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Grutas

Origem das Grutas

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As grutas constituem um atrativo natural, proporcionando cenas agradáveis à visitação pública e uma fonte de controvérsias científicas para geólogos naturalistas e espeleólogos, especialistas que as estudam.

A formação de uma gruta depende do trabalho químico e mecânico das águas subterrâneas e propriedades físicas do terreno.

Formação de grutas calcárias

Na formação de grutas calcárias dois agentes atuam: os agentes químicos e os agentes físicos, sendo que, percentualmente, esta atuação pode ser considerada à razão de 90% e 10% respectivamente.

Como o nome já indica, a gênese de uma gruta calcária é estudada à partir de sua constituição: a dissolução e alteração do calcário através de processos químicos realizam-se através do dióxido de carbono dissolvido na água e mais oxigênio, diversos ácidos e produtos orgânicos que provém do solo.

Essa dissolução do calcário acontece devido a infiltração de águas e em nível próximo ao lençol freático. Por essa infiltração as águas carregadas de carbono vão penetrando através das fendas e diáclases do calcário. O CO2 reage, transformando o carbonato de cálcio (CaCo3) em bicarbonato ácido de cálcio – Ca(HCO3)2 – solúvel e levado pelas águas. Essa água então seguirá sua direção natural, às vezes a muitos quilômetros da orígem. Com a circulação pelas fendas e fraturas, estas vão se alargando lentamente dando aberturas de formas variáveis, que o trabalho das águas vai aumentando com o tempo, formando mais cavidades na rocha. As dimensões das grutas assim formadas vão depender do sistema de juntas e fraturas, de sua quantidade e da infiltração das águas.

Analisando o calcário veremos o Ca(HCO3)2 facilmente redepositado sob forma de CaCO3 (Calcita) com a evaporização total ou parcial da água de solução. Além desses cursos de áua subterrâneos existe paralelamente um lento derrame de água, contendo calcário dissolvido através das fendas, diáclases, tetos e paredes das grutas.

Os agentes físicos, embora considerados mínimos, merecem citação pelo trabalho de estrutura que exercem: aquecimento e resfriamento que provocam fraturas e diáclases por onde penetram as águas, faíscas elétricas formando redes de fraturas, desagregação do calcário formado pelas partículas arrastadas, o impacto causado pela força dos cursos d’água através das galerias provocando desagregação, e a gravidade, o principal agente físico atuando não diretamente mas que vai influir na conformação da gruta.

Evolução das grutas

A gruta não é produto de um fenômeno estático. Tem seu nascimento e evolução até alcançar a maturidade, quando entra em processo destrutivo até desaparecer. Em cada uma de suas fases evolutivas, temos um tipo característico da morfologia. Em sua infância, quando ainda não é uma gruta, a corrosão terá um papel predominante, daí existirem grutas nas rochas suscetíveis de sofrer dissoloção.

Para cada uma dessas fases de evolução há uma morfologia específica. Na infância, predominará a corrosão. E para exercer a ação corrosiva a água necessita estar impregnada de CO2, e de tempo, pois uma circulação rápida produz erosão e não corrosão.

Com a erosão aparecendo, vem a fase juvenil, atuando, aí a erosão livre, turbilhante. A gruta aumenta suas dimensões. Começa a se produzir em superposição de formas, aparecem galerias de conjugação, a água circula livremente e a erosão é exuberante. Aparece a morfologia de afundamento. A gruta atinge a maturidade.

Enquanto se formam os primeiros espeleotemas a água, com grande poder dissolvente, chega às fendas carregando carbonato de cálcio suficiente para iniciar as primeiras formas de reconstrução. Aí surgem os estalactites. Os estalagmites vem depois, pois dependem da circulação inferior.

As águas abandonadas iniciam um novo ciclo de evolução. Esse abandono de água pode ser provocado por elevação da região. Na gruta primitiva abrem-se poços e a água é expulsa. A gruta entra na última fase evolutiva e aparece a mofologia senil. Diz-se que tal gruta foi fossilizada. Essa fossilização é o seu fim natural.

Esse ciclo descrito anteriormente nem sempre se apresenta completo: juvenil,madura, senil e fóssil.

Às vezes uma fase deixa de se apresentar.

Entretanto, o ciclo morfológico de uma gruta é de suma importância para o seu estudo espeleológico e pode gerar três fases: morta, senil e fóssil.

Morta: Quando a água (agente formador) deixou de circular e isso depende da morfologia apresentada.
Senil:
Apresenta abundantes espeleotemas, mostrando o fenômeno da reconstrução.
Fóssil:
Completamente preenchida de depósitos de carbonato de cálcio, argila, aluviões e com isso, dixa de ser uma gruta.

