Το Γεωπάρκο Λέσβου αποτελεί ένα ξεχωριστό τόπο καθώς εδώ αποκαλύπτονται σημαντικά τεκμήρια της γεωλογικής ιστορίας της λεκάνης του Αιγαίου των τελευταίων 300 περίπου εκατομμυρίων ετών. Ιδιαίτερης ομορφιάς τοπία και γεωμορφές διαμορφώθηκαν με το πέρασμα των χρόνων και αποτελούν μάρτυρες της πολύπλοκης γεωϊστορικής εξέλιξής του.
Το Γεωπάρκο Λέσβου μας δίνει πληροφορίες ακόμη και για τα πρώτα στάδια εξέλιξης του Αιγαίου, την περίοδο που στο χώρο αυτό υπήρχε ένας μεγάλος ωκεανός, η Τηθύς. Η Τηθύς λειτούργησε ως ωκεάνιος χώρος για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Ο ωκεάνιος αυτός χώρος της Τηθύος έκλεισε και καταστράφηκε οριστικά πριν από 45 περίπου εκατομμύρια χρόνια.
Την ίδια περίοδο, στο Κεντρικό Αιγαίο υπήρχε μια χερσαία περιοχή η μυθική Αιγιήδα, η οποία ήταν ενωμένη τόσο με τη μικρασιατική ενδοχώρα όσο και με την ηπειρωτική Ελλάδα. Το Γεωπάρκο Λέσβου αποτελούσε τμήμα αυτής της ενιαίας χερσαίας περιοχής, την οποία κάλυπταν πυκνά τροπικά – υποτροπικά δάση. Πριν από 21,5 – 16,5 εκατομμύρια χρόνια στο χώρο του βορειοανατολικού Αιγαίου εκδηλώθηκε έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα. Την περίοδο αυτή δημιουργήθηκαν τα σημαντικά ηφαιστειακά κέντρα αλλά και οι εντυπωσιακές ηφαιστειακές δομές του Γεωπάρκου Λέσβου που οδήγησαν στη δημιουργία του Απολιθωμένου Δάσους Λέσβου.
Εντυπωσιακοί γεώτοποι κυριαρχούν σε κάθε γωνιά του Γεωπάρκου Λέσβου αινιγματικά οικοδομήματα που στέκουν αγέρωχα, διαμορφώνοντας ένα ανεπανάληπτο ονειρικό σκηνικό, εκεί όπου ακόμη και ο κάθε ταπεινός βράχος, στη γη του Θεόφραστου, του πρώτου επιστήμονα που δίδαξε τη διάκριση και ταξινόμηση των λίθων, έχει μια ιστορία.
Τρία Μαρμάρια – Φαράγγι Κρυφτής – Τεκτονικό Κάλυμμα
Μια σημαντική γεωλογική δομή εμφανίζεται στην περιοχή της Κρυφτής, η οποία είναι χαρακτηριστική για τον τρόπο σχηματισμού των πετρωμάτων και δίνει στοιχεία για τη συμβολή της ρηξιγενούς τεκτονικής στο Βόρειο Αιγαίο.
Στην περιοχή εμφανίζονται εντυπωσιακές εικόνες των τεκτονικών μιγμάτων (mélange), γεωλογικών σχηματικών που εμφανίζουν μια χαοτική δομή, καθώς μικρότερα ή μεγαλύτερα τεμάχη πετρωμάτων συναντώνται ανακατεμένα μέσα με μια θεμελιώδη μάζα. Αποτελούνται κυρίως από κρυσταλλικούς ασβεστόλιθους, χαλαζιακούς-μαρμαρυγιακούς σχιστόλιθους, πρασινίτες και λιγότερο από οφιόλιθους.
Οι οφιόλιθοι είναι πετρώματα που σχηματίστηκαν από άνοδο μάγματος στον πυθμένα του ωκεανού της Τηθύος καθώς αυτός άνοιγε και βρισκόταν σε εξέλιξη η δημιουργία του. Πριν από περίπου 150 εκατομμύρια χρόνια οι γεωλογικές συνθήκες άλλαξαν. Οι μεγάλες στεριές της Λαυρασίας και της Γκοντβάνας άρχισαν να συγκλίνουν. Τα πετρώματα που σχημάτιζαν τον ωκεάνιο πυθμένα της Τηθύος συμπιέστηκαν, αναδύθηκαν και επωθήθηκαν επάνω στο ηπειρωτικό περιθώριο της Ευρασίας, εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά από την αρχική τους θέση, υπερπηδώντας άλλα πετρώματα τα οποία βρίσκονται σήμερα κάτω από τα οφιολιθικά πετρώματα του ωκεάνιου πυθμένα της Τηθύος.
Τα τεκτονικά μίγματα δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια τοποθέτησης της οφιολιθικής μάζας πάνω στο ηπειρωτικό περιθώριο. Τα ασβεστολιθικά τεμάχη του υποβάθρου (όπως και ο ορεινός όγκος της Παναγίας Κρυφτής), αποκολλήθηκαν από το ηπειρωτικό περιθώριο κατά την τοποθέτηση των οφιολίθων και ανακατεύτηκαν μαζί τους. Σήμερα δεσπόζουν στην περιοχή καθώς εμφανίζονται εγκλωβισμένα μέσα στα τεκτονικά μίγματα.
Τα πετρώματα της περιοχής έχουν έντονα επηρεαστεί από ένα μεγάλο ρήγμα οριζόντιας μετατόπισης με διεύθυνση ΒΑ-ΝΔ, εμφανίζοντας τις εντυπωσιακές κατακόρυφες κλίσεις των τεκτονικών μιγμάτων σε μια ζώνη πλάτους εκατοντάδων μέτρων. Το ρήγμα αυτό είναι υπεύθυνο για τη δημιουργία του φαραγγιού και των θερμών πηγών που αναβλύζουν στην περιοχή. Η γεωλογική δομή (είδος πετρωμάτων, ρήγμα κλπ) είναι υπεύθυνη και για τη δημιουργία σπηλαίων που χαρακτηρίζουν την περιοχή, ένα από τα οποία έχει χρησιμοποιηθεί για το εκκλησάκι της Παναγιάς Κρυφτής.