemaugh, les roches sont dominées par des couleurs rouges, le calcaire marin et le schiste deviennent moins communs ou absents, et le calcaire d’eau douce devient plus répandu. Ce changement, parfois appelé limite rouge-gris, indique une transition des environnements marins-plaines du delta inférieur aux environnements de plaines du delta supérieur. Les lits rouges représentent des sédiments oxydés et des zones de sol et un changement d’un environnement humide à des conditions saisonnières humides-sèches. Certaines unités redbed sont sujettes à la défaillance de la pente, en particulier lorsqu’elles sont mouillées, et ont causé des glissements de terrain coûteux dans le Sud-Est de l’Ohio., Le calcaire d’eau douce a été déposé dans les lacs. À la fin de la période, le bassin a été rempli de sédiments et la mer a été poussée hors de L’Ohio, pour ne jamais revenir.
la vie était abondante et diversifiée pendant la période Pennsylvanienne, à la fois dans les mers et surtout sur la terre ferme. Beaucoup de calcaire et de schiste marins, bien que seulement quelques pieds d « épaisseur dans la plupart des cas, contiennent d » abondants fossiles marins de brachiopodes, Palourdes, escargots, céphalopodes, bryozoaires, et trilobites rares, entre autres., La vie végétale a prospéré dans les marais côtiers près de l’équateur et était dominée par les fougères, les joncs de prêle, les lycopodes (arbres à écailles) et les conifères, entre autres. Certains des arbres, tels que les arbres à écailles Lepidodendron et Sigillaria, atteignaient des hauteurs de plus de 100 pieds. Les troncs, les racines, les feuilles et les structures de reproduction sont communs dans de nombreux lits de schiste et leurs restes très altérés ont formé les lits de charbon qui ont été si importants pour L’Ohio.
Des Fossiles de vertébrés ont été trouvés dans des Roches Marines et non marines de L’Ohio., Le calcaire et le schiste marins contiennent des dents et des épines de nageoires de requins et de poissons ressemblant à des requins, ainsi que des dents et des écailles de poissons osseux. Les roches Non marines, principalement les lacs associés aux marécages côtiers, conservent des restes de requins d’eau douce et de poissons osseux, ainsi que des éléments squelettiques des premiers amphibiens et reptiles. L’un de ces gisements, connu sous le nom de Linton, dans le comté de Jefferson, a produit de nombreux fossiles de poissons, d’amphibiens et de reptiles depuis le milieu des années 1800. ,
Les Roches Pennsylvaniennes dans l’est de L’Ohio ont longtemps été les plus importantes économiquement pour l’état. Les premiers colons ont découvert de vastes gisements de charbon bitumineux, de minerais de fer de faible teneur, de calcaire, d’argile, de schiste et de grès. La présence de ces roches ont stimulé l’industrialisation de l’état. Le charbon produit dans l’état est évalué à plus de 600 millions de dollars par an et est exploité à la fois par des méthodes de surface et souterraines. La Production a diminué après 1970, car les normes de qualité de l’air étaient difficiles à respecter pour le charbon de L’Ohio En raison de la teneur élevée en soufre de ces gisements., Les technologies de charbon propre qui éliminent le soufre et d’autres impuretés ont rendu le charbon de L’Ohio plus souhaitable comme combustible pour produire de l’électricité. Les lits de charbon qui ont actuellement une production importante sont le Clarion, Middle Kittanning, Lower Freeport, Pittsburgh et Meigs Creek.
la fin de la période Pennsylvanienne a été marquée par un climat sec, la disparition progressive des vastes marécages houillers côtiers et des changements dans les plantes et les animaux. Ces changements ont été provoqués par l’assemblage du super-continent, la Pangée, et le retrait des mers peu profondes des zones continentales intérieures.