Vimos, então, que se o ciclo se desenvolvesse perfeitamente de acordo com a morfologia, uma gruta chegaria ao estado de gruta morta com uma morfologia senil e esta finalmente conduziria a uma fossilização.

Entretanto, uma gruta pode ser abandonada pelas águas na fase juvenil, antes de entrar na maturidade. Então teremos uma gruta morta mas com morfologia juvenil. E assim outros casos, como uma gruta em fase juvenil se fossiliza por aluviamento. Ela chegará ao estado fóssil sem haver passado por maturidade e senilidade.

Quanto maior o número de ciclos passados na vida uma gruta, maior dificuldade se tem para distinguir os vestígios deixados pelos primeiros. Podem existir, portanto, grutas fossilizadas no estado juvenil, ou com morfologia de maturidade.

Fonte: www.geocities.com

Grutas

Dum modo geral, os calcários ostentam uma densa rede de fendas, por vezes microscópicas, a que é comum dar-se o nome de diaclases.

Calcários Fraturados

A origem dessas diaclases tanto pode estar relacionada com processos diagenéticos como com processos tectônicos.

Os fenômenos diagenéticos têm a ver com a própria formação da rocha por consolidação (perda de água) da lama carbonatada inicial. Quem nunca reparou nas fendas que se formam na lama quando esta seca?!! Os fenômenos tectônicos têm a ver com a atuação de esforços compressivos ou distensivos locais atuantes sobre as rochas, levando à sua fraturação, e que estão relacionados com os fenômenos globais de movimentação das placas tectônicas.

Não fosse a comum existência dessa rede de fraturas, os calcários seriam rochas batante impermeáveis.

É a circulação da água da chuva por essas diaclases que leva ao seu progressivo alargamento, dando origem a formas de relevo características das regiões calcárias: o Relevo ou Modelado Cársico.

Essas formas de relevo variam de local para local visto dependerem de numerosos fatores, entre os quais se pode assinalar o tipo de calcário, o tipo e geometria da rede de diaclases, a disposição das bancadas de calcário, etc..

COMO É QUE A ÁGUA DA CHUVA ALARGA AS DIACLASES DOS CALCÁRIOS?

Ao cair, a água da chuva (H2O) dissolve o dióxido de carbono (CO2) existente na atmosfera, donde resulta a formação dum ácido fraco – o ácido carbônico (H2CO3) – que lhe confere uma ligeira acidez. Essa acidez é intensificada quando, ao circular pelo solo, a água dissolve os ácidos orgânicos aí existentes.

Ora, os calcários são rochas fundamentalmente constituídas por um mineral a que se dá o nome de calcite (carbonato de cálcio: CaCO3). Sendo este mineral facilmente atacado pelos ácidos, dissolvendo-se, nos calcários, quando em contato com as águas ácidas que neles circulam pelas diaclases, ocorre uma reação química característica, conhecida por carbonatação, da qual resulta bicarbonato de cálcio dissolvido na água. A lenta mas contínua circulação das águas pelas diaclases leva à dissolução do calcário.

CaCO3 + H2CO3 Ca2+ + 2HCO3

Grutas

Por este processo, as fendas vão-se alargando e coalescendo umas com as outras, o que, em casos extremos pode levar à formação de largos e longos canais subterrâneos por onde se dá uma intensa circulação da água. Dum modo geral, as grutas correspondem a zonas alargadas destes rios subterrâneos.

Fonte: www.grutasalvados.com

Grutas

Formação das Grutas

Gruta

Gruna ou gruta (do latim vulgar grupta, designação de crypta) é toda a cavidade natural rochosa com dimensões que permitam acesso a seres humanos. Em alguns casos essas cavidades também podem ser chamadas de caverna (do latim cavus, buraco), tocas, lapas, abrigos, algares ou abismos.

Os termos relativos a grutas geralmente utilizam a raiz espeleo-, derivada do grego spelaios (caverna).

As grutas podem ter desenvolvimento horizontal ou vertical em forma de galerias e salões. Ocorrem com maior frequência em terrenos formados por rochas sedimentares, mas também em rochas ígneas e metamórficas, além de geleiras e recifes de coral. São originárias de uma série de processos geológicos que podem envolver uma combinação de transformações químicas, tectônicas, biológicas e atmosféricas. Devido às condições ambientais exclusivas das grutas, o seu ecossistema apresenta uma fauna especializada para viver em ambientes escuros e sem vegetação nativa. Outros animais porém, como os morcegos, podem transitar entre o interior e exterior.

