Los afloramientos rocosos más antiguos son las arcillas del Triásico (aprox 190 millones de años) que se extienden desde Axpe de Busturia y Kanala hasta Gernika-Lumo. Entre ellos aparecen intrusiones de ofitas, rocas subvolcánicas de color gis verdosos. Sus afloramientos se elevan sobre la llanura arcillosa basal formando domos de suave relieve, tales como el monte Goitiburu (106 metros sobre el nivel del mar –m.s.m.) bajo Enderika y Terlegiz en Kortezubi, el de Gaitoka (56 m.s.m.) en Forua o el de Goierri (88 m.s.m.) en Murueta. También parecen ofitas en Ozollo y Mendialdua (Gautegiz Arteaga) así como en Kobeaga Gane, sobre la playa de Laga, y debajo de Ibiñaga (Ibarrangelu).
Los únicos afloramientos del Jurásico de Bizkaia se dan en Urdaibai. A ambos lados de la ría, entre Sukarrieta y Elexalde (Forua) en la margen izquierda, y desde Arbei (Kanala) hasta Isla Bekoa (Gautegiz Arteaga) en la derecha, afloran dos estrechas franjas de margas calcáreas seguidas de calizas, compactas y oscuras, ricas en fósiles de Ammonites y Belemnites. Las rocas procedentes del ambiente Weald, perteneciente ya al periodo Cretácico, se extiende a lo largo de dos franjas largas y estrechas en superficie; una de ellas se localiza entre Ereño y Nabarniz, desconectada de su continuación sobre el estrato jurásico de Kanala (Gautegiz Arteaga), y la de otra sobre el jurásico de Busturia. Están integradas por margo-calizas con aspecto de pizarra debido a la presión soportada, junto con otras rocas sedimentarias como las limolitas negras y las areniscas micáceas teñidas por sustancias ferruginosas. Abundan en ellas los fósiles gasterópodos, ostrácodos, bivalvos y otros invertebrados.
Mayor extensión y potencia presenta en la comarca el complejo urgoniano, representando por las grandes promontorios y dorsales de calizas orgánicas de la zona. En la margen derecha llegan desde el monte Illuntzar en Nabarniz, hasta los montes Ereñozar y Atxarre, alcanzando el mar en el cabo de Antxon Azpia, zona ésta en la que la roca tiene cierto componente margoso. El peñón de Ogoño es un nítido afloramiento urgoniano, así como la costa de Arbolitz, al este del bloque ofítico de Kobega. En la margen izquierda las calizas orgánicas abarcan menos extensión, formando una estrecha franja que origina la dorsal de Foruko Atxa y se continúa en Atxapunta (Busturia). En la falla de Altamira (Busturia), el estrato urgoniano avanza tierra adentro apenas quinientos metros para continuar paralelo a la Ría hasta Sukarrieta.
Sobre los afloramientos calizos mencionados crecen la mayor parte de los actuales encinares cantábricos. La ancestral fracturación del arrecife fósil, junto a la disolución de la caliza por el agua en contacto con el dióxido de carbono del aire, desarrollan un curioso proceso erosivo que origina el “Karst”. La erosión kárstica forma redes de cuevas, simas, y pequeñas depresiones cónicas en el terreno que conocemos como dolinas. Por todas ellas circulan las aguas de escorrentía. Cuando varias dolinas conectan entre sí provocan una gran depresión en forma de valle cerrado de fondo amplio denominada “uvala”. Son excelentes ejemplos de uvalas los valles de Bollar, Basondo y Malluku, entre otros. Los macizos calizos dominados por los montes Atxerre y Ereñozar poseen todos los elementos típicos de evolución kárstica.
Las montañas calizas de Urdaibai han surtido de roca a sus pobladores desde hace milenios. Quedan restos de extracciones repartidos por todo su territorio y aún permanecen en explotación las canteras de Foruko Atxa (Forua) y de Muruetagana (Ereño). Esta actividad afecta a la extensión y salud del encinar cantábrico en la zona, alterando gravemente su medio físico.
