Karstificación

En esta entrada me gustaría que llegaseis a comprender el mágico proceso de karstifición, es decir, la formación de las cuevas.

INTRODUCCIÓN

Lo primero, ¿Quién fue el primero que se interesó por los agujeros profundos? ¿Qué se le perdió ahí abajo?

Los primeros humanos que se adentraron en el oscuro mundo del subsuelo no eran espeleólogos, porque no buscaban conocer el medio en el que entraban, sino sencillamente, refugio, abrigo y protección.

Será un jesuita, Athanasisus Kircher quién escribió la primera obra espeleológica, Mundus Subterraneus donde todavía se nos habla de dragones y monstruos. El italiano Lindner alcanzó en 1841, el curso subterráneo del río Timavo a más de 500 metros de profundidad. No será hasta 1894 cuando Edouard-Alfred Martel publicó la obra Les abismes (Los abismos). En este momento es cuando se produce el gran giro que dará lugar a la espeleología moderna. Fue Martel quien acuñó el término y describió las técnicas primeras de progresión con las que pudo llegar a explorar 250 cavidades, alguna de ellas de más de 250 metros de profundidad. Colgado de una cuerda de cáñamo y sentado sobre un tablón, con un sombrero de fieltro y una vela en la mano, fue el primero que consideró la exploración directa como un medio para conocer las cavidades y estudiarlas con rigor científico. Por eso será reconocido por todos como el padre de la espeleología moderna.

Para que os hagais a la idea, una cueva caliza tarda como mínimo, un millón de años en hacerse, la gran mayoría tienen al menos, esa edad. Por supuesto que hay otra gran cantidad de ellas mucho mas viejas, pero como valor de referencia puede estar bien.

Con estos números nos damos cuenta del lento proceso que conlleva la formación de una cueva, este está primeramente relacionado con la formación de la corteza terrestre. La Tierra, al fin y al cabo, es una masa caliente de diferentes materiales fundidos en su interior con una corteza solidificada en el exterior, sobre la cuál, vivimos.

Cuando la Tierra digamos que empezó a coger forma, los materiales mas ligeros ascendieron a la superficie que junto con los sedimentos orgánicos de la superficie formaron lo que hoy comúnmente llamamos Rocas, al contrario que los pesados, que se hundieron y forman el núcleo de la Tierra.

De esta forma, los distintos tipos de rocas nos darán como resultado distintos tipos de suelos, y en ellos se podrá producir la formación de una cavidad o no, dependiendo de su morfología, su dureza y su capacidad de disolución.

TIPOS DE ROCAS

Conocemos tres tipos de rocas:

• Rocas Sedimentadas: se forman por precipitación química o bien mediante deposición, grano a grano, de las suspensiones acuosas de partículas que forman los ríos y los mares.

• Rocas Ígneas: que pueden ser “plutónicas”, resultantes de la intrusión y cristalización del magma en el interior de la corteza terrestre, o “volcánicas”, generadas por extrusiones superficiales de lava a través de los volcanes. La estabilidad de un mineral o de una roca depende de los factores físico-químicos a que esté sometida; sobrepasados ciertos limites, los minerales de la roca se ordenan de distinta forma originándose un nuevo mineral o un nuevo tipo de roca. Entre estas rocas ígneas cabe destacar el granito y el basalto.

Rocas Metamórficas: que son rocas ígneas o sedimentadas que han estado sometidas a un intenso calentamiento y a una presión elevada en niveles profundos, debido generalmente al efecto de movimientos tectónicos causados por la deriva de los continentes. En ellas aparecen los mismos materiales que en las sedimentarias o las ígneas. Se caracterizan por su estructura foliada,es decir en forma de hojas o láminas, provocada por la presión excesiva que han soportado.

DÓNDE SE FORMAN LAS CUEVAS

Entender el proceso de formación de cavidades nos ayudará en gran medida a intuir donde se llegan a formar estas.