As grutas foram utilizadas, em idades remotas, como ambiente seguro e morada para o homem primitivo, fato comprovado pela imensa variedade de evidências arqueológicas e arte rupestre encontrados no seu interior.

As grutas são estudadas pela espeleologia, uma ciência multidisciplinar que envolve diversos ramos do conhecimento, como a geologia, hidrologia, biologia, paleontologia e arqueologia.

Formação

De acordo com a sua formação, as grutas dividem-se em dois grupos: Primárias e as Secundárias.

Grutas primárias

Grutas
Tubo de lava em S. Vicente na ilha da Madeira.

São grutas primárias aquelas cuja formação é contemporânea à formação da rocha que a abriga.

Tubos de lava são exemplos de grutas primárias.

Grutas vulcânicas

Em regiões com vulcanismo ativo, a lava escoa para a superfície através de um fluxo contínuo. A lava escoa por canais à medida que o fluxo arrefece e solidifica, formando os chamados tubos de lava muitas vezes de vários quilómetros de extensão. Em alguns casos, após o vulcão se tornar inativo, esses tubos ficam vazios e preservados formando cavidades acessíveis do exterior. Também podem ser formadas pela existência de bolsas de ar ou outras irregularidades no magma durante o seu escoamento ou arrefecimento. Nestas grutas costumam formar-se salas ou canais de pequenas dimensões. As grutas de lava não possuem formações exuberantes como as grutas criadas por dissolução química. Em geral possuem paredes lisas e uniformes.

Grutas de coral

Cavidades criadas durante o crescimento de recifes de coral, uma vez calcificados e litificados os corais. Essas cavidades podem ser preservadas e em alguns casos formam galerias ou salões penetráveis de pequenas dimensões dentro do recife.

Grutas secundárias

Grutas secundárias são aquelas que se originam após a formação da rocha que as abriga. É o caso mais comum de formação de grutas e que envolvem os mais variados processos de formação.

Grutas cársicas

O processo mais frequente de formação de grutas é a dissolução da rocha pela água da chuva ou de rios, um processo também chamado de carsificação. Este processo ocorre num tipo de paisagem chamado carso ou sistema cársico, terrenos constituídos predominantemente por rochas solúveis, principalmente as carbonáticas (calcário, mármore e dolomitos) ou outros evaporitos, como gipsita. As regiões cársicas costumam possuir vegetação cerrada, relevo acidentado e alta permeabilidade do solo, que permite o escoamento rápido da água. Além de grutas, o carso possui diversas outras formações produzidas pela dissolução ou erosão química das rochas, tais como dolinas, furnas, cones cársicos, canyons, vales secos, vales cegos e lapiás.

Grutas
Uma paisagem típica de relevo cársico

Fase inicial da espeleogénese. A rocha calcária possui diversas fendas e fraturas por onde as águas superficiais escorrem em direção ao lençol freático.

O processo de carsificação ou dissolução química é resultado da combinação da água da chuva ou de rios superficiais com o dióxido de carbono (CO2) proveniente da atmosfera ou das raízes da vegetação. O resultado é uma solução de ácido carbônico (H2CO3), ou água ácida, que corrói e dissolve os minerais das rochas. O escoamento da água ácida ocorre preferencialmente pelas fendas e planos de estratificação. Os minerais removidos combinam-se ao ácido presente na água e são arrastados para rios subterrâneos ou para camadas geológicas mais baixas, onde se podem sedimentar novamente. Em outros casos podem ser arrastados para fora por rios que ressurgem e passam a correr pela superfície. As fendas aos poucos alargam-se e tornam-se grandes galerias.

Fase intermediária

A água corrói e carrega os sais removidos da rocha, formando galerias ao longo de fraturas e camadas de estratificação. O rio superficial pode se tornar subterrâneo após a formação de um sumidouro e deixa um vale seco no terreno por onde corria.

Quando o nível freático baixa naturalmente devido à dissolução e aumento de permeabilidade de camadas inferiores, as galerias formadas esvaziam-se. Em muitos casos, tetos que eram sustentados pela pressão da água podem-se desmoronar, formando grandes salões de abatimento. Estes desmoronamentos podem levar ao rebaixamento do solo acima dos salões, o que cria dolinas de colapso (dolina de abatimento). Em alguns casos, essas dolinas abrem-se totalmente até o nível da sala, resultando numa entrada da gruta (dolina-algar). Outras entradas podem ser formadas em sumidouros (pontos em que rios entram no solo formando rios subterrâneos) ou exsurgências (pontos de saída da água subterrânea).

