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La côte est constituée d’une grande variété de formations géologiques, depuis les roches ignées et métamorphiques du Cotentin aux marnes de la Côte Fleurie et à la craie de la Côte d’Albâtre.
Le modelé et l’évolution des rivages dépend pour beaucoup de la nature des terrains, suivant que l’on ait affaire à des roches dures, massives, stratifiées (horizontalement ou verticalement) ou tendres et sensibles à la désagrégation mécanique.
A Etretat, la structure géologique est constituée d’un simple empilement horizontal de strates de calcaire sur plusieurs dizaines de mètres d’épaisseur ; ce sont les fameuses falaises de craie connues dans le monde entier.
La roche fut construite grâce à l'amoncellement des restes calcaires des micro-organismes unicellulaires comme les « coccolithophoridés » et les foraminifères qui vivaient, mouraient et s’accumulaient dans les fonds de la mer au crétacé. D’autres micro-organismes ont concentré de la silice dans leur squelette (diatomées, radiolaires, éponges…) pour générer des strates de silex intercalées par centaines dans les falaises normandes.
La falaise de craie est une structure vivante, elle est sensible à l’ablation marine, les processus d’érosion y sont très actifs et rapides, si bien qu’à l’échelle humaine il est possible de mesurer le recul de la côte face à la mer (30m par siècle à Etretat).