Lo primero que debemos saber es que las cavidades se encontrarán en terrenos calizos, yesíferos, conglomerados y lavíticos. Por lo tanto, en zonas graníticas o pizarrosas nos será realmente dificil encontrar cavidades de cierto tamaño, no excluye que existan algunas cuevas graníticas repartidas por el mundo. Sin embargo, en terrenos calizos como la Cordillera Cantábrica o el Cañón del Río Lobos o zonas costeras como Mallorca, o el Levante, tendremos el terreno lleno de cavidades. Pasa lo mismo en lugares yesíferos, como Sorbas, en Almería, o en lugares de origen volcánicos como las Islas Canarias

Con esto, tenemos cuatro tipos de suelos favorables a la formación de cavidades:

• Suelos Calizos: Los suelos calizos se originaron fundamentalmente en el lecho marino hace aproximadamente unos 570 millones de años con la aparición de los seres vivos en la era mesozoica (Triásico 240-208 millones de años, el Jurásico 207-144 y el Cretácico 143-66), debido a el depósito, descomposición y posterior fosilización de materia orgánica.

Los movimientos de las placas continentales hicieron que la corteza se plegara y que muchos de estos suelos emergieran fracturándose en su movimiento. Así, el terreno calizo que emergió presentaba dos tipos claros de fracturas. las que provienen del apilamiento de los estratos de sedimentos y otras perpendiculares a estas que llamamos grietas o diaclasas. A partir de estas condiciones del terreno, el efecto del agua irá haciendo el resto y poco a poco se irá formando la cavidad.

El agua de la lluvia, en terrenos con abundancia de vegetación, al mezclarse con el CO2 del ambiente hace que suba su nivel de acidez. Este agua ácida, al mezclarse con el humus del suelo, hace que el efecto de disolución de la caliza sea aún mayor. Poco a poco irá descomponiendo la roca en un proceso que llamamos erosión química. En el curso de esta descomposición, algunos minerales más resistentes no se disolveran en el agua, sino que serán arrastrados por ella. Al chocar sus partículas con la roca que encuentra en su camino, la va fragmentando, rompiendo y arrastrando en el proceso que conocemos como erosión mecánica.

De esta forma, irán apareciendo a lo largo de los miles y miles de años, pozos y galerías por las que el agua avanza hasta llegar a niveles impermeables de roca en lo que llamamos los estratos impermeables donde se forman colectores (cursos de agua activos) que terminan emergiendo a la superficie por algún manantial.

• Suelos en Yesos: Estos suelos son de un proceso parecido al de la caliza pero mucho menos abundantes. Como característica fundamental podríamos señalar su laminosidad que hace que se nos presente permanentemente en forma de grandes o pequeñas láminas de cristal. Los lugares con yesos se convirtieron bien pronto en minas de extracción encontrándose lugares donde la minería ha explotado estos yacimientos, como por ejemplo en Segóbriga, en la provincia de Cuenca.

Cabe destacar el hecho de la erosión que se produce en los yesos es más por disolución que por arrastre mecánico, dada la gran solubilidad de este material.

• Suelos Volcánicos: están formados por la lava que no son sino las expulsiones volcánicas que llegan al exterior de forma licuada debido a las altas temperaturas que soporta.

La formación de cavidades en este tipo de suelo, para los que somos profanos en ellas, es un tanto difícil de explicar. Al bajar los ríos de lava desde la cima de los volcanes hasta el mar, los distintos materiales tardan también diferentes tiempos en enfriarse. Así, mientras en la superficie pueden solidificar antes, en el subsuelo puede seguir corriendo la lava, lo que deja galerías hechas por efecto de la licuación de materiales ígneos.

• Suelos arcillosos y conglomerados: Los suelos arcillos y conglomerados son fruto de la sedimentación. Los materiales, arcillas en un caso y rocas y arcilla en otros, son depositados de forma que se van compactando y estructurando laminalmente.

La acción soluble del agua hace el resto. Va oradando los distintos estratos hasta que poco a poco va formando galerías. Estos suelos oradados son muy frágiles por lo que no generan cavidades abundantes, aunque, por otra parte, cuando lo hace, forman cavidades de una enorme belleza.

SISTEMAS KÁRSTICOS

La rama de la geología que estudia las cavernas se denomina Karstología porque en un principio este nombre se utilizó para explicar las características morfológicas de una región que se llama Karst situada entre Eslovenia y Croacia. Desde entonces llamamos karst al paisaje calizo donde el agua se esconde rápidamente entre las grietas.

Vamos a centrarnos en el suelo calizo, que es donde se desarrollan las cuevas con mayor longitud y verticalidad.

