Formação
As cavernas, de acordo com sua formação, são divididas em dois grandes grupos: cavernas primárias e secundárias.
Cavernas primárias
Tubo de lava Thurston no
Hawaii Volcanoes National Park. Tubos de lava são exemplos de cavernas primárias.
São ditas
cavernas primárias aquelas cuja formação é contemporânea à formação da rocha que a abriga.
Cavernas vulcânicas
Em regiões com
vulcanismo ativo, o escoamento de
lava pode formar diversos tipos de cavidades na rocha. Em geral a lava escoa para a superfície através de um fluxo contínuo. À medida que o entorno do fluxo se resfria e solidifica, a lava continua escorrendo por canais, muitas vezes de vários quilômetros de extensão, chamados
tubos de lava. Em alguns casos, após o vulcão se tornar inativo, esses tubos podem ser esvaziados e preservados formando cavidades acessíveis pelo exterior. As mais importantes cavernas desse tipo estão no
Havaí e no
Quênia. A caverna Kazumura, na
Ilha Havaí, próxima a
Hilo, com 65 500 m de comprimento e desnível de 1 101 m, é o mais longo e mais profundo tubo de lava do mundo. Além dos tubos de lava, também podem ser formadas cavernas vulcânicas pela existência de bolsões de ar ou outras irregularidades no
magma durante seu escoamento ou resfriamento. Essas cavernas costumam formar salões ou canais de pequenas dimensões. Cavernas de lava não possuem formações exuberantes como as cavernas criadas por dissolução química. Em geral possuem paredes lisas e uniformes, mas em alguns casos possuem escorrimentos, pontas e gotas de lava resfriada.
Cavernas de corais
Cavidades criadas durante o crescimento de
recifes de coral por qualquer razão. 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.
Cavernas secundárias
Cavernas secundárias são aquelas que se originam após a formação da rocha que as abriga. É o caso mais comum de formação de cavernas e envolvem diversos processos diferentes.
Cavernas cársticas
-
O processo mais freqüente de formação de cavernas é a dissolução da rocha pela
água da
chuva ou de rios, um processo também chamado de
carstificação. Este processo ocorre em um tipo de paisagem chamado
carste ou
sistema cárstico, terrenos constituídos predominantemente por
rochas solúveis, principalmente as
rochas carbonáticas (
calcário,
mármore e
dolomitos) ou outros
evaporitos, como
gipsita. As regiões cársticas costumam possuir
vegetação cerrada, relevo acidentado e alta
permeabilidade do
solo, que permite o escoamento rápido da água. Além de cavernas, o
carste apresenta diversas outras formações produzidas pela dissolução ou erosão química das rochas, tais como
dolinas,
furnas, cones cársticos,
cânions,
vales secos,
vales cegos e
lapiás.
Fase inicial da espeleogênese. A rocha calcária possui diversas fendas e fraturas por onde as águas superficiais escorrem em direção ao lençol freático.
O processo de carstificação ou dissolução química é resultado da combinação da água da chuva ou de rios superficiais com o
dióxido de carbono (CO
2) proveniente da atmosfera ou das raízes da vegetação. O resultado é uma solução de
ácido carbônico (H
2CO
3), 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 podem se sedimentar novamente. Em outros casos podem ser arrastados para fora por rios que ressurgem e passam a correr pela superfície. As fendas aos poucos se alargam 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 se rebaixa naturalmente devido à dissolução e aumento de permeabilidade de camadas inferiores, as galerias formadas se esvaziam. Em muitos casos, tetos que eram sustentados pela pressão da água podem desmoronar, formando grandes salões de abatimento. Estes desmoronamentos podem levar ao rebaixamento do solo acima dos salões, o que cria dolinas de colapso. Em alguns casos, essas dolinas se abrem totalmente até o nível do salão, resultando em uma entrada da caverna ou uma clarabóia. 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 lençol freático foi rebaixado deixando as galerias secas. O teto em alguns trechos cede formando salões de abatimento que ficam cheios de detritos. O solo da superfície se rebaixa sobre os pontos em que ocorreram colapsos (dolinas de abatimento) ou pela dissolução do solo (dolinas de subsidência). Espeleotemas começam a se formar nas galerias e salões.
Uma vez que o nível de água é rebaixado, os salões e galerias secam e passa a existir ar em seu interior. A carstificação 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 liberado para a atmosfera e a calcita ou outros minerais dissolvidos se precipitam, criando formações de grande beleza, chamadas coletivamente de
espeleotemas. (ver
abaixo).
Embora haja cavernas cársticas formadas de diversas
rochas carbonáticas, as rochas calcárias são mais estáveis e resistem mais a desabamentos que as
dolomitas ou
gipsitas. Por essa razão a maior parte das cavernas de dissolução existentes atualmente são calcárias.
Mapa do tesouro o pirata
Las vegas
- Pres. Thomas Wilson
Cavernas de colapso e erosão mecânica
Alguns minerais não são
solúveis em água e não permitem que o processo de casrtificação 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 cárstico a não ser em condições muito especiais, como por exemplo algumas regiões de carste em clima semi-árido ou feições típicas de dolinas em arenitos por erosão geoquímica. Neste tipo de rochas, o processo mais comum de formação de cavernas são as fraturas ou colapsos resultantes de atividade tectônica como
terremotos e dobramentos da rocha. Cavernas 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 a superfície, permitem a visitação dessas cavernas. 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 cavernas de arenito podem ser expandidas também pela erosão
eólica. Cavernas desse tipo são muito estáveis e em geral se originam de processos geológicos mais antigos que as cavernas por dissolução química.
