- Processos de intemperismo cársico
- Fatores necessários para o aparecimento do relevo cárstico:
- Mecanismos de dissolução da rocha hospedeira:
- Geomorfologia de relevos cársticos
- - Carste interno ou relevo endocártico
- Cavernas secas
- Galerias
- Estalactites, estalagmites e colunas
- Canhões
- -Revelo cársico externo, exocárstico ou epigênico
- Dolinas
- Uvas
- Poljés
- Formações cársticas como zonas de vida
- Zonas fóticas em formações cársticas
- Fauna e adaptações na zona fótica
- Outras condições limitantes em formações cársticas
- Microorganismos das áreas endocársticas
- Microorganismos das zonas exocársticas
- Paisagens de formações cársticas na Espanha
- Paisagens de formações cársticas na América Latina
- Referências
O cársico, cárstico ou relevo cársico, é uma forma de topografia cuja origem se deve a processos de intemperismo por dissolução das rochas solúveis, calcários, dolomitos e gesso. Esses relevos caracterizam-se por apresentar um sistema de drenagem subterrânea com cavernas e ralos.
A palavra karst vem do alemão Karst, uma palavra usada para se referir à área ítalo-eslovena de Carso, onde abundam as formas de relevo do karst. A Real Academia Espanhola aprovou o uso de ambas as palavras "karst" e "karst", com significado equivalente.
Figura 1. Montanhas de Anaga, Tenerife, Ilhas Canárias, Espanha. Fonte: Jan Kraus via flickr.com/photos/johny
As rochas calcárias são rochas sedimentares compostas principalmente por:
- Calcite (carbonato de cálcio, CaCO 3).
- Magnesita (carbonato de magnésio, MgCO 3).
- Minerais em pequenas quantidades que modificam a cor e o grau de compactação da rocha, como argilas (agregados de silicatos de alumínio hidratado), hematita (mineral de óxido férrico Fe 2 O 3), quartzo (mineral de óxido de silício SiO 2) e siderita (mineral carbonato de ferro FeCO 3).
Dolomita é uma rocha sedimentar constituída pelo mineral dolomita, que é um carbonato duplo de cálcio e magnésio CaMg (CO 3) 2.
O gesso é uma rocha composta por sulfato de cálcio hidratado (CaSO 4.2H 2 O), que pode conter pequenas quantidades de carbonatos, argila, óxidos, cloretos, sílica e anidrita (CaSO 4).
Processos de intemperismo cársico
Os processos químicos de formação cárstica incluem basicamente as seguintes reações:
- Dissolvendo dióxido de carbono (CO 2) na água:
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3
- A dissociação do ácido carbônico (H 2 CO 3) na água:
H 2 CO 3 + H 2 O → HCO 3 - + H 3 O +
- A dissolução do carbonato de cálcio (CaCO 3) por ataque ácido:
CaCO 3 + H 3 O + → Ca 2+ + HCO 3 - + H 2 O
- Com uma reação total resultante:
CO 2 + H 2 O + CaCO 3 → 2HCO 3 - + Ca 2+
- A ação de águas carbonatadas levemente ácidas, produzindo a dissociação da dolomita e consequente contribuição de carbonatos:
CaMg (CO 3) 2 + 2H 2 O + CO 2 → CaCO 3 + MgCO 3 + 2H 2 O + CO 2
Fatores necessários para o aparecimento do relevo cárstico:
- A existência de uma matriz de rocha calcária.
- A presença abundante de água.
- A concentração apreciável de CO 2 na água; esta concentração aumenta com altas pressões e baixas temperaturas.
- Fontes biogênicas de CO 2. Presença de microorganismos que produzem CO 2 pelo processo respiratório.
- Tempo suficiente para a ação da água sobre a rocha.
Mecanismos de dissolução da rocha hospedeira:
- A ação de soluções aquosas de ácido sulfúrico (H 2 SO 4).
- Vulcanismo, onde fluxos de lava formam cavernas tubulares ou túneis.
- Ação erosiva física da água do mar que origina cavernas marinhas ou costeiras, devido ao impacto das ondas e rebentamento de arribas.
- Cavernas costeiras formadas pela ação química da água do mar, com constante solubilização de rochas hospedeiras.
Geomorfologia de relevos cársticos
O relevo cársico pode se formar dentro ou fora de uma rocha hospedeira. No primeiro caso denomina-se cárstico interno, relevo endocárstico ou hipogênico, e no segundo caso cárstico externo, relevo exocárstico ou epigênico.
