A passagem dos milénios e a indelével mas persistente e inexorável acção dos tempos provocou a alteração das rochas e o aparecimento de novos terrenos na ilha Santa Maria. De entre estes, porque moldados sob condições climáticas muito diferentes das que existem hoje em dia na ilha e nos Açores, destacam-se os “barreiros” de Santa Maria, de colorações avermelhadas a laranja vivo, aspecto árido e natureza argilosa. O Barreiro da Faneca, conhecido por “deserto vermelho”, enfeitiça o visitante com a sua superfície ondulante e suave, com tonalidades várias consoante a hora do dia.

No Poço da Pedreira, talhado no Pico Vermelho, o tom cromático da ilha mantém-se. E nesta antiga zona de extracção de pedra de cantaria, a natureza deu uma ajuda ao Homem mariense e permitiu o aparecimento de um espelho de água na base da antiga frente de exploração, criando uma paisagem ímpar que testemunha o papel auto-regenerador na Natureza.

Na Baía dos Cabrestantes, o pequeno afloramento de tufos vulcânicos submarinos de tons amarelados aqui existente não faz antever a sua verdadeira grandeza: a formação geológica mais antiga de Santa Maria e de todo o arquipélago.

A idiossincrasia das formas vulcânicas assume uma grandeza eloquente na Ribeira do Maloás, onde uma disjunção prismática em escoada lávica basáltica milenar se exibe aos visitantes. A extensa e alta parede de “bordões de lava” faz lembrar a “Calçada de Gigantes” de outras paragens e convida a uma pausa contempladora.

NaCascata do Aveiro, uma imponente queda de água com 110 metros de altura, ou na Ponta do Castelo, com o altaneiro Farol de Gonçalo Velho como sentinela, o sentimento é o mesmo: a grandiosidade da paisagem.

Sendo a ilha mais antiga dos Açores, Santa Maria tem registadas nas suas rochas vulcânicas e sedimentares as várias oscilações do nível do mar que têm ocorrido desde os primórdios do Oceano Atlântico. Isto mesmo pode ser observado na Pedreira do Campo, onde uma escoada basáltica formada sob o oceano e calcários que albergam no seu seio inúmeros fósseis de organismos marinhos (como conchas, corais e algas) atestam a realidade geológica da ilha há cerca de cinco milhões de anos atrás.

Em diversos outros locais da ilha as rochas sedimentares preservam fósseis de diversos organismos marinhos que outrora povoavam os mares vizinhos de Santa Maria: dentes de tubarão, esponjas, ouriços-do-mar, vários tipos de conchas e até ossos de cetáceos estão entre estes fósseis, que podem ser admirados no Centro de Interpretação Ambiental Dalberto Pombo, bem no centro histórico de Vila do Porto.