Como o processo de formação e crescimento dessas cavernas não é químico, elas não costumam possuir espeleotemas, a não ser em raros casos em que uma camada de
rocha carbonática esteja acima da caverna. Em condições especiais, podem ocorrer espeleotemas de sílica em cavernas de arenito, como os presentes na Gruta do Lapão e na Gruta do Riachinho, na
Chapada Diamantina,
Bahia,
Brasil.
Cavernas de gelo
Apesar do nome, as cavernas de gelo não devem ser confundidas com as cavernas em glaciares. Cavernas de gelo são cavidades na rocha, formadas por qualquer dos processos descritos acima. Como se localizam em regiões muito frias do globo, elas apresentam temperaturas abaixo de 0 °C durante todo o ano em pelo menos uma parte de sua extensão. Isso provoca o congelamento da água infiltrada pelo solo ou da umidade atmosférica e forma em seu interior diversos tipos de precipitações de
gelo (chamados icicles em
inglês) que podem ser tão exuberantes como os espeleotemas rochosos.
Cavernas glaciares
Caverna glacial no interior de uma geleira na
Suíça 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 possam permanecer praticamente inalteradas por muitos anos, estas cavernas são instáveis e podem desaparecer completamente ou mudar de configuração ao longo do tempo. Ainda assim podem ser visitadas e utilizadas para estudar o interior das geleiras. Seu maior valor científico reside no fato de permitirem acessar amostras de gelo de diversas idades diferentes, usadas em pesquisas de
paleoclimatologia.
Cavernas marinhas
Cavernas marinhas podem ter diversas configurações, desde cavidades totalmente submersas no leito oceânico até formações parcialmente submersas em paredões rochosos da costa. As primeiras são abismos ou fendas que podem atingir profundidades
abissais e são penetráveis por
mergulhadores ou veículos submersíveis. Essa cavernas podem ter diversas origens, em geral tectônicas.
Cavernas da costa podem resultar de diversos processos diferentes. Um deles é a erosão mecânica das ondas que abre cavidades na rocha. Em alguns casos, não passam de tocas submersas e sem saída. Outras podem ter uma extremidade que se abre no lado da terra, permitindo o acesso por ambos os lados. Grutas formadas por processos tectônicos ou dissolução química também podem se tornar parcialmente submersas no oceano, devido ao rebaixamento do terreno ou pelo aumento do nível do mar. Também é possível que rios subterrâneos originários de cavernas cársticas próximas à costa desaguem 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 cavernas podem atingir grandes extensões. Em geral são acessíveis através de
cenotes e exploráveis por
mergulho.
Características
Cavernas cársticas como a Caverna da Liberdade em Demanova,
Eslováquia, possuem formações de grande beleza
As cavernas e grutas podem ser de diversos tipos de acordo com sua
topografia, tamanho,
morfologia, constituição e pela presença ou não de água. O ambiente cavernícola é caracterizado pela elevada
umidade e pela ausência parcial ou total de
luz. Cavernas de grandes dimensões podem formar ambientes meteorológicos distintos da superfície, possuindo pouca variabilidade térmica ao longo do ano e temperaturas diferentes das do exterior (mais quentes ou mais frias).
Umidade
Quando toda a água que formou a caverna já a abandonou, elas são conhecidas como
secas. Mesmo nesses casos, o ambiente pode apresentar alguma umidade devido à presença de água infiltrada do exterior e nesse caso, os espeleotemas ainda estarão em processo de formação ou crescimento. Em outros casos, mesmo a infiltração de água pelo solo acima da caverna pode ter cessado e a caverna é totalmente seca.
Cavernas
úmidas podem ter cursos d’água em seu interior, geralmente em pequenas lâminas ou rios atravessáveis a pé. Nos trechos em que a caverna está na zona freática ela pode ser inundada até o teto ou ter apenas pequenas lâminas de ar próximas ao teto. Muitas cavernas úmidas só podem ser atravessadas a nado ou com equipamento de
mergulho autônomo (
SCUBA). Também existem aquelas em que somente alguns trechos chamados de
sifões são inundados, permitindo o acesso a pé antes e após os trechos alagados. Caso a caverna seja atravessada por rios subterrâneos, é frequente a existência de
cachoeiras internas, sumidouros e ressurgências ao longo de suas galerias e salões.
Topografia
O termo caverna designa genericamente todos os tipos de cavidades naturais em rocha. Podem receber nomes específicos de acordo com sua topografia, comprimento e morfologia:
- Abrigos. Cavidades de pequeno comprimento e grandes aberturas, que podem ser usadas como abrigo por animais e pessoas. Podem ser formadas por desmoronamentos ou dolinas.
- Tocas. Cavernas com grandes aberturas, uma única entrada e desenvolvimento horizontal menor que 20 metros. Geralmente possuem pequeno desnível (desenvolvimento predominantemente horizontal).
- Grutas ou lapas. Cavernas predominantemente horizontais, com mais de 20 metros de comprimento. Podem ter desníveis internos e salões. Em geral possuem mais de uma entrada, mas nem sempre permitem a travessia total.
