Aqui no Parque Estadual de Vila Velha a principal atração são os incríveis arenitos esculpidos pela água
São um conjunto de rochas sedimentares compostas basicamente por grãos de quartzo erodidos, os famosos arenitos da região de Vila Velha, com sua forma dada ao longo de milhões de anos pela ação da água das chuvas, cachoeiras e rios.
O que chama atenção, no caso de Vila Velha, são os sulcos provocados por água com grande energia, o que indica que no topo dos arenitos havia um grande planalto que drenava uma grande quantidade de água que caía exatamente naquele local, provocando grandes cachoeiras que sulcaram todo o arenito. O estranho é que este arenito, que era o limite daquela escarpa, ainda está lá, enquanto que tudo o que havia para trás foi erodido, o que mostra que aquele arenito em especial é mais resistente, ou seja, mostra que ali ocorreu uma erosão diferencial.
A erosão diferencial é, na realidade, a regra da formação do modelado terrestre, pois cada rocha de uma região responde de forma diferente de outra rocha ao mesmo processo erosivo. O seu estudo é um dos pontos chave da geomorfologia.
Vários fatores podem modificar a resposta do mesmo tipo de rocha aos processos erosivos e, inclusive, alterar o comportamento relativo entre vários tipos de rochas. Alguns desses fatores são intrínsecos à própria rocha, como, por exemplo, o tipo e a intensidade de cimentação.
Paleocachoeira
É uma feição que no passado já foi uma cachoeira
Uma falha geológica é um plano em que a rocha se partiu. Após acumular stress proveniente da tectonica de placas durante milhões de anos, se existe algum plano na rocha que não resiste à pressão submetida, esse é o plano escolhido para se partir e é chamado de "plano de fraqueza". É a partir dessa fissura na rocha que a água começa a percolar, e sua ação escultora, a modelar uma cachoeira.
Ao lado da palecachoeira deste local podemos ver formas que são relativas à climas secos e desérticos, com dias quentes e noites frias (ao exemplo do Saara). De Dia o arenito se dilatava como calor e a noite se contraía, com o tempo formou-se este desplacamento em forma de escamas, comuns em muitos sítios de relevo ruinifiorme. No Piauí popularmente são chamados de "cascos de tartaruga", mas no Paraná está bem suavizado pelo clima mais úmido atual.
O relevo de Vila Velha tem pelo menos 1.5 milhões de anos e que no Quaternário tivemos grandes oscilações climáticas com climas tendendo do semi-árido ao úmido. Embora os períodos secos não tenham sido tão prolongados como no Terciário, certamente eles tiveram sua importância na morfogênese do relevo de Vila Velha.