Tenemos cuatro tipos de karsts:

• Karst de Alta Montaña: Se caracterizan principalmente por su elevada altitud frente al nivel del mar. En nuestro país podemos encontrarlas en Pirineos, Cordillera Cantábrica, o en los Sistemas Bético y Penibético. Son fruto de los choques de las capas tectónicas emergieron las cordilleras calizas. Al caer el agua entre las rocas y congelarse, esta se va fracturando a favor de la creación de grietas y anchura de las diaclasas. Las abundantes precipitaciones hacen que estos pequeños huecos sufran el empuje de un caudal importante, por lo que la erosión mecánica será preponderante. Fruto de ello será que los pozos por donde baja el agua y las galerías por las que discurre tendrán las paredes lisas, pulimentadas y encontraremos pocas formaciones. Las corrientes de aires traerán al interior las bajas temperaturas y será posible encontrar incluso nieve y hielo a bastante profundidad.

• Karst de Media Montaña: A bastante menos altitud podemos encontrar otras zonas calizas que emergerieron formando mesetas calizas. Ejemplos de ellos son el Alto Tajo o el Cañón del río Lobos. A diferencia de los karst de Alta Montaña, la vegetación es mucho más abundante, por lo que podemos encontrar un mayor efecto de la erosión química. Esta es más lenta que la mecánica, y produce como efecto la profusión de formaciones calcáreas que llamamos espeleotemas y que veremos más adelante, como la estalactitas, estalagmitas y demás.

• Karsts Tropicales: Su característica fundamental son la profusión de vegetación y su alto grado de pluviosidad, por lo que la erosión química y mecánica van parejas no pudiéndose establecer ninguna preponderancia.

• Karsts Costeros: Ubicados junto al mar, compaginan también la erosión mecánica y la química pudiendo llegar a presentar numerosas concreciones.

EL EXTERIOR DEL KARST

Vamos a ver las peculiaridades de un sistema karstico visto desde el exterior.

Hay dos cosas esenciales que nos ayudan a reconocer un paisaje kárstico: presenta numerosas depresiones cerradas de distintos tamaños; y no presenta manantiales ni otros afloramientos superficiales de agua, ni siquiera en zonas muy lluviosas. En cuanto que cae el agua de la lluvia, esta se filtra por las grietas hasta llegar a grandes conductos que hacen posible que el agua sea drenada hasta el fondo de los valles, donde vuelve a emerger en forma de surgencias.

Esto ocurre debido a que la roca caliza es bastante soluble. Además, deben ser los suficientemente puras como para no arrastrar otros materiales que colmaten las grietas por donde se filtra el agua; y por último, deben ser lo bastante sólidas como para que no se desplomen los techos.

Estas tres condiciones sólo se cumplen con los mármoles, la caliza y las dolomías. Sus elementos mas importantes son los siguientes:

• Lapiaces: Son desiertos de piedra desnudos, agrietados, con canaladuras y cantos vivos producidos por la corrosión química provocada al contacto de la roca con el agua de lluvia, el hielo y la nieve.

• Simas: Conductos verticales que en ocasiones pueden ser espectaculares por sus dimensiones. Se pueden formar por hundimiento de la bóveda de algún techo, disolución exagerada en el fondo de una dolina, o erosión y corrosión en sumideros activos.

• Dolinas: Son depresiones circulares en el suelo provocadas por el hundimiento del terreno debido al colapso de una antigua cavidad o por infiltración de agua en algunos puntos concretos.

• Poljé: Es una extensa depresión cerrada, de fondo plano, de dimensiones kilométricas, dominada por vertientes escarpadas. La notable planitud del poljé se debe a la acumulación en el fondo de la arcilla de descalcificación. Dentro de un poljé encontramos formas cársticas menores: dolinas y lapiaces. También encontramos grandes cerros residuales, de pendientes acusadas, llamados hums (o cuetos). La existencia de poljés está relacionada con los grandes accidentes tectónicos y la organización de la red hidrográfica. Los poljés, por sus propias dimensiones, necesitan organizar la escorrentía. Al ser una depresión cerrada la evacuación del agua se realiza a través de pozos llamados ponors o sumideros. El ponor comunica el poljé con el exterior, a través de una red subterránea. Dependiendo de la capacidad del ponor, y el aporte de agua, los poljés pueden inundarse, formando lagos temporales, lo que favorece la existencia de un fondo plano.
  En España existe el importantísimo Poljé de Matienzo.

EL INTERIOR DEL KARST

Ahora que ya sabemos diferenciar un karst, así como sus diferentes elementos exteriores, pasemos a estudiar la parte interna de estos complejos sistemas, que es donde realmente se encuentra su magia.