- Fossos. Cavernas predominantemente verticais com grandes aberturas e desnível inferior a 10 metros.
- Abismos. Cavernas predominantemente verticais com desnível maior que 10 metros.
- Algar. Nome atribuído em Portugal a grutas de desenvolvimento vertical.
Algumas denominações, tais como gruna, lapa ou algar, são termos regionais. Em algumas regiões do Brasil, utiliza-se o termo gruta apenas para cavidades que possuem ao menos duas entradas e caverna para as cavidades com uma única entrada.
Alguns autores não consideram que abrigos e tocas sejam cavernas e reservam este termo a cavidades com desenvolvimento horizontal maior que 20 metros ou vertical maior que 10 metros.
Em relação ao percurso (planta), as cavernas podem apresentar diversas formas de desenvolvimento:
- percurso linear: um único caminho, aproximadamente reto, de uma entrada a outra ou até um estreitamento que não permita o avanço.
- Caverna com meandros: um único caminho, que segue o curso de um rio subterrâneo, com curvas e meandros.
- múltiplas galerias: possuem mais de um caminho e frequentemente diversas saídas, apresentando bifurcações e, em alguns casos, sistemas complexos e labirínticos.
Em relação ao perfil do terreno, as cavernas podem ser:
- predominantemente horizontal: desenvolvimento paralelo aos estratos da rocha, com pequenos desníveis internos. Este tipo de caverna é constituído principalmente por dissolução entre planos de estratificação, que estavam inteiramente dentro da zona freática durante o período de sua formação.
- desenvolvimento inclinado: geralmente formadas em zonas vadosas, possuem grandes desníveis, ocasionados pelo alargamento de fendas entre os planos de estratificação.
- desenvolvimento vertical: assim como as inclinadas, são formadas pelo alargamento de fendas ou fraturas verticais entre planos.
Muitos sistemas complexos possuem galerias em diversos níveis horizontais que podem ser interligados por trechos inclinados ou mesmo abismos internos. Nestes casos, alguns dos níveis podem se encontrar em zonas inundadas, enquanto que as galerias mais altas já estão em zonas totalmente secas. A soma total de todas as galerias de uma caverna pode chegar a diversos quilômetros e os desníveis, a várias centenas de metros.
Espaços internos
As cavernas possuem basicamente dois ambientes:
Galerias, formadas principalmente por dissolução,
corrosão,
erosão mecânica, fissuras ou fraturas ou ainda por tubos de lava. Constituem a maior parte dos caminhos internos da caverna. Se forem largos e altos, permitem a caminhada em pé. Quando estreitas ou muito baixas, exigem que se rasteje para atravessá-las. Podem ter desníveis de diversos ângulos. Se forem muito íngremes ou verticais, pode ser necessário escalar ou fazer descidas a rapel.
Salões, geralmente formados por desabamentos internos ou fraturas. Os salões podem adquirir dimensões monumentais de até centenas de metros de largura e altura. Grandes rochas desabadas e outros sedimentos podem se acumular no chão e dificultar o trajeto. Em outros casos, os sedimentos já podem ter sido dissolvidos e levados pela água em épocas remotas.
Espeleotemas
-
Coluna no interior da Gruta da Lapinha, Região metropolitana de
Belo Horizonte, MG, Brasil
Os
espeleotemas são resultado da carstificação construtiva, ou seja, os minerais que foram removidos de camadas superiores da rocha e se encontram dissolvidos na água se cristalizam e criam diversos tipos de formação no teto, paredes e chão das cavernas.
Quando a água rica em carbonato de cálcio entra em contato com a atmosfera da caverna, ocorre liberação de gás carbônico (CO
2) para a atmosfera, o que torna a solução mineral supersaturada e faz com que ocorra
precipitação. No caso do precipitado ser carbonato de cálcio (CaCO
3), ele forma
cristais de calcita ou
aragonita. O mesmo ocorre se os sais contêm magnésio (como CaMg( CO
3 )
2), quando há precipitação de
dolomita. As formas construídas pelos cristais dependem de diversos fatores. Elas podem se formar no teto, nas paredes e no chão, podem ser resultado de gotejamento por frestas no teto, por disseminação da água através da porosidade de paredes e teto (exsudação) ou também pela sedimentação e decantação em poças e represamentos. As formações mais comuns são descritas abaixo:
- Estalactites - Formadas pelo gotejamento através de fendas ou furos no teto. Ao precipitar, o mineral forma um anel em torno da gota, próximo de sua interface com a rocha. Quando a gota cai, o anel se sedimenta e cristaliza, juntando-se à rocha. Os anéis se unem uns aos outros formando tubos cilíndricos que crescem em direção ao chão, com 2 a 9 mm de diâmetro interno e paredes com aproximadamente 0,5 mm de espessura. Em geral, as estalactites se tornam cônicas pelo escorrimento da água pela parte externa de suas paredes. Esses escorrimentos podem originar estalactites com formados especiais, como espirais (espirocones), bolas, lanternas, cebolas e diversas outras. Elas também podem se juntar em conjuntos maciços de grandes dimensões.
