martes, 21 de abril de 2009

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Marius van Heiningen

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INTRODUCCIÓN.
La reacción química que es responsable de la disolución de la roca caliza por agua ácido, ya era conocida por los primeros investigadores de la espeleología. También era conocido que esta reacción solo es capaz de disolver pequeñas cantidades de roca, pero que a su vez ocurre muy rápida. El agua que se infiltra en una estrecha fisura llega a una saturación casi completa, a solo unos pocos metros de profundidad. Esto ponía a los investigadores ante un enigma, porque si el agua de infiltración ya estaba saturado (respecto a la caliza) a unos metros bajo la superficie: ¿cómo es posible que haya suficiente solución a decenas e incluso a cientos de metros de profundidad para formar cuevas? Para que el agua llegara a estas profundidades con bastante capacidad de disolución, se suponían la existencia de unas grietas relativamente anchas. A estas grietas las llamaron proto-conductos. Un proto-conducto es una fisura con un diámetro mínimo de entre 0,5 cm y 1 cm. Como se formaron no lo sabían, pero debieron de existir porque sin ellas no se podían explicar las cuevas.Actualmente existe una teoría bastante sofisticada que explica la formación de los proto-conductos.Este artículo trata de intentar de explicar algunos de los mecanismos que juegan un papel en el ensanchamiento de una fisura muy estrecha hasta un proto-conducto. Tratamos a los mecanismos según históricamente fueron descubiertos.
La figura 4 muestra la cantidad de agua que pasa por una fisura respecto al tiempo. TB indica el tiempo de ruptura. Al principio el aumento es lento, lo que corresponde con un lento ensanchamiento de la fisura. Llega un momento que el flujo de agua aumenta muchísimo en muy poco tiempo, lo cual corresponde con el tiempo de ruptura. En este momento la velocidad de ensanchamiento es constante con un máximo de aproximadamente 0,1mm por año. Finalmente el aumento de la cantidad de agua que pasa por la fisura baja mucho, lo cual corresponde con el hundimiento de la presión hidrostática.

RESUMEN.
Agua que contiene el gas anhídrido carbónico es capaz de disolver el carbonato cálcico (caliza). Esto es un proceso rápido y enseguida la solución llega a estar casi saturada.Entonces si las cuevas se han formado por la disolución de la roca caliza, ¿cómo es posible que existan cuevas a gran profundidad? Para explicarlo se suponían la existencia de unas fracturas relativamente muy anchas y lo llamaban proto-conductos. No sabían cómo se habían formado. Cuando en 1964 Alfred Bögli publicó su descubrimiento de la corrosión de las mezclas, solucionó numerosos problemas acerca de la génesis de cuevas. Sin embargo, todavía no se podían explicar la formación de los proto-conductos, hasta que en 1977 William White descubrió el régimen de la disolución lenta. Resulta que una solución no pierde nunca toda su capacidad de disolución, independiente de la distancia que ha penetrado en una fisura. Los mecanismos de Más Caudal-Más Disolución y Más Velocidad del Flujo- Más Disolución ya eran conocidos y por eso entendieron que incluso una muy pequeña capacidad de disolución es capaz de ensanchar una fisura estrecha hasta un diámetro que permite la disolución rápida por toda esta fisura. Finalmente se pudieron explicar la existencia de los proto-conductos. Además, la combinación del régimen de disolución rápida (la de toda la vida) y el régimen de disolución muy lenta (descubierto por White) era perfecta. La disolución lenta abre la fisura hasta el tamaño de un proto-conducto y a partir de aquí la solución rápida lo abre hasta formar una cueva. Con la mejora de los ordenadores en los años 90, los investigadores han sido capaz de crear modelos numéricos con lo cual han podido simular los procesos de disolución. En 1996 Dreybrodt ha derivado la formula para determinar el tiempo de ruptura, mostrando su relación con el diámetro original de la fisura (a0), la longitud de la fisura (L) y la presión hidrostática (h).
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jueves, 9 de abril de 2009


INTRODUCCIÓN.
Esta historia aborda el cambio del relieve que ha experimentado el borde sur de la Cordillera Cantábrica durante los últimos 3 millones de años y la consecuencia que conlleva para la edad máxima de muchas cuevas de la zona. La localización geográfica de la zona tratada está indicada por el rectángulo azul indicado en la figura 1.


La figura 2 muestra la situación geológica hace 3 millones de años. Los ríos que salieron de la montaña desembocaban en un grande lago interior.

CONSECUENCIAS PARA LA EDAD DE LAS CUEVAS DE LA ZONA.
Para nosotros como espeleólogos estos datos nos vienen de perlas. Cuantas veces nos preguntamos por la edad que puede tener la cueva que estamos visitando? Pues, usando un poco de lógica sacamos rápidamente la siguiente conclusión: Si los ríos desembocaban a una altura que hoy en día está un poco por encima de los 1200 metros, entonces los fondos de los valles más montaña adentro debieron de estar todavía mas altos (el agua fluye hacia abajo), rondando lo que actualmente son los 1250 metros. Es decir, hace unos 2 millones de años no existían valles por debajo de los 1250 metros y por lo tanto tampoco no habían cuevas por debajo de esta cota (ver nota). Generalizando un poco se puede decir lo siguiente: todas las grandes cuevas horizontales situadas por debajo de los 1200 a 1250 metros, tienen menos de unos 2 millones de años. Las cuevas horizontales situadas por encima de esta altura pueden ser considerablemente más viejas, incluso pueden datar del Mioceno.Además, usando la velocidad de erosión media, en este caso entre los 100 y los 140 metros por millón de años, se puede llegar a unas edades todavía más aproximadas. Por ejemplo, una cueva horizontal situado a una altitud de 1200 metros probablemente tendrá unos 2 millones de años, otra cueva algo por debajo de los 1100 metros puede tener aproximadamente 1 millón de años y un sistema horizontal más o menos al nivel de los grandes valles difícilmente tendrá mas de medio millón de años. De todos modos, en lugar de usar una altitud absoluta, es más preciso usar la altitud sobre el valle. En este caso, si la cueva está a unos 200 a 280 metros sobre el río, su edad rondará los 2 millones de años y si la cueva está a unos 100 a 140 metros sobre el río, su edad será aproximadamente de1millón de años. Naturalmente esto solo es una aproximación global, solo valedero por la parte sur de la Cordillera Cantábrica entre La Robla y Cervera de Pisuerga. Además, los últimos 2 millones de años ha sido la época de los Glaciares, la cual ha generado una continua alternancia de acumulación de sedimentos y encajamientos de los ríos, seriamente influyendo en la velocidad media de erosión.
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