EN BUSCA DE CUEVAS: La interpretación del mapa geológico.

Marius van Heiningen
mvh@telecentroscyl.net

INTRODUCCIÓN.

La mayor ventaja de un mapa geológico es que nos deja la posibilidad de distinguir entre las formaciones solubles (favorables para la formación de cuevas) y las formaciones no solubles. Uno tiene que tener en mente que todas las rocas carbonatadas tienen un sistema de desagüe subterráneo y que por tanto se debe de sospechar la presencia de una cueva en cualquiera caliza o dolomía. Esta presencia solo depende de si los conductos de desagüe se han desarrollado hasta un tamaño para hacerlos penetrables para el hombre. El tamaño de los conductos depende de varios factores como el tiempo, las fisuras y el gradiente hidráulico, pero uno de los más importantes es la cantidad de agua disponible. En una caliza que recibe muy poca agua es difícil encontrar galerías accesibles. Esta cantidad depende de la superficie de su afloramiento, donde entra agua por precipitación directa, y de los aportes que se recibe por arroyos y de escorrentías de superficies impermeables anexos.
La localización exacta de grandes pozos con la ayuda del mapa geológico es bastante difícil, que no sea que están relacionados con sumideros o fallas. Lo que sí se puede localizar son las zonas favorables, en este caso los cumbres, crestas y altiplanos de roca carbonatadas, a veces acompañados por dolinas.
Mejores resultados da el mapa geológico cuando confirma que los arroyos y ríos que se pierden y reaparecen, los manantiales y depresiones cerradas que se había localizado en el mapa topográfico, realmente están relacionados con formaciones carbonatadas o yesos.
Sin embargo, probablemente la mejor ayuda que nos ofrece el mapa geológico es que nos posibilite la determinación del punto más bajo de un acuífero kárstico, comparando los contactos de la formación con las curvas de altura. Teóricamente este punto marca el lugar donde las aguas subterráneas deben de brotar de su acuífero, y por tanto indica el lugar preferido para la presencia de los manantiales (incluso los pequeños que no están en el mapa). Es muy frecuente que en el campo realmente se encuentren manantiales en estos puntos.
Ahora bien, porque nos debe de interesar tanto la presencia de manantiales kársticos? El manantial es la terminación de toda una red de fisuras y conductos subterráneos anegados, que da origen a las cuevas. Al fin y al cabo, una cueva no es otra cosa que uno de estos conductos que se ha desarrollado hasta tal tamaño que es penetrable por el hombre. Entonces lo convierte en uno de los mejores sitios de posible acceso a la red subterránea de galerías. Por un lado es posible que el manantial sale directamente de una galería vadosa, y por otro lado puede que el manantial ofrece posibilidades para una exploración subacuática. Sin embargo, es más probable que algo por encima del manantial actual se encuentra una galería seca, que en su día funcionó como manantial.
No obstante, no hay que olvidar que la escala del mapa geológico limita mucho la información que puede dar. Por ejemplo, no suele dar indicaciones de miembros y niveles. A lo mejor el punto más bajo de una formación no coincide con el miembro favorable para la formación de cuevas y por eso en el campo hay que esforzarse de distinguir estos miembros (normalmente miembros compactos o de estratificación gruesa), para poder localizar el punto más bajo del miembro favorable en lugar de la formación entera.


UN MAPA GEOLÓGICO Y LAS FORMACIONES CARBONATADAS.

En un mapa geológico las formaciones de roca están indicados con un color y un número (figura 1), dibujados sobre un mapa topográfico. Las curvas de nivel no siempre se han quedado bien visible, dependiendo de la imprenta y de los colores usados, y por tanto es aconsejable manejar el mapa geológico y topográfico de una misma zona simultáneamente. El significado de cada color y número se encuentra en la leyenda del mapa. La figura 2 muestra parte de la leyenda del mapa de Riaño y las formaciones susceptibles para la formación de karst (en este caso las calizas y dolomías) se han subrayado en rojo. El mapa también muestra una variedad de signos, de los cuales los más importantes se han explicado en el artículo “El significado de los signos del mapa geológico”. Estos signos son muy útiles para determinar las estructuras geológicas, pero para una primera aproximación de los puntos favorables para las entradas de cuevas se puede prescindir de ellos.

La figura 1 muestra una parte del mapa geológico de Riaño.



La figura 2 muestra una parte de la leyenda del mapa geológico de Riaño. Las formaciones solubles, en este caso las calizas y dolomías, se han subrayado en rojo.