- Estalagmites - A água que goteja no solo ainda carrega mineral dissolvido que continua a precipitar. O lento acúmulo provocado pela seqüência de gotas provoca o surgimento de estalagmites, formações que crescem verticalmente em direção ao teto. Podem ter diversos formatos e atingir grandes larguras. Em geral são aproximadamente cilíndricas e costumam ter a ponta arredondada. Também podem ser cônicas, em espiral ou com discos, como uma pilha de pratos. Podem ter mais de um metro de diâmetro e vários metros de comprimento. Na maior parte dos casos, há uma estalagmite para cada estalactite, mas grandes estalagmites podem ser formadas por vários gotejamentos diferentes. Elas também podem se juntar em maciços estalagmíticos.
- Colunas - Quando uma estalactite e uma estalagmite se encontram no meio do caminho entre o teto e o chão, são formadas colunas que podem se alargar através de escorrimentos por suas laterais.
- Escorrimentos - Formações variadas ao longo de paredes, colunas, estalactites e estalagmites. Podem atingir grandes volumes e diversos formatos, tais como órgãos, candelabros, pingentes, discos, folhas e cascatas rochosas. Quando ocorrem no chão, podem criar grossas camadas muito resistentes. Em alguns casos a cristalização tem brilho vítreo e se houver minerais diferentes em sua constituição, podem criar milhares de reflexos de toda luz que incide sobre ele, uma formação chamada chão de estrelas.
- Cortinas - figuras formadas em tetos inclinados, em que a água não goteja, mas ao escorrer sempre pelo mesmo caminho ao longo do teto, cria finas paredes de rocha que aos poucos engrossam em forma de cortinas cheias de ondulações e drapeados. Após tempo suficiente, essas cortinas podem atingir o chão e se tornam muito espessas e resistentes.
- Helictites e heligmites - figuras que se formam em tetos, paredes, chão e mesmo sobre outros espeleotemas e não seguem um caminho de crescimento vertical. Por mecanismos de cristalização não inteiramente conhecidos, essas formas criam espirais, fitas e curvas em diversas direções. Por vezes lembram as raízes de uma árvore.
Raríssima formação na Caverna da Torrinha,
Chapada Diamantina,
Bahia, Brasil. Embora flores de aragonita e bolhas não sejam incomuns individualmente, a formação de uma flor dentro da bolha é muito rara
- Flores - Cristalizações de aragonita, calcita ou gipsita, que se irradiam a partir de um ponto central ou de um eixo em todas as direções. Algumas são esféricas como um dente-de-leão, outras lembram cachos de flores ou flocos de algodão.
- Represas de travertino - Represamentos com paredes de travertino, uma forma muito resistente de rocha calcária, que podem variar de pequenas cavidades próximas ao chão a grandes barragens que podem atingir muitos metros de altura. Em muitos casos podem ter vários níveis, em degraus. Suas paredes externas costumam possuir caneluras ou escorrimentos e em seu interior uma grande diversidade de formações de sedimentação podem ocorrer, tais como jangadas e plataformas (precipitações que flutuam na superfície da água), pérolas (formas esféricas ou ovóides criadas por sedimentação) e vulcões, criados pela lenta deposição de anéis de sedimentos em um represamento.
Diversas outras formações são possíveis. Na verdade não há dois espeleotemas iguais em nenhuma caverna. Além dos espeleotemas, há uma grande variedade de testemunhos da ação da água em galerias inundadas, tais como canais de erosão, fendas e cavidades produzidas por rodamoinhos e diversos desenhos formados pela calcificação e deposição de minerais nas superfícies rochosas.
Outros tipos de formações podem ser criados pela ação de organismos vivos. Chamados de
biotemas ou
espeleogens, essas formações são criadas por colônias de
bactérias que modificam a composição da rocha que lhes serve de
substrato. O biotema mais conhecido é o
leite-de-lua, depósitos brancos de consistência pastosa ou porosa que se depositam sobre outras formações.
Fauna e flora
O
habitat no interior das cavernas é conhecido por
cavernícola ou
hipógeo (subterrâneo), em oposição ao meio
epígeo (o meio externo). O meio hipógeo é, na maior parte das vezes, totalmente desprovido de iluminação natural. Alguns trechos das cavernas podem, no entanto, ser iluminados nas proximidades das entradas, janelas e clarabóias, aberturas naturais causadas por desmoronamento ou pelo caminho da água. Além da iluminação há uma série de outros fatores que tornam esse ambiente muito diferente do exterior, como a pequena variação de temperatura, a umidade que ocorre em certos trechos e a presença de gases em concentrações diferentes do exterior.
A ausência de luz impede o crescimento de vegetação
fotossintetizante. Pode ocorrer a presença de alguns
fungos, além de folhas,
frutos e
sementes trazidos pela água ou animais maiores, mas de forma geral pode-se considerar que a
flora] é praticamente inexistente.
Os
animais podem usar as cavernas como abrigo ou habitá-la durante toda a sua vida. De acordo com seus hábitos esses animais são divididos em três grupos:
- Trogloxenos. Animais que utilizam a caverna apenas para abrigo, reprodução ou alimentação, mas saem para realizar outras etapas de suas vidas. Todos os mamíferos cavernícolas podem ser classificados nesse grupo. Os principais trogloxenos são os morcegos. As espécies frutíferas também exercem um papel importante na alimentação das demais espécies, ao trazerem sementes e fragmentos de folhas em suas fezes (guano).