Si a un macizo kárstico le damos un corte de manera que podamos ver su interior, podríamos reconocer cuatro niveles bien diferenciados: La zona de absorción, la zona de circulación vadosa y la zona epifreática, la zona freática.

• Zona de Absorción: Es la zona por donde el agua entra hacia el interior de la tierra y que coincide con el paisaje kárstico exterior.

• Zona de Circulación Vadosa: O zona de transferencia vertical,  y es donde se dan los grandes pozos. El agua, por efecto de la gravedad desciende en forma de torrenteras y cascadas erosionando las pareces hasta dejarlas pulidas.

• Zona Epifreática: Son las galerías que pueden llegar a inundarse en épocas de mucha lluvia, llegando a sifonarlas.

• Zona Freática: Son las galerías pernamentemente llenas de agua que precisan conocimientos de espeleobuceo para su reconocimiento.

• Surgencias: Es la zona de salida de aguas del sistema cavernario.

El interior de las cuevas se forma en función del modo en el que el agua las atraviesa. Cada cueva es única, la rapidez con la que circula esta las moldeará de una forma u otra, es decir, si el agua se mueve a mucha rapidez, las galerías se vacían por completo; a medida que su velocidad es más lenta se van rellenando con sedimentos diferentes, con posibilidad de colmatarse y, la red de fracturación en la que nos encontremos, en la cual podemos distinguir, juntas de estratificación y diaclasas.

La fuerza del agua y el paso de miles de años irán moldeando poco a poco la forma de la caverna, diferenciando dos tipos de galerias:

• Galerías en la zona Freática: Cuando el agua circula a presión, la erosión de esta hace que las galerías tengan una forma circular. No obstante hay que tener en cuenta que no en todos los lugares de la pared de la galería la roca es exactamente igual de dura y de soluble, y que hay lugares más vulnerables como las fracturas. Si el agua discurre con una velocidad más lenta, la galería tenderá a crecer hacia arriba, erosionando el techo, ya que el fondo se irá protegiendo de la erosión por el depósito arcilloso que se va quedando en el fondo.
• Galerías en la zona Vadosa: Si el agua discurre con velocidad por una zona vadosa, irá siendo cada vez un conducto más profundo. Si lo hace en una diaclasa, la galería irá profundizando formándose un meandro más alto que ancho. Si lo hace por un plano de estratificación se terminará haciendo un laminador (galería de techo muy bajo y de dimensiones anchas).

Así se van formando las galerías subterráneas. El agua, cargada de gas carbónico, disuelve la caliza y agranda paulatinamente el conducto inicial. Con el tiempo, mientras en el techo van a aparecer las distintas concreciones, el agua profundiza hacia capas más bajas y sólo el tramo inferior permanece inundado.

El efecto de la erosión hace que tanto los techos como las paredes se debiliten. Por eso, de vez en cuando, se producen desplomes que dan lugar a nuevas salas en la cavidad.

LAS FORMACIONES

Las grandes salas y pozos impresionan, las pequeñas gateras y laminadores acojonan, pero lo que mas impacta de las cuevas son las formaciones, inverosímiles en muchas ocasiones, que se forman con el paso del tiempo.

El agua que circula por un terreno kárstico recoge gas carbónico de la atmósfera y de los distintos compuestos orgánicos que haya por el suelo. Se interna en las grietas de las rocas y accede al mundo subterráneo. Cuando alcanza galerías o salas donde el Anhídrido Carbónico (CO2 ) es tan bajo como en el exterior, que suele ser en lugares donde hay buena ventilación, libera parte de ese gas acumulado y entonces se produce la precipitación del Carbonato Cálcico (CO3Ca), que es el componente principal de las concreciones. Junto con él se pueden encontrar más de 100 variedades de minerales asociados a las cavernas.

Veamos que tipo de espeleotemas podemos encontrarnos bajo tierra:

• A.) Estalagticas: Se forma en el techo como resultado de los depósitos minerales continuos transportados por el agua que se filtra en la cueva, en especial los de bicarbonato cálcico que precipitan en carbonato cálcico y se deposita formando la estalactita a partir del tubo inicial. Pueden llegar a medir decenas de metros.

• B.) Macarrones: Es una variedad de estalactita hueca (forma tubos) y con un diámetro pequeño, suele ser inferior a un centímetro, lo que junto a unas paredes inferiores al medio milímetro le dan su aspecto traslúcido, casi transparente en algunos casos. Puede alcanzar longitudes de más de un metro.

