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A formação do Pantanal iniciou-se em torno de 60 milhões de anos atrás. Nessa época, nosso planeta já tinha definido muitos de seus contornos atuais. A América do Sul, que um dia formou um único continente com a África, a Austrália, a Antártica e a Índia, já tinham se separado. O que ainda não havia se formado era a Cordilheira dos Andes, o que começou a ocorrer. Com o levantamento dos Andes, ocorreram falhas, fraturas e o afundamento da região hoje ocupada pelo Pantanal.
A parte sul, próxima ao planalto de Bodoquena, levantou-se de acordo com o movimento de deslocamento dos blocos sob a planície. O rio Paraguai foi represado, formando um grande lago. Ao mesmo tempo, sedimentos foram se depositando, de acordo com as erosões ocorridas no planalto, até que o rio rompeu essa barragem e seguiu seu caminho para o sul, em direção ao Chaco, estabelecendo o que viria a ser o leito atual do rio Paraguai.
O movimento continua...
Os rios são os grandes responsáveis pelo acumulo de sedimentos. Em 1970 a Petrobrás, ao efetuar perfurações para pesquisa de petróleo, encontrou camadas de até 420m de profundidade. O movimento de terras continua, mas através de um lento processo, em escala geológica (milhões de anos), havendo tempo suficiente para toda a vida da região ir se adaptando.
A planície pantaneira tem baixa declividade. Porém, em Corumbá existem elevações acima da média (200 a 1000m); são as áreas mais altas da região. Alguns remanescentes também podem ser observados aflorando à superfície dentro da planície.
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