Oggi, invece, ricostruire la storia geologica dei gessi significa ripercorrere, attraverso uno sforzo dell'immaginazione, gli eventi straordinari che investirono l'intero bacino mediterraneo durante il Messiniano (tra 6 e 5 milioni di anni fa circa). In quel periodo, il Mediterraneo rimase a piu' riprese isolato dall'Oceano Atlantico, probabilmente per l'abbassarsi del livello degli oceani, e nei periodi di isolamento l'evaporazione provoco' il disseccamento del bacino, trasformandolo in una gigantesca e bianca salina. Alcune ricostruzioni ambientali fanno ritenere che durante il Messiniano il clima fosse piu' caldo dell'attuale. Anche nelle attuali condizioni climatiche, tuttavia, si e' calcolato che, con la chiusura dello stretto di Gibilterra, il Mediterraneo impiegherebbe solo un migliaio di anni per prosciugarsi: le perdite dovute all'evaporazione superano, infatti, di gran lunga gli apporti di acque dolci. La "crisi di salinita'" messiniana produsse effetti anche nelle aree vicine all'Appennino, determinando la formazione di diversi strati gessosi, attraverso ripetuti cicli di evaporazione. Nel bolognese, soprattutto alla base della formazione, gli strati possono raggiungere spessori di 15 m; verso l'alto, invece, si fanno piu' sottili, segnalando fasi di evaporazione piu' brevi.
La presenza, tra gli strati di gesso, di strati argillosi piu' scuri, spesso ricchi in sostanza organica, indica interruzioni cicliche nella precipitazione dovute a diluizione delle soluzioni marine. Nel parco, gli strati gessosi sono esposti lungo le scoscese falesie che chiudono la valle dell'Acquafredda, dove sono evidenti almeno tre banconate gessose di grande spessore, separate da fasce di vegetazione che sottolineano gli interstrati argillosi. Gli strati sono visibili anche in molte cave (come al Farneto) e nella valle cieca di Ronzano. Ma il luogo piu' significativo per osservare l'intera successione stratigrafica dei gessi e' l'alveo dell'Idice, nel tratto dove il torrente li attraversa all'altezza di Castel de' Britti.
Le valli cieche si formano dove ha inizio l'affioramento dei gessi. Un piccolo solco vallivo, inciso su rocce non solubili (generalmente marnose), termina contro rupi gessose, e attraverso un inghiottitoio ha inizio il percorso sotterraneo delle acque: un vero e proprio torrente ipogeo. Le doline si formano invece sopra le vaste aree gessose hanno diverse modalita' di sviluppo. Possono nascere per il progressivo approfondimento di una zona di assorbimento, dove si sviluppa un inghiottitoio, a cui segue un abbassamento piu' lento dei fianchi, oppure avere origine per il crollo delle volte delle grotte, che mette in comunicazione i sistemi sotterranei con le morfologie superficiali.
L'area carsica racchiusa nel parco e' per molti aspetti di interesse internazionale. La dolina della Spipola e' la maggiore dolina su gesso dell'Europa occidentale e il suo settore meridionale e' movimentato da alcune doline minori, in parte approfonditesi per crollo (Buco dei Buoi e dei Quercioli). Il sistema sotterraneo, che dalla valle cieca dell'Acquafredda si snoda sino alla risorgente Siberia, ha uno sviluppo conosciuto di oltre 9 Km.
La Valle cieca dell'AcquafreddaIl carsismo nei gessi e' stato oggetto di studi e osservazioni fin dal '700, quando l'abate Calindri descrisse con parole suggestive il vallone dell'Acquafredda, ma la conoscenza di queste aree attraverso organiche ricerche speleologiche e' cominciata con Luigi Fantini, che dall'inizio degli anni '30 porto' alla scoperta di numerose grotte, tra cui quella della Spipola, dando poi vita al Gruppo Speleologico Bolognese. Molte grotte del parco, con morfologie, concrezionamenti e resti archeologici di grande interesse scientifico, sono sottoposte a particolare tutela e chiuse per preservarle dai vandalismi.
Su alcuni affioramenti, invece, si notano a volte curiosi rigonfiamenti che, attraverso piccole aperture, mostrano cavita' a forma di cupola. Si tratta delle bolle di scollamento, che hanno origine da complessi meccanismi di dissoluzione-ricristallizzazione, a cui si deve un aumento di volume della parte interessata dalla ricristallizzazione, con conseguente rigonfiamento e scollamento di un certo spessore gessoso.
Il Passo della BadessaLe "Argille Scagliose" sono un complesso roccioso dove domina una matrice argillosa variegata, a cui sono mescolati inclusi rocciosi di varia natura e con eta' differenti (da 180, per i frammenti ofiolitici, a 60 milioni di anni). Il complesso viene definito alloctono perche'il contesto geografico in cui ha avuto origine e' situato, nelle ricostruzioni geologiche, in aree molto distanti da quelle di affioramento attuale, in un settore paleogeografico indicato come Oceano Ligure (per questo si usa il nome di Liguridi). Sono rocce che hanno traslato enormemente nel corso dell'orogenesi appenninica, acquisendo un aspetto caotico: tra argille di colori diversi emergono con frequenza inclusi marnosi bianchissimi, stirati in forme allungate o irregolari, e chiari blocchi calcarei di diverse dimensioni.
L'argilla ha caratteristiche molto peculiari. Formata da particelle di dimensioni piccolissime, e' infatti impermeabile e si ammorbidisce notevolmente a contatto con l'acqua. Per questo e' una roccia molto erodibile e crea versanti instabili. Spesso fattori diversi, come la pendenza dei versanti, il tipo di copertura vegetale, l'esposizione e l'attivita' antropica, convergono nel causare dinamiche erosive molto intense; e' cosi' che sui pendii argillosi si approfondiscono i calanchi, con i loro scenari desertici, a volte incredibilmente colorati.