- Troglófilos. Animais que podem viver tanto dentro como fora da caverna, embora não possuam órgãos especializados. Essas espécies são suficientemente adaptadas para viver toda a sua vida dentro das cavernas, mas nada impede que vivam igualmente bem fora dela. Entre eles estão alguns crustáceos, aracnídeos e insetos.
- Troglóbios. Animais que se especializaram para a vida dentro das cavernas. A maioria não possui pigmentação e pode ter os olhos atrofiados ou mesmo ausentes. Ao invés disso possuem longas e numerosas antenas ou órgãos olfativos muito sensíveis. Entre esses há diversos tipos de peixes, como o bagre-cego, insetos, crustáceos, anelídeos e aracnídeos.
Embora não haja plantas na maior parte das cavernas, elas podem se desenvolver próximas às entradas e outras aberturas. A água e animais trogloxenos e troglófilos podem trazer fragmentos usados para a alimentação dos animais vegetarianos da caverna. Também há espécies
carnívoras, que se alimentam dos animais menores. Algumas bactérias e fungos vivem no guano de morcego, podendo servir de alimento para alguns dos insetos.
Algumas cavernas podem ser iluminadas artificialmente para facilitar a visitação. Ao longo do tempo, isso pode ter o efeito de permitir o crescimento de plantas superiores, o que pode alterar diversas condições climáticas, químicas e biológicas das cavernas (ver
Impacto ambiental).
Distribuição
Cavernas são encontradas em todas as partes do mundo, mas apenas uma pequena parte delas já foi explorada, catalogada e mapeada por espeleólogos. Os sistemas de cavernas documentados são muito mais freqüentes nos países onde a espeleologia e a exploração turística ou esportiva são mais populares há muito tempo (como os
Estados Unidos da América,
França,
Itália e o
Reino Unido). Como resultado, cavernas exploradas são freqüentes na
Europa,
Ásia,
América do Norte e
Oceania. Cavernas mapeadas são menos comuns na
América do Sul,
África e
Antártica. Esta é apenas uma generalização, uma vez que existem ainda grandes áreas da América do Norte e Ásia com poucas cavernas conhecidas enquanto, por outro lado, há regiões da América do Sul e África com muitas cavernas conhecidas, como as 4273 cavernas cadastradas no
Brasil[1] e uma grande quantidade em
Madagascar. A distribuição conhecida de cavernas tende a mudar muito, à medida que a exploração de áreas cársticas por espeleólogos evolui. A
China, por exemplo, embora possua aproximadamente metade de todas as rochas calcárias expostas - mais de 1 milhão de km² - tem muito poucas cavernas documentadas.
Recordes
O conjunto com maior comprimento total é o sistema
Mammoth em
Kentucky,
EUA, com 579 km mapeados.
[2] Dificilmente esse recorde será superado em um futuro próximo, uma vez que o segundo maior conjunto conhecido é o sistema
Optymistychna na
Ucrânia, com 214 km.
[2]
A mais longa caverna submersa conhecida é o Sistema Sac Actun, em
Quintana Roo,
México. Após a descoberta, em janeiro de
2007, da interligação com o sistema Nohoc Nah Chich, a extensão total do conjuto alagado foi estendida a 152,975 m, além de 1808 m secos. O segundo maior conjunto alagado, também no México, é o Sistema Ox Bel Ha, com 146.761 m.
[3]
A mais longa caverna do Brasil é a
Toca da Boa Vista, com 102 km mapeados. Esta é a 13ª mais longa caverna do mundo.
[2] A mais longa caverna de Portugal é a gruta de Almonda, com 14 km conhecidos.
[2]
Até
2005, a caverna com maior desnível (medido de sua entrada mais alta até o ponto mais profundo) é a caverna
Voronya na região da
Abecásia,
Geórgia, com desnível de 2 140 m. Esta foi também a primeira caverna a ser explorada até uma profundidade superior a 2 km (a primeira a ter descida superior a 1 km foi a famosa
Gouffre Berger na França). A
Gouffre Mirolda - caverna Lucien Bouclier na França (1733 m) e a
Lamprechtsofen Vogelschacht na
Áustria (1632 m) são as cavernas que ocupam atualmente a segunda e terceira colocação em desnível. Este recorde já mudou diversas vezes nos últimos anos. O maior desnível no Brasil, com 670m, é o
Abismo Guy Collet, em
Barcelos,
Amazonas. O segundo maior desnível (481 m) fica na Gruta do Centenário em
Mariana,
Minas Gerais.
[1]
O mais fundo abismo (galeria vertical) dentro de uma caverna tem 603 m e fica na caverna
Vrtoglavica na
Eslovênia, seguida pela
Patkov Gušt (553 m) na montanha
Velebit,
Croácia.
O maior salão individual é a
Sarawak Chamber, no Parque Nacional
Sarawak, em
Bornéo,
Malásia), um salão com aproximadamente 600 m por 400 m e altura de 80 m.
[4]
O mais alto pórtico de entrada conhecido tem 230 m de altura e dá acesso à
gruta Casa de Pedra, no
PETAR, entre os municípios de
Apiaí e
Iporanga em
São Paulo, Brasil
[1].
