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Il
paesaggio geologico della Marcigliana è il risultato di diversi
processi evolutivi iniziati quando l'intera Campagna Romana emerse dal
mare, nel Pleistocene medio (880 mila - 660 mila anni fa). In quel periodo
l'area era occupata da numerosi laghi e corsi d'acqua che depositarono
ghiaie, sabbie e argille. Più tardi, nel Pleistocene superiore
(660 mila - 18 mila anni fa) furono invece i vulcani i maggiori protagonisti
della storia geologica dell'area. Infatti, sia i vulcani sabatini che
quelli laziali contribuirono alla conformazione del suolo attraverso colate
laviche e notevoli depositi di cenere e lapilli, che hanno dato origine
ai tufi della zona.
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L'emissione
dei materiali vulcanici e diversi movimenti tettonici, deviarono più
volte il corso di quello che era il Paleo Tevere, dando luogo al nuovo
corso del fiume, l'attuale Tevere. Il Tevere, da allora fino ad oggi,
è stato il maggiore artefice della conformazione del paesaggio
che osserviamo nella Riserva, dapprima erodendo i terreni vulcanici del
suo letto, e in seguito accumulando depositi alluvionali di notevole spessore.

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