Les Illes Balears constitueixen l’extrem oriental de les serralades Bètiques, és a dir, la seva prolongació cap al mar, i formen el promontori Balear. Possiblement Menorca, per mor d’ocupar la posició més marginal d’aquest promontori, mostra unes característiques geològiques que la fan diferent de la resta d’illes i de les mateixes Bètiques.
Menorca està constituïda per dues parts molt diferenciades (Tramuntana i Migjorn), separades per una línia imaginaria que des del port de Maó segueix més o menys la carretera general que uneix les poblacions de Maó i Ciutadella, però que en arribar a aquest últim municipi pren la direcció nord cap a cala Morell.
Cala Morell representa el millor indret de l’illa per observar el contacte entre la Tramuntana i el Migjorn de Menorca.
La regió de Tramuntana, geològicament molt variada, però amb predomini de roques siliclàstiques (com són per exemple els gresos), es caracteritza per presentar els materials més antics de l’illa. Les roques estan fracturades i plegades i constitueixen un entramat de terrenys heterogenis del paleozoic i mesozoic i puntualment del paleogen.
De l’altre costat, la regió de Migjorn és molt més uniforme, amb una disposició quasi horitzontal i lleugerament inclinada cap a la mar, tallada per nombrosos barrancs, que han obert camí entre el rocam i desenvolupat una xarxa fluvial per anar a desembocar a les cales del sud. Aquí trobam la que probablement és la roca més característica de Menorca, el marès del miocè, encara que també s’hi identifiquen altres roques de la mateixa època.
Si descrivim de més antics a més moderns els materials que constitueixen el subsòl de Menorca, caldrà que iniciem el recorregut a Tirant. És aquí on localitzam les roques considerades com a les més antigues de les Illes Balears. La presència de fòssils de graptòlits (uns invertebrats colonials marins) a les seves roques va permetre determinar que es van sedimentar fa aproximadament 400 milions d’anys (Ma) (finals del silurià - principis del devonià) al fons del mar. Corresponen a gresos i lloselles molt fosques on s’intercalen nivells fins de calcàries.
Tanmateix, el principal gruix de roques del paleozoic de Menorca el formen especialment una alternança de gresos i conglomerats intercalats entre lloselles sedimentades al carbonífer (entre fa uns 350 i 300 Ma). S’estima que el seu gruix supera els 4.000 m i van ser formades a partir d’allaus de sediments que des de la plataforma continental arribaven a les grans profunditats marines en forma de corrents de terbolesa. Els fòssils hi són escassos, tot i que es poden distingir, entre d’altres, trilobits i coralls arrossegats per les corrents de terbolesa, i especialment traces de bioturbació a les lloselles. En aquesta sèrie s’intercalen uns nivells més aviat desorganitzats de roques volcàniques, radiolarites, calcàries, conglomerats, etc. amb afloraments especialment espectaculars a Binimel·là.
Alternances de gresos i lloselles a Tirant i plegaments de radiolarites a Binimel•là.
Aquestes roques serien aixecades des de les grans profunditats marines fins a constituir serralades durant l’orogènia Herciniana. Les orogènies corresponen al conjunt de processos geològics que actuen durant milions d'anys i que tenen com a resultat la creació de les cadenes muntanyoses de la Terra originant per tant el relleu.
L’aixecament d’aquestes serralades, sota un clima força àrid, va permetre el desenvolupament d’una gran xarxa fluvial que provocaria la sedimentació de les roques vermelles formades a continuació de les del carbonífer. Corresponen a conglomerats, gresos i argiles sedimentats durant el permià i el triàsic inferior (fa aproximadament 250 Ma) característics del Pilar, la punta Roja d’Algairens o la penya de s’Indi, entre d’altres indrets. S’hi han identificat restes de fòssils de plantes, vertebrats i puntualment icnites; i cal destacar que les seves roques són travessades per dics de roques volcàniques.
La sedimentació fluvial de les roques vermelles seria interrompuda al triàsic mitjà (fa uns 240 Ma) per una pujada del nivell del mar. Aquest fenomen provocaria la formació d’un mar somer i en conseqüència un canvi en la sedimentació que originaria especialment calcàries i dolomies. Les condicions d’observació d’aquestes roques són especialment bones al Toro i a s’Arenal d’en Castell. La formació de les roques del triàsic a Menorca finalitza amb una sedimentació costanera sota un clima àrid, amb l’aparició de llacunes amb influència marina que originarien margues, entre les quals s’intercalen guixos i dolomies.
A continuació, al juràssic i cretaci inferior (entre fa 200 i 110 Ma) continuaria la sedimentació en un mar somer, tot i que cal assenyalar que amb diverses interrupcions sedimentàries. Entre les roques del juràssic dominen les dolomies amb laminacions associades a estromatòlits i amb fòssils, especialment de braquiòpodes, foraminífers i crinoïdeus. A les del cretaci cal destacar l’abundància de fòssils, amb presència d’ammonits, equinoderms, gasteròpodes i bivalves. Aquestes roques que afloren, per exemple, a Cavalleria o a Fornells, també s’identifiquen a la regió de Migjorn per sota les roques del miocè a punta Nati o al pont d’en Gil.