Exploração
Rapel realizado na entrada de uma caverna
A exploração das cavernas é feita atualmente com interesse científico ou turístico. O desenvolvimento de equipamentos e técnicas de escalada, mergulho e exploração tornaram essa atividade mais segura. Nunca na história da humanidade as cavernas foram tão conhecidas. Pela mesma razão elas nunca estiveram mais ameaçadas.
Espeleologia
-
Segundo o espeleólogo
francês Bernard Gèze,
"espeleologia é a disciplina consagrada ao estudo das cavernas, sua gênese e evolução, do meio físico que elas representam, de seu povoamento biológico atual ou passado, bem como dos meios ou técnicas que são próprios ao seu estudo"[5] O termo espeleologia deriva das raízes
gregas spelaion (caverna) e
logos (estudo). Criada na
França no
século XIX por Edouard Alfred Martel (
1859 -
1938) esta ciência multidisciplinar dedica-se ao estudo e exploração das cavernas e relevos cársticos com diversos objetivos.
A
hidrologia cárstica ou
carstologia dedica-se ao estudo dos sistemas cársticos, da formação de cavernas, da mineralogia cárstica e da hidrologia e climatologia subterrâneas. Este ramo da espeleologia é de maior interesse a geólogos. A
bioespeleologia, realizada por espeleólogos com formação em biologia, dedica-se ao estudo da flora e fauna cavernícola, bem como à observação dos animais troglóbios, troglófilos e trogloxenos em seu habitat natural.
O estudo dos testemunhos pré-históricos, artefatos e
fósseis é realizado por arqueólogos,
antropólogos e
climatólogos. As áreas de estudo relacionadas a esses testemunhos são a
espeleoarqueologia, a
espeleopaleontologia, a
paleoclimatologia e a
espeleoantropologia. Esta última também estuda as relações dos grupos humanos com as cavernas, tais como sua utilização como abrigo,
mitologia, histórias e artefatos relacionados a cavernas.
Alguns estudos de psicologia e medicina já foram realizados em cavernas, normalmente relacionados a longos tempos de permanência no ambiente subterrâneo. Entre os objetivos, há estudos de alterações de ânimo causadas pela ausência de luz ou estudos de
cronobiologia. Alguns estudos de longa permanência em cavernas já puderam demonstrar que, longe da influência da luz do dia, o ciclo de sono e vigília (
ritmo circadiano) dura cerca de 25 horas.
[6]
Equipamentos e técnicas
Para explorar com segurança os ambientes subterrâneos, os espeleólogos utilizam técnicas de caminhada em terrenos inundados e travessia de rios, técnicas de águas brancas (natação equipada e rapel em cachoeiras), técnicas verticais (escaladas, ascensões e descidas em cordas) e mergulho. Além disso são necessários conhecimentos de técnicas de navegação e topografia. Entre os equipamentos utilizados na exploração de cavernas os mais importantes são listados a seguir:
- Roupas - Em geral um macacão (fato-macaco, em Portugal) com reforços em couro, lona ou outros tecidos de alta resistência à abrasão nos joelhos e na parte traseira, destinado a proteger todo o corpo do atrito com as rochas.
- Calçados - Botas ou calçados especiais para terrenos inundados e com solado que permita caminhas sem escorregar na lama, rocha e terrenos argilosos.
- Capacete - Fundamental para a passagem em trechos baixos e para evitar ferimentos ocasionados por quedas de pedras soltas.
- Equipamento de iluminação - Lanternas elétricas, ou a acetileno, em geral fixadas ao capacete. As lanternas elétricas devem ser impermeáveis e ter autonomia de várias horas. Lanternas de acetileno exigem um reator destinado a produzir o gás a partir de pedras de carbureto de cálcio (CaC2), que liberam o gás acetileno em contato com a água. Por ser fundamental à sobrevivência, o equipamento de iluminação deve ser levado sempre em duplicidade. Pilhas e pedras de carbureto devem ser protegidas da umidade e levadas em quantidades suficientes para exceder o tempo de permanência previsto nas áreas escuras.
- Mochilas - Modelos de ataque (pequenas e resistentes) que podem ser amarradas umas às outras, içadas através de cordas ou lançadas de um explorador a outro.
- Recipientes impermeáveis - Em geral, recipientes plásticos com tampa rosqueável para carregar baterias, carbureto, roupas secas, equipamentos eletrônicos e alimentos.
- Equipamentos de escalada - Cordas, arnês, mosquetões, descensores e ascensores, grampos, nuts, costuras e todos os equipamentos que possam ser necessários à progressão através de abismos, cachoeiras e paredes internas.
- Equipamentos de mergulho - Equipamento autônomo de mergulho (SCUBA), em configuração adequada para mergulho técnico em cavernas, com reservas suficientes de ar, nitrox ou trimix, lanternas e cordas de guia.
- Instrumentos topográficos - Receptor GPS para demarcar as coordenadas geográficas das entradas, trena de fita ou eletrônica, bússola e quaisquer outros equipamentos necessários à medição e mapeamento das cavernas.
- Ferramentas de escavação - Em alguns casos, para encontrar novas galerias ou salões, é necessário remover detritos que podem obstruir passagens. Isso deve ser feito manualmente com pás e picaretas. Podem ser necessárias outras ferramentas para a escavação com fins arqueológicos.
