Del análisis geomorfológico, de la disposición de la red hidrográfica y de la correlación de las terrazas fluviales, se deduce que el Pisuerga llevaba, desde el entorno de la población de Astudillo (Palencia), sentido suroeste, bordeando por el norte los relieves de los Páramos (aproximadamente por donde, hoy en día, corre el ramal norte del Canal de Castilla), recibiendo después al río Carrión y pasando por Palencia. En el Pleistoceno inferior-medio, un afluente derecho del Arlanzón terminó seccionando dichos relieves, capturando a este antiguo Pisuerga y dando lugar a una notable reorganización fluvial. El fenómeno se produjo dentro del contexto de una más extensa rectificación norte-sur para una red hidrográfica inicialmente noreste-suroeste.
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