Fase avançada

O nível freático rebaixado deixa as galerias secas. O teto em alguns troços cede, formando salas de abatimento que ficam cheias de detritos. O solo da superfície baixa sobre os pontos em que ocorreram colapsos (dolinas de abatimento) ou pela dissolução do solo (dolinas de subsidência). Espeleotemas começam a formar-se nas galerias e salas.

A carsificação nessas galerias passa a ser construtiva, ou seja, a sedimentação dos minerais dissolvidos na água passa a construir formações no interior da caverna. Quando a água atinge as galerias secas através de fendas ou pela porosidade difusa das rochas (exsudação), o gás carbônico é libertado para a atmosfera e a calcite ou outros minerais dissolvidos precipitam-se, criando formações de grande beleza, chamadas coletivamente de espeleotemas.

Grutas
Espeleotemas

Embora haja grutas formadas de diversas rochas carbonatadas, as rochas calcárias são mais estáveis e resistem mais a desabamentos que as dolomitas ou gipsitas. Por essa razão a maior parte das grutas de dissolução existentes atualmente são calcárias.

Grutas de colapso e erosão mecânica

Alguns minerais não são solúveis em água e não permitem que o processo de carsificação ocorra. Por exemplo, os quartzos, sílicas e argilitos são pouco solúveis e rochas compostas principalmente por esses minerais, como granitos e arenitos, não permitem a formação de relevo cársico a não ser em condições muito especiais, como por exemplo o clima semi-árido. Neste tipo de rochas, podem ocorrer cavidades formadas por fraturas ou colapsos resultantes de atividade tectônica como terramotos e dobras da rocha. Grutas de colapso também podem ocorrer quando uma camada solúvel abaixo de uma camada de granito ou arenito é dissolvida e remove a sustentação das camadas superiores. As fraturas resultantes dos dois processos podem eventualmente atingir grandes dimensões e quando se estendem até à superfície, permitem a visitação. Se estas fissuras estão total ou parcialmente abaixo do nível freático, a água pode aumentar a caverna por erosão mecânica, mas não por dissolução. Em muitos casos as grutas de arenito podem ser expandidas também pela erosão eólica. Grutas desse tipo são muito estáveis e em geral são originadas por processos geológicos mais antigos que as grutas por dissolução química.

Como o processo de formação e crescimento dessas grutas não é químico, elas não costumam possuir espeleotemas, a não ser em raros casos em que uma camada de rocha carbonatada esteja acima da caverna. Em condições especiais, podem ocorrer espeleotemas de sílica em grutas de arenito, como os presentes na Gruta do Lapão e na Gruta do Riachinho, na Chapada Diamantina, Bahia, Brasil.
Grutas de gelo

Gruta de gelo é o nome dado a algumas grutas de rocha, formadas por qualquer dos processos descritos acima, que podem localizar-se em regiões muito frias do globo e possuem temperaturas abaixo de 0°C durante todo o ano em pelo menos uma parte da sua extensão. Estas grutas têm o seu interior congelado ou com a presença de precipitações de gelo tornando-as tão exuberantes como as grutas cársicas.

Grutas glaciares

Este tipo especial de caverna não é formado na rocha, mas no gelo de glaciares. A passagem da água da parte superior da geleira para o leito rochoso produz tubos que podem ter desenvolvimento horizontal ou vertical. Embora durem muitos anos, estas grutas são instáveis e podem desaparecer completamente ou mudar de configuração ao longo dos anos. Ainda assim podem ser utilizadas para estudar o interior das geleiras e são valiosas por permitirem o acesso a amostras de gelo de diversas idades, usados em estudos de paleoclimatologia.
Grutas marinhas

Grutas marinhas podem ser totalmente submersas no leito oceânico ou formações parcialmente submersas em falésias rochosos da costa. As primeiras são abismos ou fendas que podem atingir grandes profundidades e são visitáveis por mergulhadores ou robots submersíveis. Estas grutas em geral, são de origem tectônica.

Grutas de costa podem resultar de diferentes processos. Um deles é a erosão mecânica das ondas que abre cavidades na rocha. Em alguns casos, pode abrir-se outra extremidade no lado da terra e permitir o acesso por ambos os lados. Grutas formadas por processos tectônicos ou dissolução química podem-se tornar parcialmente submersas com o rebaixamento do terreno ou pelo aumento do nível do mar. Também é possível que rios subterrâneos originários de grutas cársicas próximas à costa desagúem diretamente no mar, abrindo passagens entre a terra e o oceano. Nestes casos também pode ser possível o acesso por ambas as extremidades. Algumas dessas grutas podem atingir grandes extensões.