El complejo de estratos procedentes del periodo Supraurgoniano posee una considerable extensión en Urdaibai. Está presente en las arcillas, margas y areniscas del periodo Albiense, alternadas en el territorio entre Puntaburu y Goikogane (Kortezubi), Arrola (Nabarniz), Elexalde (Mendata) y Bereño (Munitibar-Arbatzegi-Gerrikaitz), sobrepasando los límites de la Reserva por Ibarrola (Aulesti) y continuando hacia Markina, Elgoibar y Azkoitia.
Tanto en el castro prehistórico de Arrola como en los muros para estabulado de ganado se puede ver areniscas del periodo Albiense.
Pero el flysch característico del Supraurgoniano alcanza su máxima expresión en un extremo del territorio de la margen izquierda entre los montes Karabizubieta (313 m.s.m., Forua) y Kurtzegane (Arrieta) hasta los acantilados de Matxitxako (Bermeo), alcanzando la ría en Astoaga (Mundaka). También la porción derecha de la Reserva cuenta con su afloramiento correspondiente: Bordea por el este el cantil urgoniano del monte Ogoño, donde se desliza sobre el propio flysch el pueblo de Elantxobe; llega hasta Aldamiz (Gautegiz Arteaga) extendiéndose hacia Natxitua, Ea e Ispaster, fuera ya de la Reserva.
Ascendiendo por la cuenca del Oka se alcanza los niveles más jóvenes del Cretácico, que cruzan las bandas de afloramientos inferiores según la diagonal NW-SE y atraviesan la comarca desde los montes Maiaga (Errigoiti) y Makietagane (224 m.s.m., Morga) por el oeste hasta el Berreño y el Ganbiribil (460 m.s.m., Munitibar-Arbatzegi-Gerrikaitz) por el oriente. En esta zona aparecen de nuevo rocas ígneas de diversa composición y difícil datación.
El monte Kosnoaga, sobre la villa de Gernika-Lumo, marca el comienzo de un estrecho campo de lavas que se extiende por Baldatika (Forua) y Metxika (Errigoiti), sobrepasa los confines de la Reserva para alcanzar en Libao el valle de Mungia y, tras una breve interrupción, continuar por Meñaka y Larrauri hasta terminar en las inmediaciones de Maruri. Se trata de coladas de lavas que se enfriaron bajo las aguas del antiguo mar que cubría Bizkaia, tomando formas redondas, por lo que se conocen como “lavas almohadilladas”. Se observan con claridad en los taludes de la carretera entre Gernika y Lumo. Pertenecen a las series volcánicas de los basaltos y andesitas. En la margen derecha, desde el monte Burgogana (Ajangiz) discurre la continuación de dicha banda por Zarramenta (Mendata) hasta Munitibar-Arbatzegi-Gerrikaitz, y que tras cortas interrupciones reaparece en el ámbito volcánico de Eibar en Gipuzkoa.
En el municipio de Fruiz, ya fuera de Urdaibai, junto a la carretera que une este municipio con el de Mungia, podemos observar esta maravilla de formación geológica: basaltos columnares hexagonales.
Una amplia masa de afloramientos de margas y calizas alternadas con areniscas cubre los estratos anteriores y marca el final de la era Secundaria. La frontera entre las rocas de esta era y las de la Terciaria está señalada en Urdaibai por una estrecha banda de calizas margosas que aparece en el municipio de Muxika desde la dorsal formada por los montes Bizkargi y Arburu (552 m.s.m.), y el territorio al sur de Zugaztieta, hasta Urrutxua y el monte Goroño, en los confines sudorientales de la Reserva de la Biosfera. Este frágil estrato, fácilmente fracturable, es erosionado por el río Oka originando las cascadas del barrio que le da nombre. Sobre este nivel, en las estribaciones del monte Oiz, se yerguen las últimas capas sedimentarias, formadas a comienzos del Terciario. Forman una franja también paralela a las anteriores, que atraviesa Bizkaia en diagonal desde Ermua hasta Getxo y cierran por el sur el territorio de Urdaibai, formando parte del plegamiento sinclinal del Oiz, hoy ya excavado por la erosión que ha derruido y transportado gran parte de su espesor original.
En estas dos fotografías queda en evidencia como ha influido el flysch en la construcción de esta carretera y de la vía del tren.
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