En la figura 3 se ha indicado la distribución de las rocas carbonatadas de la figura 1 (en rojo). En este caso se trata de las formaciones 0, 5, 6, 8, 14 y 15. De este modo se ha reducido considerablemente el terreno de búsqueda y no se pierde tiempo recorriendo zonas sin ninguna probabilidad de éxito.
Como se ha explicado en la introducción, una de las reglas más importantes es localizar la cota topográfica más baja de una formación favorable, por ser el punto de preferencia de desagüe del acuífero que existe dentro de la roca carbonatada. Este punto de desagüe puede ser directamente la boca de una cueva o lo que es más común, un manantial. En el segundo caso es frecuente que se puede encontrar cuevas en los inmediatos alrededores, pero siempre a una altura más elevada.


La figura 3 muestra la distribución de las rocas carbonatadas, indicando sus contactos en rojo.


UN EJEMPLO: LA DESCRIPCIÓN DE LAS ZONAS ESPELEOLÓGICAS / HIDROLÓGICAS ALREDEDOR DEL RÍO ESLA (LEÓN).

En este apartado se estudian los sistemas hidrológicos/espeleológicos que se ha encontrado en las formaciones carbonatadas anteriormente mencionadas. En la figura 4 se ha indicado en el mapa de la figura 1 algunos indicios importantes, como son los cuevas principales, cuevas pequeñas, pozos y manantiales. Para facilitar su descripción se ha dividido la región en tres zonas: la zona oriental, la zona central y la zona del noroeste. A continuación se analiza la razón geológica más plausible de porqué cada sistema se ha desarrollado hasta la situación presente.
La idea es facilitar al lector el entendimiento de algunos casos reales, que pueden funcionar como ejemplos para un mejor reconocimiento de situaciones parecidas que se puede encontrar en el mapa geológico de una zona nueva.


La figura 4 muestra el mismo mapa con los cuevas principales, cuevas pequeñas, pozos y manantiales.


LA ZONA ORIENTAL, ALREDEDOR DE VERDIAGO.
El primer ejemplo trata de las calizas y dolomías de la zona oriental, alrededor de Verdiago. Los tramos más interesantes se han denominado A, B y C.

El tramo A consiste de la Formación Portilla (formación número 8) y llega desde Verdiago hacia el arroyo de San Martino en el noroeste. Donde el tramo es cortado por el río Esla (en su terminación sur, en Verdiago) se encuentra la Cueva del Carro (Cueva de la Hoja) (1) al lado de la carretera. La cueva está situada unos pocos metros por encima del río. En época de deshielo existe una fuente al lado de la entrada que funciona como aliviadero de la cueva, quedándose las galerías inferiores completamente anegadas. En el límite noroeste de este tramo, el arroyo de San Martino se infiltra por completo en las calizas, en época de estiaje, y además se encuentran las entradas de unas pequeñas cuevas. El afloramiento del tramo A es un altiplano que no recibe aguas de escorrentía de formaciones vecinas, ni su superficie es lo suficientemente amplia para poder explicar el caudal de la fuente por acumulación de aguas de precipitación. Pues, la pérdida del arroyo de San Martino, situado a un nivel topográfico superior (unos 50 metros por encima de la cueva), es la única explicación plausible para el origen del caudal de la fuente. Además, la presencia de algunas cortas, pero amplias cuevas que parecen haber funcionado como sumideros, lo confirman.


La figura 5 es una ampliación de la parte oriental del mapa, indicando las cuevas y fuentes alrededor de Verdiago. Indicados en negro: Cueva de la Hoja (1), Cueva de San Antonio(2), pequeña cueva (3) y el Pozo de San Martín (4). Indicados en azul: aliviadero de la Cueva de la Hoja (1) aliviadero de la Cueva de San Antonio (2), manantial al pie del anticlinal (3) y en morado se ha indicado el trayecto por donde se pierde el arroyo de San Martino.

Esta situación es un ejemplo de un tramo de roca carbonatada situado entre dos cursos de agua. Si el desnivel entre ambos es considerable hay una (gran) posibilidad que se establece una conexión hidrológica, y por tanto una buena posibilidad de encontrar una cueva. El posible desarrollo de la cueva va desde su boca hasta la pérdida del arroyo en el otro valle, mientras que las dimensiones de una cueva en estas condiciones debieron de ser bastante uniformes, porque el caudal es constante por toda la cueva.

