Le plateau tel que nous le voyons aujourd'hui est le résultat de changements géologiques qui se sont succédé sur des millions d'années, notamment la formation des montagnes, l'érosion et les glaciations. La tectonique des plaques - le mouvement et la collision des continents - a été le catalyseur d'une série d'événements qui ont créé les hautes-terres : soulèvements, plissements et formation de failles.

De 360 à 250 millions d'années - Le Cap-Breton dans les tropiques

Il y a environ 360 millions d'années, l'océan qui séparait l'Euramérique (EA) du Gondwana a commencé à se refermer, et les deux continents se sont progressivement rapprochés l'un de l'autre, à la latitude de l'équateur. La collision a soulevé et plissé le fond marin le long de ce qui est aujourd'hui la côte Est de l'Amérique du Nord, créant ainsi la chaîne de montagnes des Appalaches. Les failles et les fissures profondes qui ont déchiré la croûte terrestre pendant la formation de ces montagnes sont maintenant exposées dans bon nombre des canyons qui creusent l'actuel plateau du Cap-Breton. Entre les parties soulevées du fond marin, il s'est créé des bassins profonds. L'essentiel du territoire des provinces Maritimes se trouvait alors dans un de ces bassins.

Il y a entre 340 et 325 millions d'années, le niveau de la mer s'est gonflé et est retombé successivement, inondant ce bassin lorsque l'océan se refermait et soulevant des couches de roches sédimentaires formées à partir des sels déposés lors de l'évaporation de l'eau, notamment le gypse, le grès rouge, le conglomérat et le schiste argileux. Plusieurs des falaises de gypse qui se dressent autour de Dingwall, au nord du parc, sont des vestiges de cette époque.

Il y a 325 millions d'années, l'Euramérique et le Gondwana se sont fusionnés pour former le supercontinent Pangée, la chaîne des Appalaches leur servant d'épine dorsale. À l'époque, les Appalaches étaient probablement plus hautes que l'Himalaya ne l'est aujourd'hui! L'essentiel de la partie nord des provinces Maritimes, exception faite du Nord du Cap-Breton, était formé de basses-terres couvertes de marais de forêt tropicale qui sont plus tard devenus des gisements de houille tels que ceux qui se trouvent partout au Cap-Breton.

Il y a environ 290 millions d'années, le climat a changé dramatiquement. Les forêts tropicales ont rapidement cédé le pas à un désert rouge brique. La partie nord du Cap-Breton ne contient aucune roche datant de cette époque, parce que le désert ne s'étendait pas jusqu'aux Appalaches, mais la célèbre terre rouge de l'Île-du-Prince-Édouard en est un vestige.

De 250 millions d'années à nos jours - Le monde moderne prend forme

Il y a environ 250 millions d'années, les provinces Maritimes étaient fusionnées à ce qui est maintenant le Maroc et l'Espagne, au centre de la Pangée. Le supercontinent a alors commencé à se diviser, et les provinces Maritimes se sont retrouvées du côté ouest de l'océan Atlantique, qui s'élargissait progressivement. Elles ont alors formé l'extrémité d'un nouveau continent, l'Amérique du Nord (NA). L'érosion et la sédimentation ont poursuivi leur oeuvre sur le bord du continent nord-américain, et les roches sédimentaires ont continué à se former. Cependant, celles qui datent de cette ère se trouvent toutes du côté est, sur ce que sont maintenant le plateau néo-écossais et les Grands Bancs, et elles sont donc submergées.

Même si les dinosaures ont sans doute sillonné les collines du Nord du Cap-Breton, il n'existe aucune preuve concrète de leur passage, parce que ces collines se sont érodées il y a bien longtemps, effaçant à jamais les traces d'os et les empreintes. Cette érosion de l'extrémité du continent nord-américain a transformé la région de l'Atlantique en une large vallée plane. Le sommet nivelé du plateau du Cap-Breton fait partie de cette plaine ancienne.

Les deux derniers millions d'années - Là où les montagnes plongent dans la mer

L'océan Atlantique a continué à s'élargir, et l'Amérique du Nord a dérivé jusqu'à son emplacement actuel. De nos jours, le continent poursuit son mouvement en direction nord-ouest à raison de quelques centimètres par année en moyenne. La progression répétée des glaciers - les glaciations - entre deux millions d'années et environ 10 000 ans avant notre ère est venue modifier le paysage déjà érodé, sculptant des vallées en U, creusant des lacs peu profonds, dessinant des griffures sur le paysage et laissant dans son sillage d'imposants dépôts de boue, de limon, de sable et de gravier appelés « till ».

Le lac Bras d'Or a été creusé dans la roche-mère par les glaciers pendant les glaciations. Bon nombre d'autres caractéristiques géologiques et topographiques du Cap-Breton doivent leur existence aux glaciations qui se sont succédé pendant des dizaines de milliers d'années.

Les glaciers du Nord du Cap-Breton n'ont pas toujours fait partie de l'inlandsis. À certaines époques, seule une petite calotte glaciaire recouvrait les hautes-terres, les autres parties de ce territoire étant libres de glace.

Même aujourd'hui, il est possible de trouver des populations de plantes arctiques alpines et de plantes cordillériennes dans les hautes-terres du Cap-Breton, bien loin des autres populations de la même espèce qui peuplent le Nord du Canada et les Rocheuses. La présence de ces plantes nous révèle que, même à l'apogée des glaciations, certaines parties du territoire sont demeurées libres de glace et ont servi d'habitat à cette flore. Il se peut que ces régions aient été des nunataks (des pics de montagne qui percent les glaciers). Il est possible aussi que les plantes arctiques alpines aient pu survivre à la glaciation le long des côtes. Pendant les ères glaciaires, le niveau de la mer était inférieur d'environ 100 mètres à ce qu'il est aujourd'hui, parce que l'eau était en grande partie piégée sous forme de glace dans les glaciers. Ainsi, certaines parties du plateau néo-écossais étaient probablement situées au-dessus du niveau de la mer.