Figura 2. Relevo cársico em Covadonga, Astúrias, Espanha. Fonte: Mª Cristina Lima Bazán via
- Carste interno ou relevo endocártico
As correntes subterrâneas de água que circulam nos leitos de rochas carbonáceas estão cavando cursos internos nas grandes rochas, através dos processos de dissolução que mencionamos.
Dependendo das características do esfregaço, surgem diferentes formas de relevo cárstico interno.
Cavernas secas
Cavernas secas são formadas quando fluxos internos de água deixam esses canais que cavaram nas rochas.
Galerias
A forma mais simples de ser cavado por água dentro de uma caverna é a galeria. As galerias podem ser alargadas para formar “abóbadas” ou podem ser estreitadas e formar “corredores” e “túneis”. Também podem ser formados “túneis ramificados” e elevações de água chamadas “sifões”.
Estalactites, estalagmites e colunas
No período em que a água acaba de sair do curso dentro de uma rocha, as galerias restantes ficam com alto grau de umidade, exsudando gotículas de água com carbonato de cálcio dissolvido.
Quando a água evapora, o carbonato precipita em um estado sólido e aparecem formações que crescem do solo chamadas de "estalagmites", e outras formações crescem penduradas no teto da caverna, chamadas de "estalactites".
Quando uma estalactite e uma estalagmite se encontram no mesmo espaço, unindo-se, uma "coluna" se forma dentro das cavernas.
Canhões
Quando o teto das cavernas desmorona e desaba, "desfiladeiros" são formados. Assim, cortes muito profundos e paredes verticais aparecem onde os rios de superfície podem fluir.
-Revelo cársico externo, exocárstico ou epigênico
A dissolução do calcário pela água pode perfurar a rocha em sua superfície e formar vazios ou cavidades de diferentes tamanhos. Estas cavidades podem ter alguns milímetros de diâmetro, cavidades grandes com vários metros de diâmetro ou canais tubulares denominados "lapiaces".
À medida que um lapiaz se desenvolve suficientemente e gera uma depressão, aparecem outras formas de relevo cársticas chamadas "sumidouros", "uvalas" e "poljes".
Dolinas
O sumidouro é uma depressão de base circular ou elíptica , cujo tamanho pode atingir várias centenas de metros.
Freqüentemente, nas fossas a água se acumula que, ao dissolver os carbonatos, cava-se uma pia em forma de funil.
Uvas
Quando vários buracos crescem e se unem em uma grande depressão, uma "uva" é formada.
Poljés
Quando uma grande depressão com fundo plano e dimensões em quilômetros se forma, é chamada de “poljé”.
Uma poljé é em teoria uma uva enorme e dentro da poljé existem as menores formas cársticas: uvalas e sumidouros.
Nos Poljés forma-se uma rede de canais de água com um sumidouro que deságua no lençol freático.
Figura 3. Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Venezuela. (Observe as pessoas no lado esquerdo da imagem para referência de tamanho). Fonte: MatWr, do Wikimedia Commons
Formações cársticas como zonas de vida
Nas formações cársticas existem espaços intergranulares, poros, articulações, fraturas, fissuras e dutos, cujas superfícies podem ser colonizadas por microrganismos.
Zonas fóticas em formações cársticas
Nessas superfícies dos relevos cársticos, três zonas fóticas são geradas dependendo da penetração e da intensidade da luz. Essas zonas são:
- Área de entrada: esta área está exposta à irradiação solar com um ciclo diário de iluminação diurna.
- Zona crepuscular: zona fótica intermediária.
- Área escura: área onde a luz não penetra.
Fauna e adaptações na zona fótica
As diferentes formas de vida e seus mecanismos de adaptação estão diretamente correlacionados com as condições dessas zonas fóticas.
As zonas de entrada e crepúsculo têm condições toleráveis para uma variedade de organismos, de insetos a vertebrados.
A zona escura apresenta condições mais estáveis do que as zonas superficiais. Por exemplo, não é afetado pela turbulência do vento e mantém uma temperatura praticamente constante ao longo do ano, mas essas condições são mais extremas devido à ausência de luz e à impossibilidade de fotossíntese.
Por esses motivos, as áreas cársticas profundas são consideradas pobres em nutrientes (oligotróficas), pois carecem de produtores primários fotossintéticos.
Outras condições limitantes em formações cársticas
Além da ausência de luz em ambientes endocársticos, nas formações cársticas existem outras condições limitantes para o desenvolvimento das formas de vida.
Alguns ambientes com ligações hidrológicas à superfície podem sofrer inundações; cavernas desérticas podem sofrer longos períodos de seca e sistemas tubulares vulcânicos podem experimentar atividade vulcânica renovada.