El tramo B consiste de la Formación Lancara (formación número 0) y llega desde Verdiago hacia el arroyo de San Martino en el noroeste, en paralelo al tramo A. Donde el tramo es cortado por el río Esla (en su terminación sur, en Verdiago) se encuentra la Cueva de San Antonio (2) y una fuente intermitente que solo funciona en época de deshielo. La situación es muy parecido al del tramo A, con la excepción que el arroyo de San Martino no pierde una cantidad de agua apreciable en la terminación noroeste. Sin embargo, en este caso existe una amplia vertiente vecina de roca impermeable (hacia el noreste) que aporta agua de escorrentía, que en parte es recogida por un pequeño arroyo que cruza la formación, y que por otra parte infiltra directamente a lo largo del contacto con la formación.
Esta situación es un ejemplo de un tramo de roca carbonatada situado por debajo de una vertiente de escorrentía, de donde proviene la mayor parte del caudal del acuífero subterráneo. La situación más favorable es cuando el rumbo de la formación es más o menos paralelo al valle, es decir perpendicular sobre la vertiente, y con una estratificación que inclina montaña adentro. De este modo se puede recoger gran cantidad de agua, que es acumulada montaña adentro, que se dirige a lo largo de la formación hacia el punto topográficamente más bajo.

La prolongación del tramo A hacia el otro lado del arroyo de San Martino (hacia el oeste) es mucho menos favorable para establecer una conexión hidrológica porque la distancia hacia el punto más bajo es unas tres veces mayor (gradiente hidráulico tres veces menor). Este punto bajo se encuentra al lado del río Esla en Valdoré. Sin embargo, en ambas terminaciones se puede encontrar pequeñas cuevas que son el resultado de un acuífero de poco caudal que se ha formado por la precipitación directa sobre la caliza y algo de escorrentía. Es probable que el desagüe principal de este acuífero ocurre directamente en el lecho del río Esla.
Las prolongación hacia el sur de Verdiago (otro lado del río Esla) se encuentra en más o menos la misma situación y no se conocen cuevas.

La prolongación del tramo B hacia el otro lado del arroyo de San Martino (hacia el oeste) recoge bastante agua de escorrentía y su desagüe debe de ser hacia el río Esla en el noroeste (hacia Valdoré). En su corte con el río no se encuentra ninguna cueva, aunque si existen muchas grietas. Su desagüe más probable será directamente en el lecho del río Esla.

El tramo C es un anticlinal formado en las calizas de la Formación Santa Lucía (formación número 6) a cuyo pie se encuentra un gran manantial a las orillas del río Esla. El caudal es demasiado grande en comparación con la superficie del tramo C, pero la figura 3 muestra unos afloramientos de la misma formación y del mismo anticlinal hacia el suroeste, ampliando la superficie de recogida de precipitación y escorrentía. En medio del anticlinal se encuentra el Pozo de San Martín.


La figura 6 es una ampliación de la parte central del mapa, indicando las cuevas y fuentes al norte de Sabero. Indicados en negro: Cueva el Trigal (1), pequeños pozos (2), pequeña cueva (3) y Cueva de Valdelajo (4). Indicados en azul las tres fuentes del sinclinal (1, 2 y 3) y las dos fuentes al norte del anticlinal (4 y 5).


LA ZONA CENTRAL.
El segundo ejemplo trata de las calizas y dolomías de la zona central y los tramos más interesantes se han denominado A, B y C. No se muestra el mapa topográfico porque las curvas de nivel están bastante claras.

El tramo A incluye las formaciones carbonatadas de Portilla (número 8) y Lancara (número 0) y se trata de un sinclinal. La Formación Lancara forma el núcleo del sinclinal con una superficie reducida y sin aportaciones de escorrentía y por tanto no es interesante. Aunque la Formación Portillo tampoco recibe aportaciones de escorrentía, su superficie es lo suficientemente grande para despertar nuestro interés. Aquí se encuentra la Cueva el Trigal (1) y dos pequeños pozos (2) relacionados con marcadas fallas. Una parte del desagüe ocurre en el punto más al oeste, como una pequeña fuente al lado del Arroyo de la Mina (1), otra parte del desagüe ocurre por entre los derrumbamientos que se encuentran al pie del punto más bajo en el norte (2), mientras que un tercer desagüe ocurre en el punto más bajo en el sur (3). No se han encontrado cuevas relacionadas con las fuentes.
Parece que en la actualidad, en este tramo, hay por lo menos tres acuíferos que son demasiado pequeños para formar conductos penetrables. No es imposible que las relativamente grandes salas del Trigal se han formado en un solo acuífero antiguo que pude haber existido entre el Arroyo de la Mina y el río Esla (ver siguiente ejemplo).
La relación con un sistema hidrológico antiguo es apoyada por la situación de la cueva en una de las partes más altas, desconectada del sistema hidrológico actual.
En este ejemplo se ha tratado las razones para descartar una formación (la Lancara) como un objetivo principal, lo que no quita que siempre se puede echar una ojeada, y también se ha deducido porque una zona aparentemente favorable no tiene cuevas (fracción del acuífero en tres partes). Sin embargo, se ha encontrado una cueva en lo más alto (el Trigal) indicando que el tramo pudo haber sido favorable en el pasado, y por último se han encontrado unos pozos relacionados con fallas.

