Σπήλαιο Θεόπετρας

Ανατολικά της πεδιάδας της Καλαμπάκας δεσπόζει ο εντυπωσιακός βράχος της Θεόπετρας, πάνω από το ομώνυμο χωριό. Ο βράχος της Θεόπετρας αποτελείται από σκληρά ασβεστολιθικά πετρώματα ηλικίας Κρητιδικού τα οποία έχουν αποτεθεί πάνω σε πιο μαλακά και ευάλωτα στη διάβρωση οφιολιθικά πετρώματα του Ιουρασικού. Η διαφορετική διάβρωση των δυο διαφορετικών τύπων πετρωμάτων οδήγησε στο να απομείνει σήμερα το ασβεστολιθικό «καπάκι» με απότομα σχεδόν κατακόρυφα πρανή, αντίστοιχο με αυτά που αποτελούν τους λόφους της Ακρόπολης και του Λυκαβηττού στην Αθήνα. Στη βάση των απότομων ασβεστολιθικών πρανών, στη βόρεια πλευρά του βράχου, δημιουργήθηκε το Σπήλαιο της Θεόπετρας. Το σπήλαιο τοποθετείται στη βάση των Κρητιδικών ασβεστολίθων, στην επαφή τους με τον υποκείμενο σχηματισμό από ραδιολαρίτες (πυριτιόλιθοι) και σχηματίστηκε από την καρστική διάβρωση και την κυκλοφορία του νερού στο εσωτερικό του βράχου. Οι ασβέστολιθοι και ραδιολαρίτες του βράχου της Θεόπετρας αποτελούν μέρος της ίδιας ενότητας με τους γεωλογικούς σχηματισμούς του Κόζιακα (Ενότητα Κόζιακα ή Δυτικής Ελλάδος). Τα ασβεστολιθικά πετρώματα του βράχου έχουν υποστεί έντονη τεκτονική παραμόρφωση, με την παρουσία πυκνών σχεδόν κατακόρυφων ρηγμάτων που έχουν διαμορφώσει τα απότομα πρανή και δημιουργούν πτώσεις βράχων περιμετρικά του λόφου. Για την προστασία της εισόδου του αρχαιολογικού χώρου του Σπηλαίου αλλά και των επισκεπτών έχουν τοποθετηθεί μέτρα προστασίας στα απότομα πρανή του ασβεστολίθου (δίχτυα προστασίας και αγκυρώσεις). Το σχήμα του σπηλαίου είναι σχεδόν τετράπλευρο με μικρές κόγχες (καρστικούς αγωγούς) στην περιφέρειά του, και έχει έκταση σχεδόν 500 τετραγωνικά μέτρα. Η είσοδος είναι τοξωτή, με άνοιγμα 17 μέτρα και ύψος 3 μέτρα, επιτρέποντας στο εσωτερικό της να εισχωρεί άφθονο φυσικό φως.

Η τοποθεσία του Σπηλαίου της Θεόπετρας γίνεται όλο και πιο σημαντική καθώς η ανθρώπινη παρουσία αποδεικνύεται σε όλες τις περιόδους της Μέσης και Ανώτερης Παλαιολιθικής, της Μεσολιθικής, της Νεολιθικής και πέρα, γεφυρώνοντας το Πλειστόκαινο με το Ολόκαινο. Η θέση του σπηλαίου ήταν κοντά στα περιθώρια μιας μεγάλης λίμνης και βαλτώδων εκτάσεων που καταλάμβανε σχεδόν ολόκληρη την πεδιάδα Τρικάλων-Καρδίτσας μέχρι πριν περίπου 20-15 χιλιάδες χρόνια. Η χρονολόγηση με ραδιενεργό άνθρακα δείχνει την ανθρώπινη παρουσία τουλάχιστον πριν από  περίπου 130.000 χρόνια. Αρκετά χαρακτηριστικά του σπηλαίου υποδηλώνουν ανθρώπινη ενασχόληση. Στις ανασκαφές έχουν αποκαλυφθεί ανθρώπινα ευρήματα, όπως ο σκελετός της «Αυγής», μιας νεαρής γυναίκας της Μεσολιθικής περιόδου, όπως και τα δεύτερα στην Ευρώπη σε ηλικία αποτυπώματα ανθρώπινων πελμάτων της Παλαιολιθικής περιόδου. Το Σπήλαιο Θεόπετρας περιέχει μια από τις μεγαλύτερες συνεχόμενες προϊστορικές ακολουθίες σε ανασκαφή της Ελλάδας, που περιλαμβάνει πολιτιστικά κατάλοιπα της Μέσης και Ανώτερης Παλαιολιθικής καθώς και της Μεσολιθικής και της Νεολιθικής Εποχής. Τα αρχεία έχουν δείξει σημαντικά παλαιοπεριβαλλοντικά δεδομένα με βάση τα ιζηματογενή χαρακτηριστικά και τα βοτανικά κατάλοιπα. Τα ευρήματα περιλαμβάνουν έναν τεχνητό πέτρινο τοίχο που στέκεται μέχρι σήμερα, ο οποίος χτίστηκε περίπου το 21.000 π.Χ. Είναι το παλαιότερο γνωστό παράδειγμα τεχνητής κατασκευής. Το τείχος πιστεύεται ότι χτίστηκε για να προστατεύει τους κατοίκους του από τους ψυχρούς ανέμους στο απόγειο της τελευταίας εποχής των παγετώνων.