El període que compren el cretaci superior i el paleogen (entre ara fa 100 i 23 Ma) representa una incògnita en l’evolució geològica de Menorca, ja que no s’han identificat roques d’aquests períodes a l’illa, exceptuant els conglomerats del macar de sa Llosa que s’han associat a finals de l’oligocè (fa aproximadament 23 Ma). Potser els sediments d’aquestes edats es varen dipositar en una àrea que avui es troba davall el mar, o bé l’erosió els va esborrar.
Cal assenyalar que aquesta “època de foscor” en el registre sedimentari de Menorca correspon a una etapa en que tingué lloc la principal activitat de l’orogènia Alpina. Aquests intensos moviments orogènics provocaren l’apropament d’Àfrica i Europa separades fins al moment per un mar molt més extens que l’actual mediterrània. Així, a mesura que aquests continents s’acostaven, els sediments, que durant milions d’anys s’havien format i acumulat als fons de les conques marines mesozoiques, s’anaven transformant en roques i comprimint.
Com si es tractés d’un xoc a càmera lenta, la immensa força que empenyia aquests dos continents va provocar la deformació dels sediments del mesozoic i del cenozoic més antic, que ocupaven amplituds quilomètriques, el trencament de les roques més antigues i rígides que formaven el basament o sòcol de la conca sedimentària, i a la vegada l’apilament d’unes sobre les altres formant essencialment tres làmines encavalcants que superposen roques antigues sobre d’altres més modernes a la regió de Tramuntana. Aquest procés culminà amb la sortida d’enormes masses rocoses del fons del mar, originant grans serralades muntanyoses com són per exemple les Bètiques.
D’aquesta manera, els grans moviments provocaren l’aixecament de la Tramuntana de Menorca i més tard l’enfonsament de la part meridional (el Migjorn), el que va implicar que el mar que envoltava l’illa pogués envair zones que fins al moment es trobaven emergides. Així les coses, al començament del miocè (fa 23 Ma), l’àrea emergida de Menorca es limitava a la regió de Tramuntana (molt més extensa que l’actual), i la de Migjorn estava sent inundada pel mar. En aquest mar hi convivien una enorme quantitat d’organismes (com per exemple algues, mol·luscs, equinoderms, coralls o peixos). Les onades, l’erosió produïda per organismes vius (bioerosió) i altres fenòmens, a poc a poc anaven transformant les closques i esquelets d’aquests organismes en arena, que finalment era dipositada al fons del mar. Aquesta arena es mesclava amb sediments procedents de l’erosió de les roques que formaven les muntanyes de la Tramuntana. Amb el pas del temps aquesta barreja d’arenes s’acabaria consolidant i formant la roca que a les Illes Balears coneixem amb el nom de marès.
Tot i l’aparent homogeneïtat de la regió de Migjorn de Menorca, podem arribar a diferenciar-hi tres unitats geològiques. La més antiga està constituïda fonamentalment per conglomerats i gresos, probablement va ser sedimentada al miocè inferior (al voltant de 20-15 Ma enrere) i es pot identificar amb claredat a cala Morell. La intermèdia, es diposità més tard, fa aproximadament 11 Ma i domina la major part d’aquesta regió de l’illa. Està constituïda principalment per marès, tot i que s’hi reconeixen altres roques, i va ser sedimentada en una àrea de rampa (una plataforma marina amb suau pendent constant), on proliferaren nombroses i variades formes de vida. Per sobre, la unitat més recent hauria estat depositada fa uns 7 Ma en un ambient d’esculls. Està formada per marès i calcàries (pedra viva) especialment amb coralls i nivells d’algues calcàries (rodòlits), que a l’incorporar carbonat de calci als seus teixits poden fossilitzar.
Finalment cal indicar la presència a l’illa de roques del quaternari, el darrer dels períodes geològics, que són considerades poc importants a Menorca pel que fa a la seva extensió. La seva distribució és força irregular i es desenvolupen especialment vora la costa. Corresponen a nivells d’arena arrabassada pel vent dels fons marins i dipositades al litoral, en moments en que el nivell del mar era més baix que l’actual, constituint dunes i platges que amb el pas del temps han fossilitzat originant marès. En aquestes roques s’hi identifiquen restes fòssils, entre les quals destaquen les del gènere endèmic de les Balears Myotragus, un mamífer de la subfamília dels caprins. Es creu que arribà a les Balears a finals del miocè (ara fa uns 5 milions d’anys) quan bona part de la Mediterrània es va assecar. La seva evolució, aïllada de la resta del món i en absència de depredadors, va donar lloc a l’espècie Myotragus balearicus amb un aspecte força curiós, de talla reduïda, unes extremitats molt curtes i robustes, unes òrbites oculars molt centralitzades i una única dent incisiva.