Em cavernas internas ou formações endogênicas, uma variedade de condições potencialmente fatais também podem ocorrer, como concentrações tóxicas de compostos inorgânicos; enxofre, metais pesados, extrema acidez ou alcalinidade, gases letais ou radioatividade.
Microorganismos das áreas endocársticas
Entre os microrganismos que habitam as formações endocársticas, podemos citar bactérias, arqueas, fungos e também vírus. Esses grupos de microrganismos não apresentam a diversidade que apresentam nos habitats superficiais.
Muitos processos geológicos, como oxidação de ferro e enxofre, amonificação, nitrificação, desnitrificação, oxidação anaeróbia de enxofre, redução de sulfato (SO 4 2-), ciclização de metano (formação de compostos de hidrocarbonetos cíclicos a partir de metano CH 4), entre outros são mediados por microrganismos.
Como exemplos desses microrganismos podemos citar:
- Leptothrix sp., Que afeta a precipitação de ferro nas cavernas de Borra (Índia).
- Bacillus pumilis isolado das Cavernas Sahastradhara (Índia), mediando a precipitação de carbonato de cálcio e a formação de cristais de calcita.
- A bactéria oxidante de enxofre filamentoso Thiothrix sp., Encontrada em Lower Kane Cave, Wyomming (EUA).
Microorganismos das zonas exocársticas
Algumas formações exokarstas contêm deltaproteobacteria spp., Acidobacteria spp., Nitrospira spp. e proteobacteria spp.
Espécies dos gêneros: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium e Firmicutes, entre outras, podem ser encontradas em formações hipogênicas ou endocarstasianas.
Paisagens de formações cársticas na Espanha
- Parque Las Loras, designado Geoparque Mundial pela UNESCO, localizado na parte norte de Castela e Leão.
- Caverna Papellona, Barcelona.
- Caverna de Ardales, Málaga.
- Caverna de Santimamiñe, País Vazio.
- Caverna das Covalanas, Cantabria.
- Cavernas de La Haza, Cantabria.
- Vale de Miera, Cantábria.
- Sierra de Grazalema, Cádiz.
- Caverna Tito Bustillo, Ribadesella, Astúrias.
- Torcal de Antequera, Málaga.
- Cerro del Hierro, em Sevilha.
- Maciço de Cabra, Subbética Cordobesa.
- Parque Natural Sierra de Cazorla, Jaén.
- Montanhas de Anaga, Tenerife.
- Maciço de Larra, Navarra.
- Vale de Rudrón, Burgos.
- Parque Nacional de Ordesa, Huesca.
- Sierra de Tramontana, Maiorca.
- Mosteiro de Piedra, Saragoça.
- Cidade Encantada, Cuenca.
Paisagens de formações cársticas na América Latina
- Lagos de Montebello, Chiapas, México.
- El Zacatón, México.
- Dolinas de Chiapas, México.
- Cenotes de Quintana Roo, México.
- Grutas de Cacahuamilpa, México.
- Tempisque, Costa Rica.
- Caverna Roraima Sur, Venezuela.
- Caverna Charles Brewer, Chimantá, Venezuela.
- La Danta System, Colômbia.
- Gruta da Caridade, Brasil.
- Cueva de los Tayos, Equador.
- Sistema de Facas Cura, Argentina.
- Ilha Madre de Dios, Chile.
- Formação de El Loa, Chile.
- Zona costeira da Cordilheira de Tarapacá, Chile.
- Formação Cutervo, Peru.
- Formação Pucará, Peru.
- Caverna de Umajalanta, Bolívia.
- Formação Polanco, Uruguai.
- Vallemí, Paraguai.
Referências
- Barton, HA e Northup, DE (2007). Geomicrobiologia em ambientes cavernícolas: perspectivas passadas, atuais e futuras. Journal of Cave and Karst Studies. 67: 27-38.
- Culver, DC e Pipan, T. (2009). A biologia das cavernas e outros habitats subterrâneos. Oxford, Reino Unido: Oxford University Press.
- Engel, AS (2007). Sobre a biodiversidade de habitats cársticos sulfídicos. Journal of Cave and Karst Studies. 69: 187-206.
- Krajic, K. (2004). Biólogos de cavernas descobrem tesouros enterrados. Ciência. 293: 2.378-2.381.
- Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. e Wang, k. (2018). Respostas da comunidade microbiana do solo ao cultivo de gramíneas forrageiras em solos cársticos degradados. Degradação e desenvolvimento de terras. 29: 4.262-4.270.
- doi: 10.1002 / ldr.3188
- Northup, DE e Lavoie, K. (2001). Geomicrobiologia das cavernas: uma revisão. Geomicrobiology Journal. 18: 199-222.