La prolongación del tramo A, situado al otro lado del Arroyo de la Mina, pudiera tener alguna cueva, pero no se ha encontrado ninguna.

El tramo B incluye la formación carbonatada de Santa Lucía (número 6) y se trata de un anticlinal. Las cuevas se encuentran alrededor del Arroyo de la Mina, por dos razones contradictorias. Las pequeñas cuevas (3) situadas en el flanco sur del anticlinal, se han formado en un sistema de desagüe hacia el arroyo que en este caso funciona como nivel de base local. (hay que añadir que es posible que las cuevas pueden ser el resultado de una formación superficial en condiciones (peri)glaciales, pero esto sale fuera del contexto de este artículo). La Cueva de Valdelajo (4), descubierta hace unos años durante la excavación de una nueva cantera y desde entonces acondicionado para su visita (la cantera se ha cerrado por el descubrimiento de la cueva, gran aplauso), se encuentra en el flanco norte del anticlinal y parece que es parte de un antiguo sumidero. La cueva está situada exactamente en el límite norte de la formación, donde el arroyo entraba en contacto con la formación de caliza (figura 6). Después de un reconocimiento del terreno pude encontrar por lo menos dos manantiales importantes (4 y 5), situados en el extremo nororiental de la caliza, a las orillas del río Esla. Lo más probable es que la Cueva de Valdelajo ha funcionado como sumidero y que parte del agua del arroyo, aumentado por precipitación directa sobre la caliza y aguas de escorrentía, desagüe directamente hacia el río Esla por el camino más corto, es decir cruzando por la caliza y pasando por debajo del monte Camperones, en lugar de seguir por el lecho del arroyo.
En este ejemplo se ha visto que una parte de un mismo valle puede funcionar como nivel de base local (para el flanco sur del anticlinal) y que otra parte puede aportar agua hacia otro nivel de base (el flanco norte con el río Esla como nivel de base). También nos muestra que aunque un valle es relativamente profundo, no es seguro que funcione como nivel de base, especialmente si la caliza tiene un contacto con otro valle todavía más bajo. Otra vez el principio del punto más bajo dentro de una formación.

El tramo C consiste de un conjunto de dos formaciones carbonatadas de una edad muy diferente, donde la formación más antigua se ha superpuesto sobre la más joven mediante un cabalgamiento. El afloramiento en la zona central es prácticamente horizontal, de tal modo que no se puede identificar claramente el punto más bajo. Puede que una parte del desagüe sea hacia el suroeste, pero la mayor parte desagüe ocurre hacia un profundo valle en el norte (zona del noroeste) donde existe un manantial muy abundante (figura 8). Su caudal es tan desproporcionado en relación con la superficie de ambas formaciones, que hace pensar que la mayoría del agua debe de provenir, en forma de escorrentía, de la gran vertiente situado al este y por encima de las calizas.
Este ejemplo indica, una vez más, el principio del punto más bajo y además la importancia de la escorrentía.

LA ZONA DEL NOROESTE, EL TRAMO DE ARVEJALES.
El tercer ejemplo se trata de un tramo donde se ha desarrollado una de las cuevas más largas de León: la Cueva de Arvejales (en exploración por el GETOTE), y por tanto lo llamo el tramo de Arvejales.

