El Cuaternario forma parte del Cenozoico, pero debido a sus numerosos acontecimientos geológicos, cruciales para nuestra especie, lo destacamos aparte.
Del Cuaternario destacan los depósitos de origen glaciar, periglaciar y fluvial. Los sedimentos glaciares de tipo morrénico corresponden a acumulaciones de aspecto desorganizado de arcillas y arenas con clastos y bloques de dimensiones variables. Así por ejemplo en el valle del río Ara se encuentran morrenas laterales en Viu, a 300m por encima del actual fondo del valle.
Al norte de Bielsa se hallan restos de morrenas en los barrancos de Santa Cruz y Sarra, a unos 200m por encima del cauce actual. Los principales depósitos glaciares corresponden al máximo glaciar pirenaico, aunque existen acumulaciones de menor tamaño a cotas elevadas relacionadas con etapas más tardías, como por ejemplo la Pequeña Edad del Hielo.
En las vertientes o al pie de los principales relieves, podemos destacar los conos de deyección y los derrubios de ladera. Se trata de acumulaciones de clastos y bloques de dimensiones variadas, compuestos principalmente por fragmentos de rocas calizas de las formaciones del Cretácico Superior y del Paleoceno.
Muchos fondos de valle están revestidos por depósitos actuales y subactuales relacionados con la morfología periglaciar, como por ejemplo, canchales o coladas de solifluxión. Los ríos de Sobrarbe siguen excavando con fuerza las cubetas de La Fueva, Susía y Arcusa; se forman terrazas del Cinca y del Ara en los terrenos margosos y se tallan cañones en las rocas más duras.
Los altos valles de la comarca fueron parcialmente ocupados por los hielos glaciares durante el último máximo glaciar del Pleistoceno y en algunas ocasiones posteriores. Desde el Paleolítico, los pobladores de Sobrarbe han tenido que hacer frente a diversos cambios climáticos.
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