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La geología del mar del Norte describe las características geológicas como canales, fosas y dorsales actuales, así como la historia geológica, la tectónica de placas y los eventos geológicos que las crearon.
El basamento del mar del Norte se formó en un entorno intraplaca durante el Precámbrico. Bloques rígidos fueron recubiertos con diversos depósitos, arenas y sales. Estos bloques rígidos se transformaron en una base metamórfica debido a procesos tectónicos como colisiones continentales que provocan presión horizontal, fricción y deformación en el ciclo de placas Caledónico, así como en el ciclo de placas Varisco. Los bloques también fueron sometidos a evolución metamórfica durante los períodos Triásico y Jurásico, cuando la roca se calentó por la intrusión de roca fundida caliente llamada magma desde el interior de la Tierra.
El ciclo de placas Caledónico (Iapeto) vio la formación de la sutura de Iapeto durante la orogenia Caledónica. La sutura de Iapeto fue una debilidad importante que creó una falla volcánica en el mar del Norte central durante el período Jurásico posterior. El océano Iapeto fue reemplazado por una línea de sutura y una cordillera cuando los continentes de Laurentia, Báltica y Avalonia colisionaron. Esta colisión formó Laurrusia.
El ciclo de placas Varisco (Rheico) resultó en la formación de Pangea cuando Gondwana y Laurrusia colisionaron. La eliminación del océano Rheico provocó la formación de una enorme cordillera a través de los países fronterizos del actual mar del Norte.
El rift volcánico y los sistemas de fallas de graben del Triásico y Jurásico crearon altos y bajos en el área del mar del Norte. A esto le siguió una subsidencia tardía del Mesozoico y Cenozoico que creó la cuenca sedimentaria intracratónica del mar del Norte. Esta era experimentó niveles del mar más altos debido a la expansión del fondo oceánico y temperaturas litosféricas más frías. La tectónica de placas y las orogenias continentales se combinaron para crear los continentes y el mar del Norte tal como los conocemos hoy. Los eventos finales que afectaron las características costeras y la topografía submarina del mar del Norte ocurrieron en la era Cenozoico.
Estructura tectónica Las estructuras del Mesozoico bajo el mar del Norte pueden considerarse como un sistema de rift fallido. Después de la extensión cortical inicial y la formación de cuencas de rift durante los períodos Triásico y Jurásico, la extensión se concentró en el otro lado de las Islas Británicas, lo que crearía el océano Atlántico norte. Las cuencas de rift incluso experimentaron cierta inversión durante las épocas del Cretácico tardío y el Eoceno. Desde el Oligoceno en adelante, las tensiones en la corteza europea causadas por la orogenia alpina al sur provocaron una nueva fase de extensión más modesta. Algunos grabens en el área aún están activos.
El subsuelo del mar del Norte está dominado por grabenes: el Graben del Bajo Rin orientado de noroeste a sureste bajo el sur del mar del Norte y los Países Bajos, el Graben central del mar del Norte de orientación norte-sur que comienza al norte de la costa neerlandesa y termina en la región al este de Escocia, y el Graben de Viking a lo largo de la costa sureste de Noruega. El Graben de Horn es un graben más pequeño al este del Graben Central y frente a la costa danesa. Otra estructura más pequeña es el Graben de Terschelling, que limita con el Graben Central al oeste, justo al norte de los Países Bajos.Geology of the North Sea de Petroleum Geology (en inglés) Archivado el 13 de marzo de 2012 en Wayback Machine Un graben más grande se encuentra en el subsuelo debajo del Skagerrak; esta estructura norte-sur se denomina Graben de Bamble-Oslo. Mapa en la página 303 El Graben de Viking está separado de la Cuenca de las Faeroe-Shetland bajo el Atlántico por la Plataforma de Shetland; las dos estructuras se unen en el área al noreste de las Islas Shetland. Historia geológica
Precámbrico El área que hoy llamamos mar del Norte estaba intercalada entre varias áreas continentales separadas (Siberia, Báltica, Gondwana y Laurentia), así como el océano Iapeto y el mar de Tornquist. La tectónica de placas y las colisiones continentales (orogenias) unieron las características del mar del Norte que reconocemos actualmente.