C.) D.) Estalagmitas: Se forma por el goteo del agua proveniente del techo, sea o no desde una estalactita. La estalagmita no tiene canal central como la estalactita o el macarrón. Dependiendo de la velocidad de goteo y otros factores su forma varía de forma drástica, por ejemplo con goteos lentos se producen estalagmitas fina y altas mientras que si lo hace a gran velocidad se consiguen formas muy anchas y redondeadas.

• E.) Columnas: Se forman cuando se encuentran la estalactica y estalagmita de la misma vertical.

• F.) Banderas: Se forma de manera similar a las estalactitas cónicas, clásicas, pero con la particularidad de que el agua no circula por el interior de las mismas, sino por el exterior, creciendo y engrosando lateralmente. El crecimiento ondulado es debido a las curvas de la roca que se van haciendo mayores según la bandera se aleja de la pared. Al mirarlas al contraluz pueden verse las estrías de su crecimiento, con tintes de diferente tonalidad. Cuando se tocan, producen extraños y melodiosos sonidos.

• G.) Coladas: Es uno de los espeleotemas más comunes. El flujo de agua sobre una superficie inclinada depósita en capas, que inicialmente toman la forma de la roca subyacente, carbonato cálcico en cristales que crecen perpendicularmente a la superficie.

• H.) Helicitas: Una helictíta es un espeleotema encontrado en cuevas de piedra caliza que cambia su eje respecto a la vertical en una o más etapas durante su crecimiento. Tienen forma curva o angular tal que les da la apariencia de haberse desarrollado en gravedad cero. Son, con gran probabilidad, el resultado de la capilaridad que actúa en pequeñas gotas de agua.

• EX.) Excéntricas: Espeleotemas que desafían la lógica y el orden natural de las cosas.

• I.) Leche de Luna: es una sustancia blanca y cremosa que se encuentra dentro de las cuevas. Es similar a otros depósitos, pero la cualidad que la hace única es que no se endurece o se convierte en piedra.

• J.) Gours: Son como pequeños recipientes de agua. En sí, los gours son los tabiques que la retienen. Necesitan de un curso activo y lento así como pequeñas irregularidades en el terreno. No pueden formarse cuando la inclinación del terreno sobrepasa los 30º de inclinación.

• O.) Discos: se forma cuando a través de una grieta de la roca sale agua con una cierta presión y libera el dióxido de carbono; el carbonato precipita a partir de los bordes de la grieta adquiriendo la forma de disco en cada uno de los dos lados.

• Q.) Pisolitas o Perlas de las cavernas: Son como bolitas constituidas por capas concéntricas que han ido creciendo sobre un núcleo central de arena o similar. Se forman en pequeñas cubetas de agua sometidas a incesante goteo.

• S.) Cornisas: espeleotema que crece en los bordes de elementos que tocan la superficie de un lago: coladas, estalagmitas, columnas, etc.

• V.) Conulitos: Espeleotema secundario en forma de cono formado por goteo del agua en el suelo de la cavidad.

• Z.) Coraloides: Espeleotema que se asemejan a los corales.

• AA.) Antoditas: son espeleotemas (formaciones de cuevas) compuestos por largos cristales similares a agujas situadas en grupos que irradian hacia fuera desde una base común. Las agujas pueden irradiar en forma de pluma o plumas. La mayoría de las antoditas son de aragonito.

• AD.) Speleoseismites: Espeleotemas deformados o rotos por movimientos sísmicos del terreno. Provacan derrumbes y caos de blqoues.

• AG.) Caos de bloques o derrumbe: Provocados pro colapsos del techo o movimientos sísmicos del terreno. Pueden forman enormes salas con bloques como edificios de grandes.

• AF.) Anemolito: Estas estalactitas se forman fuera de la vertical, probablemente debido a corrientes de aire.

• AH.) PopCorn: Espeleotema que se asemeja a las palomitas. Todo un espectáculo.

COLORACIONES

Tanto la Calcita como el Aragonita, los minerales más presentes en una cavidad, son incoloros. Sin embargo, cuando nosotros estamos en una cavidad, podemos encontrar muy distintas variedades de colores de gran belleza.

Dame un mono y un arnes…. y no me esperes despierta.

(Fotografías e información obtenida principalmente de wikipedia con caracter divulgativo)