Este tramo consiste de las formaciones Portilla (8) y Lancara (0). Según el mapa ambas formaciones están separadas por las areniscas de la Formación Nocedo (9), pero en realidad desde el yacimiento de plomo y plata (Pb,Ag en la figura 7) hacia el noroeste ya no está presente. La Cueva de Arvejales (1) se ha desarrollado en la Formación Portilla, principalmente en dirección del río Esla (hacia el sureste) y pasa por debajo de la Cueva la Riera (originalmente parte del mismo sistema) cuya conexión con Arvejales probablemente solo es cuestión de tiempo. Al suroeste de la Cueva la Riera se encuentran varias cuevas cortas pero amplias, todas cortadas por colmataciones de sedimento o espeleotemas. Son partes del nivel original (el más superior) que hoy en día se ha quedado obstruido o se ha desaparecido por la erosión. Un kilómetro y medio hacia el sureste se encuentra un gran manantial en medio del río Esla y una pequeña boca de una cueva obstruida. Dentro de la Cueva de Arvejales hay un río con un caudal que en época de deshielo lo hace impracticable y no existen fuentes en todo el trayecto entre la cueva y el río. Por tanto se cree que el manantial proviene de la cueva y que la cueva pequeña puede ser una antigua salida de la cueva.
El origen del caudal del río de la Cueva de Arvejales es múltiple. Por una parte proviene de la precipitación directa sobre ambas formaciones y por otra (gran) parte proviene de escorrentía de las laderas superiores (figura 8). Esta escorrentía ha formado varios arroyos pequeños que todos se pierden en el contacto con la Formación Lancara (es decir con el primer contacto con las calizas). Dentro de la cueva reaparecen estos arroyos como pequeñas aportaciones laterales con un fuerte desnivel. También se sospecha que la cueva recibe agua del arroyo principal del valle, donde este entra en contacto con las calizas de la Formación Portilla, probablemente en tres puntos (A, B y C en la figura 8). Es que el río de Arvejales se encuentra topográficamente más bajo que el arroyo del valle y se ha encontrado un aporte importante desde la dirección del valle.

Este es un ejemplo de una formación que se encuentra en paralelo a un valle y cuyo acuífero recoge agua tanto de precipitación como de escorrentía, además de cierta cantidad de aporte del arroyo principal del valle. La superficie total de recogida de precipitación es bastante grande lo que se refleja en el volumen de sus galerías.

En este caso el acceso a la cueva se ha abierto por erosión de una parte de la roca madre donde se encuentra la cavidad, lo que por un lado negativo implica una pérdida de parte de la cueva.

La figura 7 es una ampliación de la parte noroeste del mapa, indicando las cuevas y fuentes. Indicados en negro: Cueva de Arvejalesl (1), Cueva la Riera (2), pequeñas cuevas (3, 4, y 5). Indicados en azul el desagüe de Arvejales (1), y el desagüe del tramo C de la zona central (5).


RESUMEN.

En este artículo se ha descrito los sistemas hidrológicos y su relación con las cuevas existentes (y conocidas) en una parte de un mapa geológico. El primer paso es distinguir cuales son las formaciones favorables, lo que se hace con ayuda de la leyenda, para poder descartar las formaciones no favorables. Ahora se llega al momento de un escrutinio minuciosamente de cada tramo de cada formación favorable. En este ejemplo practico hemos topado con algunas situaciones bastante comunes:
1) La acumulación de precipitación directa y aguas de escorrentía en un acuífero que luego desagua en su punto más bajo (zona oriental, tramo B).
2) El acuífero dentro de un tramo de roca favorable recibe agua de un arroyo, situado topográficamente más alto, y el desagüe ocurre en su punto más bajo (zona oriental, tramo A).
3) El acuífero dentro de un tramo de roca favorable recibe agua de un arroyo, situado topográficamente más alto, además de agua de precipitación directa y el desagüe ocurre en su punto más bajo (zona central, tramo B, Cueva de Valdelajo).
4) El acuífero recibe la mayoría del agua de escorrentía, y el desagüe ocurre en su punto más bajo (zona central, tramo C).
5) El acuífero recibe agua de precipitación directa, escorrentía, y además de un arroyo topográficamente más alto. (zona noroeste, tramo de Arvejales).

En todos los casos el punto de desagüe es un lugar de interés máximo (Cuevas de la Hoja, Cueva de San Antonio) y también las zonas de entrada de agua de los arroyos superiores (Cueva de Valdelajo).


La figura 8 indica el tramo de Arvejales (en rojo) y la superficie de donde proviene la escorrentía hacia este tramo (en negro). Las flechas indican la dirección de la escorrentía. La fuente 2 es el caudaloso manantial del tramo C de la zona central. En los sitios A, B y C (en azul) es posible que el arroyo del valle pierde agua hacia la caliza.


NOTA FINAL.

Me doy cuenta que hasta ahora solo he dado una descripción de unos ejemplos que provienen todos de una zona reducida. Hay más situaciones que son favorables para la localización de entradas o que resultan en una captación de mucho agua, lo que se refleja en la longitud y volumen de la cueva. Mi idea original fue tratar estas situaciones en este artículo, a continuación de los ejemplos, sin embargo la longitud del tema, pues ya voy por la página 13, hace que las trate en un próximo artículo.