Fonte: www.gesmo.org

Grutas

Origem e evolução das Grutas

A formação de uma gruta depende do trabalho químico e mecânico das águas subterrâneas e propriedades físicas do terreno.

Tudo resulta da ação de agentes químicos e agentes físicos, sendo que, percentualmente, esta atuação pode ser considerada á razão de 90% e 10% respectivamente.

Mais concretamente a dissolução e alteração do calcário através de processos químicos realizam – se através do dióxido de carbono dissolvido na água, mais oxigénio, e ainda diversos ácidos e produtos orgânicos que provém do solo.

Por essa infiltração as águas carregadas de carbono vão penetrando através das fendas e diacláses do calcário. O CO2 reage, transformando o carbonato de cálcio em bicarbonato ácido de cálcio solúvel e transportado pelas águas.

Com a circulação pelas fendas e fraturas, estas vão – se alargando lentamente dando aberturas de formas variáveis, que o trabalho das águas vai aumentando com o tempo, formando mais cavidades na rocha.

Os agentes físicos, embora considerados mínimos, merecem citação pelo trabalho de estrutura que exercem: aquecimento e resfriamento que provocam fraturas por onde penetram as águas.

É portanto óbvio que a gruta não é produto de um fenômeno estático. Tem o seu nascimento e evolução até alcançar a maturidade, quando entra em processo destrutivo até desaparecer.

Galerias e salas de uma gruta

As galerias formam-se quando a água carregada de gás carbônico, dissolve o calcário e alonga a conduta inicial. Com o tempo, enquanto aparecem as primeiras concreções no teto, a água aprofunda as camadas mais baixas e só o espaço de terreno inferior permanece inundado, escavando pouco a pouco, meandros que em certas ocasiões possuem quilómetros de longitude.

Os espeleotemas, do grego spelaion (caverna) e thema (depósito), definem-se como deposições minerais em cavernas que se formam basicamente por processos químicos de dissolução e precipitação.

São a parte mais vistosa e colorida do universo subterrâneo, mas a sua abundância nem sempre é a mesma já que depende de uma variedade de situações: a maturidade da cavidade, a região onde se encontra e a altura ou o clima.

Tais espeleotemas cobrem tanto os tetos e paredes da caverna, como o seu piso, sendo formados pelos dois mecanismos de deposição básicos: o gotejamento e o escorrimento.

A coloração dos espeleotemas depende das dimensões de fatores como a presença da matéria orgânica, a ação de determinadas bactérias, alguns depósitos na rede cristalina ou a presença de iões metálicos (hidróxidos e óxidos de ferro, magnésio, chumbo e cobre.

Baseados nestes e outros condicionantes estabelecem-se classificações para os vários espeleotemas:

Estalactites São as mais frequentes. A água ao alcançar o teto de uma galeria por uma fenda, devido às mudanças de pressão e temperatura que ali se encontra, perde o dióxido de carbono e solta o carbonato cálcico do redor da gota. Pouco a pouco forma uma fina concreção, por cujo interior a água flúi.

Denomina-se tubulares quando são muito compridas e de pouco diâmetro. O desenvolvimento da estalactite e a evolução do seu sistema cristalino dependem da intensidade e da constância da deposição.

A razão de crescimento destas estalactites tubulares varia de local para local e de época para época, mas, segundo estudos realizados em diversas partes do mundo, o crescimento anual destes espeleotemas é da ordem de 0,3 mm.

Estalagmites A água ao chegar ao solo começa a formar uma estalagmite. Geralmente são mais largas que as estalactites e com a extremidade menos pontiaguda. Tendo sua formação associada às estalactites, apresentam taxas de crescimento da mesma ordem.

Coluna Quando uma estalactite alcança a estalagmite subjacente forma-se uma coluna.

Cortinas Quando a gota de água emerge numa parede ou teto inclinado, ela escorre pela superfície deixando um fino rastro de calcita, que, com a continuidade do processo, cresce verticalmente dando origem a uma lâmina de calcita ondulada numa alternância de depósitos de várias cores.

Estas variações correspondem a modificações na composição da água de infiltração, que transporta mais ou menos argilas ou materiais orgânicos.

Couve-flor Depósitos de calcita de superfície rugosa e porosa que recobrem os núcleos, paredes, pisos e outros espeleotemas existentes nas cavernas.

Segundo a teoria mais difundida e polémica, a sua formação dá-se a partir do gotejamento de água dos tetos e correspondente “borrifamento” da gota em seu choque contra o piso. Este processo faz com que a calcita dissolvida nas gotículas de água se precipite de forma irregular e dispersa sobre os suportes vizinhos.

Fonte: www.grutasmoeda.com

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