Caving ou exploração esportiva
Muitos espeleólogos dedicam-se à exploração, topografia e mapeamento. Estes pesquisadores normalmente utilizam equipamentos e técnicas de
escalada,
trekking e mergulho para explorar galerias e salões desconhecidos, bem como mapear todo o relevo subterrâneo de determinados sistemas de cavernas. Uma vez mapeadas e conhecidas, as cavernas podem ser exploradas para a realização de
esportes de aventura e turismo. Os espeleólogos podem auxiliar na administração e manejo das cavernas para essas finalidades.
A exploração esportiva ou recreativa de cavernas também é chamada
caving. Em geral, consiste de atividades de exploração em equipe, com utilização de técnicas e equipamentos próprios da espeleologia, mas com objetivos esportivos, como o descobrimento de novas galerias, conquista de vias de escalada, travessias de resistência e velocidade, entre outros.
Caving é um esporte colaborativo, realizado com equipamentos de segurança individual e coletiva. Pessoas que possuam treinamento e condicionamento físico adequado podem utilizar o ambiente hostil da caverna para realizar escaladas, mergulhos e travessias, muitas vezes de diversos quilômetros. A descida em abismos ou cachoeiras internas pode exigir a realização de
rapel e, em muitos casos é necessário fazer a ascensão pela mesma corda utilizada para descer.
Mergulho em cavernas
O
mergulho em cavernas é uma das técnicas avançadas em que alguns
mergulhadores se especializam. É considerado por muitos como um dos esportes mais perigosos, devido ao grande número de mortes de mergulhadores experientes que já foram registradas nessa atividade. O mergulho em cavernas pode ser realizado em qualquer tipo de caverna inundada, no oceano ou em água doce. Muitas cavernas podem ser exploradas horizontalmente e não apresentam profundidades elevadas. Nestes casos a principal dificuldade decorre da exploração de um ambiente com teto, onde é impossível a saída rápida em caso de emergências. Em outros casos, podem ser explorados abismos com grandes profundidades, que exigem a utilização de várias misturas gasosas e tempos de descompressão elevados. Neste caso, mesmo que não exista um teto, a subida rápida também não é possível devido aos riscos de
embolia gasosa ou
doença descompressiva. Em qualquer dos casos, o mergulhador deve planejar detalhadamente seu mergulho e seguir todas as regras de segurança para mergulho técnico ou descompressivo. As reservas gasosas e as baterias de lanternas devem ser suficientes para exceder em um terço o tempo planejado de mergulho. Além disso devem ser utilizadas lanternas em duplicidade. Para evitar se perder em um sistema de labirintos, é obrigatório o uso de um fio guia (fio de
Ariadne) que deve ser desenrolado durante a incursão pela caverna e recolhido no retorno. Além disso, como em qualquer modalidade desse esporte, o mergulho em duplas é indispensável.
Turismo em cavernas
Com o desenvolvimento da espeleologia e o mapeamento das cavernas, muitas delas se tornaram atrações turísticas, devido à beleza dos espeleotemas e ao ambiente inusitado. As cavernas visitáveis são geralmente administradas pelas municipalidades (no caso de parques) ou proprietários das terras onde se localizam suas entradas. Para garantir a segurança dos visitantes e a preservação do patrimônio natural, a maior parte das cavernas possui taxa de ingresso e é obrigatória a presença de guias especializados. Em muitos casos, a quantidade de pessoas em um determinado período é limitada. Cavernas muito grandes, com formações raras ou ecossistemas frágeis, costumam ter limitações da área visitável ou do tempo de permanência, sendo necessária autorização especial para contornar essas limitações. Casos especiais podem incluir o acampamento e pernoite dentro da caverna.
Cavernas turísticas podem ser visitadas em seu estado natural ou com adaptações. No primeiro caso, os turistas devem utilizar equipamentos semelhantes aos utilizados pelos espeleólogos. No mínimo as roupas, calçados, capacete e equipamentos de iluminação devem ser utilizados por todas as pessoas que se aventurem em uma caverna sem adaptações. Outras cavernas podem sofrer adaptações para receber turistas em toda a sua extensão ou ao menos em pequenos trechos visitáveis. Entre essas alterações, as mais comuns são passarelas, rampas, escadas de acesso, cordas e guarda-corpos, que facilitam o acesso mesmo para visitantes com mobilidade reduzida ou baixo preparo físico. Outras cavernas recebem iluminação artificial para facilitar o deslocamento e também para destacar os espeleotemas.
Riscos da exploração
Atualmente, com o desenvolvimento de técnicas e equipamentos e aumento da preparação dos espeleólogos e guias, a exploração e turismo em cavernas são atividades relativamente seguras, mas o risco de acidentes, envenenamento ou doenças é grande. Em geral estes riscos estão associados a pouco planejamento ou a negligência, por isso é importante conhecê-los antes de qualquer incursão em grutas ou terrenos cársticos. Também é fundamental que a exploração nunca seja feita por pessoas desacompanhadas. É recomendável que as pessoas conheçam
primeiros socorros. Como medida adicional, a administração do parque, proprietários das terras ou autoridades, como
bombeiros ou
policiais florestais devem sempre ser avisados do destino da equipe, número de membros, planejamento e prazo de retorno. Por sua própria natureza as cavernas se localizam em terrenos acidentados, com vegetação cerrada e presença de rios. Como as cavernas costumam ficar no interior de parques ou fazendas, elas costumam estar distantes de estradas. Nestas condições o resgate dos exploradores e turistas pode ser difícil e demorado, por isso um bom planejamento e utilização de equipamentos e técnicas adequadas pode evitar que situações complicadas ou fatais aconteçam. Os principais riscos são listados a seguir:
- Quedas - O relevo do carste, galerias e formações no interior de cavernas exigem cuidados na caminhada. Em qualquer das atividades dentro e fora da caverna, bem como nos trajetos de entrada e retorno, há possibilidade de quedas que podem causar lesões musculares, fraturas, traumatismos e até a morte. Sempre que haja risco associado a altura, cordas e técnicas verticais devem ser utilizadas para evitar quedas perigosas.