Orogenias del Paleozoico
Orogenias Finnmarkiana, Atholliana y Caledónica
La orogenia Finnmarkiana afectó al norte de Noruega a principios de la era Paleozoica. En el período Ordovícico tardío, Avalonia colisionó con Báltica creando el Margen de Tornquist. Esto corresponde a la sutura de los Caledónides del norte de Alemania-Polonia. A finales del Ordovícico, el mar de Tornquist había sido eliminado. El sistema de fallas Tornquist-Tesseyre también tuvo sus inicios en la orogenia que cerró el mar de Tornquist. Báltica subdujo bajo Avalonia.
La Orogenia Atholliana fue una colisión entre las Tierras Altas de Escocia y un área del Valle Central que muy probablemente creó la Falla Límite de las Tierras Altas.
Durante el período Silúrico tardío, Báltica colisionó con Laurentia, lo que se denomina fase Escandiana de la Orogenia Caledónica. Báltica subdujo bajo Laurentia formando el Cinturón Caledónico. La Orogenia Caledónica provocó el cierre del océano Iapeto cuando los continentes y terrenos de Laurentia, Báltica y Avalonia colisionaron. La masa combinada de los tres continentes formó un continente "nuevo": Laurrusia o Euramérica.Véanse, por ejemplo, para reconstrucciones paleogeográficas de las colisiones: Stanley (1999), p. 386; Ziegler (1990), pp. 17–19 La orogenia Caledónica abarca eventos que ocurrieron desde el Ordovícico hasta el Devónico temprano, aproximadamente entre 490 y 390 Ma. Las formaciones del basamento del mar del Norte se formaron aproximadamente durante esta etapa geosinclinal Caledónica de los períodos Cámbrico-Devónico. La cordillera Caledónica ayudó a crear el continente de la "Old Red Sandstone" en la unión de las placas tectónicas. El océano Rheico comenzó a abrirse hacia el sur.
Orogenia Acadiana
La orogenia Acadiana ocurrió en el período Devónico inferior (era Paleozoica), hace aproximadamente 500 Ma. Los continentes de Laurentia y Báltica colisionaron. El océano Iapeto desapareció bajo esta colisión continental. Estas fuerzas tectónicas construyeron una cordillera que se extendía desde lo que ahora se denomina Adirondacks hacia el norte a través de Nueva Escocia, las Islas Británicas, Noruega y el margen oriental de Groenlandia. Groenlandia y Escandinavia estaban situadas entre el ecuador y los trópicos medios (20 a 20 grados norte). El área que comprende actualmente Groenlandia-Escandinavia-Islas Británicas comenzó a derivar hacia el norte en el período Carbonífero tardío-Pérmico temprano. Un alto grado de magmatismo volátil provocó diques paralelos al Margen de Tornquist, que fueron áreas formativas del mar del Norte – Islas Británicas - Alemania – área del suroeste de Suecia. thumb|upright|Los continentes después de la orogenia Caledónica (épocas Devónico a Pérmico). thumb|upright|Pangea hace 230 Ma.
Orogenia Varisco
El océano Rheico o océano Proto-Tetis fue eliminado durante la orogenia Hercínica/Varisco, y se formó el supercontinente Pangea. Los continentes de Gondwana y Laurrusia colisionaron, ambos derivaban hacia el norte, aunque Gondwana lo hacía a una velocidad mayor. La cordillera que se creó se extendía a lo largo de España, Bretaña, el centro de Alemania y Polonia. El cierre del océano Rheico en el Carbonífero tardío formó cabalgamientos en el sur de Inglaterra.
El supercontinente Pangea se incrementó a finales del período Pérmico cuando Siberia colisionó con Báltica y Kazajistania. Pangea estaba rodeada por masivas placas de subducción. El área del mar del Norte era central en el supercontinente Pangea. En este período, el área ahora llamada mar del Norte se encontraba en los subtrópicos y era un ambiente árido no marino.
Rifting y subsidencia térmica del Pérmico-Triásico thumb|upright|Un sistema de fallas de graben típico del graben de Viking y del graben central. Durante el período Triásico, se formaron los sistemas volcánicos del Graben de Viking y del Graben central. Se formaron rifts de empuje ascendente durante el Triásico que comprenden la etapa tafrogénica. La zona de rift del Atlántico está asociada con la zona de rifts del mar del Norte. El Triásico vio un estiramiento cortical activo a través del proceso de rifting, niveles del mar más bajos y actividad volcánica.
Jurásico Al comenzar el Jurásico (200–145 Ma), Pangea comenzó a dividirse en dos continentes, Gondwana y Laurasia. En ese momento, el nivel del mar aumentó. El enterramiento de algas y bacterias bajo el lodo del fondo marino durante este tiempo resultó en la formación de petróleo y gas natural del mar del Norte, gran parte del cual quedó atrapado en areniscas suprayacentes por depósitos formados cuando los mares descendieron para formar los pantanos y lagos salados y lagunas que fueron el hogar de los dinosaurios.McKirdy et al. (2007) op cit página 146.Gillen, Con (2003) op cit Páginas 133–7.
Elevación de domo del Jurásico medio El volcanismo y un sistema de rift se desarrollaron en el área central del mar del Norte donde se extruyeron lavas basálticas. El manto se deformó hacia arriba creando un domo en medio del mar del Norte donde la Sutura de Iapeto intersecaba el sistema de fallas Tornquist-Teisseyre. El área del domo estaba en medio del Graben de Viking, el Graben central y la Cuenca de Moray Firth. El rift de Escocia y el centro extrusivo de Forties estaban asociados con el área elevada. Long Forties y la Cuenca de Horda también fueron centros volcánicos. Durante este tiempo, el nivel del mar descendió. Se crearon importantes yacimientos en el mar del Norte durante este tiempo cuando clastos y arenas se depositaron en ambientes parálicos.
Expansión del fondo oceánico durante el Cretácico Durante el Cretácico, la expansión principal del rift fue en dirección este y oeste. Hay dos cuencas, la gran Cuenca del Pérmico Sur y la más pequeña Cuenca del Pérmico Norte, con tendencia este-oeste. Las cuencas están separadas por el sistema de altos de Ringkøbing-Fyn. El Graben de Viking se encuentra entre la Plataforma de Shetland y el alto Fenno-Escandio. El Graben central se encuentra entre las cuencas pérmicas y su alto. La formación de estos ha sido influenciada por la línea de sutura en zigzag de la orogenia Caledónica con sus áreas de debilidad tensional cortical. La expansión del fondo marino continúa y el nivel del mar sube. El nivel del mar está 100 metros (328,1 pies) a más alto que los niveles actuales.
En el noroeste de Europa, los depósitos de tiza del Cretácico superior son característicos del Grupo de la Tiza, que forma los acantilados blancos de Dover en la costa sur de Inglaterra y acantilados similares en la costa francesa de Normandía. El grupo se encuentra en Inglaterra, el norte de Francia, los Países Bajos, el norte de Alemania, Dinamarca y en el subsuelo de la parte sur del mar del Norte. El estancamiento de las corrientes de aguas profundas a mediados del Cretácico provocó circunstancias anóxicas en el agua de mar. En muchos lugares del mundo, se formaron lutitas anóxicas oscuras durante este intervalo.Véase Stanley (1999), pp. 481–482 Estas lutitas son una importante roca madre para el petróleo y el gas, por ejemplo, en el subsuelo del mar del Norte. En todo el norte central y septentrional del mar del Norte, el Grupo de la Tiza es una unidad de sello importante, que recubre varios bloques de rocas yacimiento y evita que sus fluidos migren hacia arriba.
El cráter de Silverpit, un cráter de impacto sospechoso de de diámetro en el mar del Norte La edad de la estructura se encuentra entre 74 – 45 millones de años (Cretácico tardío – Eoceno). La Cuenca de Sole Pit fue creada por el enterramiento profundo de depocentros.
Formación de la cuenca intracratónica durante la era Cenozoica