- Envenenamento - Nas proximidades e interior de algumas cavernas é possível encontrar animais peçonhentos como cobras, escorpiões e aranhas. O uso de botas e roupas que protejam pernas e braços minimiza o risco de envenenamento. Caso algum membro do grupo tenha sido atacado, deve-se procurar imediatamente o hospital mais próximo. Se possível, o animal deve ser levado para facilitar a identificação da espécie e o soro mais adequado.
- Doenças[7] - Uma das doenças que pode ser adquirida em cavernas é a hidrofobia (raiva), transmitida por morcegos. Embora eles não costumem atacar diretamente as pessoas, é possível o contato acidental com unhas e dentes dos morcegos quando eles voam ao entrar e sair das grutas . Outra doença possível é a histoplasmose, doença adquirida pela inalação dos esporos do fungo Histoplasma capsulatum presente no guano de morcegos. É uma doença oportunista que só ataca pessoas com baixa resistência, por isso é recomendável evitar a visitação de cavernas quando estiver com alguma doença que provoque queda imunológica. Por tratar-se de uma doença de transmissão respiratória, recomenda-se a utilização de máscaras em áreas propícias à presença do fungo.
- Hipotermia - A permanência prolongada em ambientes inundados ou com baixas temperaturas, associada ao cansaço, pode levar à hipotermia, condição perigosa que se não tiver os cuidados adequados pode provocar choque circulatório, inconsciência e até a morte A hipotermia não tratada a tempo pode provocar lesões e seqüelas neurológicas por insuficiência circulatória. Para evitá-la, os exploradores devem levar roupas impermeáveis, de secamento rápido, agasalhos e roupas secas. O aquecimento com cobertores ou banhos quentes e o uso de bebidas quentes é a forma mais eficiente de tratamento precoce. Ao contrário da crença popular, o uso de bebidas alcoólicas é desaconselhado e pode até piorar o quadro.
- Afogamento - Risco em cavernas inundadas, travessias de rios subterrâneos ou superficiais ou durante a prática de mergulho. O uso de coletes salva-vidas por pessoas que não saibam nadar é recomendável.
Impacto ambiental
Algumas cavernas possuem iluminação cenográfica e passarelas que podem prejudicar o delicado ecossistema cavernícola
A exploração de cavernas com qualquer finalidade sempre causa impacto ao delicado ambiente cavernícola. Uma vez que as cavernas fazem parte dos sistemas hidrogeológicos, qualquer
poluição das águas em cavernas pode contaminar fontes de águas potáveis, rios e poços. Além disso, esses contaminantes podem matar os animais que vivem na caverna. Entre as fontes de poluição, estão os despejos de lixo, que podem incluir baterias usadas, restos de alimentos e mesmo
excrementos humanos.
Muitos espeleotemas são muito delicados e todos eles demoraram milhares de anos para atingir os tamanhos e formatos atuais. Em muitos casos, tocá-los pode destruí-los de maneira irremediável. Em outros casos, eles podem ser queimados pelas chamas ou sujos pela fuligem de lanternas de acetileno. Alguns espeleotemas raros são tão delicados que mesmo a utilização de
flash fotográfico pode provocar danos. Para evitar a destruição de espelotemas delicados, algumas cavernas possuem salões ou galerias fechados ao público.
A própria adaptação de cavernas para o turismo pode provocar danos. Passarelas e escadas têm que ser fixadas ao chão, muitas vezes sobre espeleotemas ou em posições que podem impedir seu crescimento. A iluminação artificial pode levar ao crescimento de vegetação no interior das grutas. Isso pode modificar totalmente seu sistema climático e prejudicar o equilíbrio de seu ecossistema.
Para minimizar os efeitos causados pela exposição turística, muitas cavernas têm período de visitação limitado. As luzes não permanecem ligadas todo o tempo e iluminação cenográfica colorida pode ser utilizada para reduzir a probabilidade de desenvolvimento de vegetação.
Importância arqueológica
As cavernas sempre exerceram fascínio à humanidade. Desde a
Pré-História os homens as utilizam para abrigar-se. Após o desenvolvimento das habilidades e ferramentas, o homem aprendeu a construir casas e cidades e abandonou as cavernas. Depois disso, elas se tornaram ambientes estranhos ao homem, mas ainda assim continuaram despertando seu interesse. Ao longo da história várias populações usaram a caverna como seu primeiro abrigo, local de sepultamento e também para rituais religiosos.
Um dos ramos da espeleologia é a espeleoarqueologia, que estuda os testemunhos da evolução humana encontrados nas cavernas, sobretudo ossos, artefatos, restos de fogueiras e comida, além da
arte rupestre, presente em cavernas de todo o mundo.