Las campanas del infierno son estructuras huecas de carbonato en forma de campana o cono que pueden alcanzar longitudes de 2 metros (6 pies 7 pulgadas). Se encuentran bajo el agua en el cenote El Zapote en Quintana Roo , México , en la península de Yucatán ; existen formaciones similares en otras cuevas. En un cierto rango de profundidad, dichas estructuras cubren toda la superficie de la cueva, incluidos troncos de árboles sumergidos y otras campanas del infierno, aunque nunca se tocan entre sí.
Las Campanas del Infierno son espeleotemas que parecen haberse formado a través de interacciones complejas, que no se entienden del todo, entre el agua de la cueva, los microorganismos que viven en ella y la superficie de las Campanas del Infierno. El nombre hace referencia tanto a su forma como a su entorno, y también a una canción del mismo nombre .
El nombre es una referencia tanto a la forma de las estructuras [1] como al ambiente sin luz y tóxico en el que se encuentran, [2] y también a la canción " Hells Bells " de AC/DC , y fue propuesto por buceadores de cuevas. [1] En español se llaman Campanas del Infierno . [3] Otro nombre es Piñas de Yucatán , debido a su forma de piña. [4]
Las Campanas del Infierno se encuentran bajo el agua a profundidades de 29 a 35 metros (95 a 115 pies) y tienen la forma de protuberancias cónicas y huecas con formas que se asemejan a campanas, pantallas de lámparas, lenguas, trompetas o troncos que cuelgan de una superficie [5] y se ensanchan hacia abajo como un cono [6] o una campana. [7] Cubren toda la superficie de la cueva, incluidos especímenes más grandes y troncos de árboles ; las formas anidadas también son comunes, pero siempre hay alguna separación con las superficies adyacentes lejos del punto de unión. [5] Su superficie está cubierta de irregularidades como gránulos, protuberancias, protuberancias, pústulas e hinchazones y, a veces, por coladas producidas por la exposición al aire; generalmente no son lisas. [8] Algunas de estas estructuras son "rastros de burbujas"; estos son canales o hendiduras tallados en piedra caliza por burbujas de dióxido de carbono . [9]
Las campanas del infierno suelen ser elípticas o circulares, con su superficie inferior estrictamente horizontal y normalmente con un hueco lateral que les da un contorno de herradura; esta abertura siempre da a las paredes de la cueva [10] y en general las campanas tienden a crecer alejándose de los obstáculos. El ángulo en el que se abre una campana suele ser el mismo en toda su longitud. [11] Son grandes: su longitud puede superar los 2 metros (6 pies 7 pulgadas) y su anchura puede alcanzar los 0,8 metros (2 pies 7 pulgadas), [5] mientras que sus paredes tienen hasta 3 centímetros (1,2 pulgadas) de espesor. [10] Las campanas que se formaron en troncos de árboles son más pequeñas y tienen formas que se asemejan a balcones o consolas. [8] En cortes transversales, las campanas están estratificadas, con capas de color blanco a amarillo a marrón que están formadas en parte por cristales de calcita en forma de cuchilla que pueden alcanzar 1 centímetro (0,39 pulgadas) de longitud y en parte por capas no cristalinas. [8] El óxido de manganeso forma capas marrones en algunos ejemplares menos profundos. [12]
Las Campanas del Infierno se encontraron originalmente en el cenote El Zapote , una caverna llena de agua de 54 metros de profundidad (177 pies) con forma de botella [ 1] o reloj de arena, [13] más específicamente en su caverna de 60 a 100 metros (200 a 330 pies) de ancho. [14] En el fondo de la caverna hay un montículo de escombros; la lluvia fuerte puede arrastrar material al sumidero, incluidos algunos troncos de árboles sumergidos de hasta 8 metros (26 pies) de largo [1] y hojas y otros restos de plantas que cubren el suelo del sumidero. [15] Un pozo sube a la superficie hasta el sumidero real y tiene aproximadamente 8,7 por 10,8 metros (29 pies × 35 pies) de ancho allí, mientras que la caverna sumergida alcanza un ancho de más de 100 metros (330 pies); [1] no hay flujo detectable de agua en la caverna más profunda. [15] Cenotes como El Zapote son comunes en la región y se forman por el colapso de cuevas. [16] Se han encontrado campanas similares en otros cenotes de la región, como Xkolac, Maravilla y Tortugas. [4]
Su existencia es conocida por la comunidad local de buceo en cuevas desde hace mucho tiempo, [1] y hay un centro de visitantes en El Zapote donde se exhibe un espécimen de 1,8 metros de largo (5,9 pies) tomado del suelo de la cueva. [10] Las Campanas del Infierno fueron investigadas por Wolfgang Stinnesbeck de la Universidad de Heidelberg [6], quien estaba investigando cuevas en busca de rastros de civilización humana [7] y quien fue autor del primer trabajo académico sobre ellas. [6]
El Zapote y las Campanas del Infierno se encuentran en el sureste de México , [1] en el estado de Quintana Roo [17] a 26 kilómetros (16 mi) [16] al oeste de Puerto Morelos y 36 kilómetros (22 mi) al sur de Cancún ; el sumidero se encuentra a unos 10 kilómetros (6,2 mi) de una carretera que conecta la Carretera Federal Mexicana 180 y la Carretera Federal Mexicana 307. El Zapote se encuentra en la península de Yucatán , que contiene uno de los sistemas de cuevas kársticas más grandes del mundo, [1] incluidas 370 cuevas solo en Quintana Roo; la longitud total de todas estas cuevas probablemente supera los 7000 kilómetros (4300 mi) y algunos sistemas individuales tienen más de 350 kilómetros (220 mi) de largo. [16]
Los depósitos de carbonato ( espeleotemas de carbonato ) en cuevas parecen formarse generalmente cuando la evaporación o el dióxido de carbono que escapa del agua hace que la calcita se sature, [18] que luego precipita y forma depósitos. [2] Sin embargo, también se conocen depósitos de carbonato bajo el agua y pueden formarse a través de procesos biológicos [18] y físico-químicos. [2] Las Campanas del Infierno parecen pertenecer a este tipo submarino, ya que hay poca evidencia de exposición al aire en ellas, y los niveles de agua en la cueva parecen haber excedido siempre las profundidades en las que se desarrollaron las Campanas del Infierno. [19]
Los sumideros vecinos también contienen estructuras similares a las Campanas del Infierno, pero son más pequeñas que las de El Zapote, mientras que otros sistemas de cuevas en Yucatán [20] y aparentemente en otras partes del mundo [6] no tienen tales estructuras; se desconoce la razón de su ausencia en otras partes [20] aunque es probable que sean necesarias condiciones hidrológicas particulares para su formación. [21] Sin embargo , los llamados depósitos de carbonato "folia", a los que pertenecen las Campanas del Infierno, [22] están muy extendidos por todo el mundo. [23]
El desarrollo de una Campana del Infierno parece comenzar en forma de un brote hemisférico, que comienza a crecer cónicamente hacia abajo y adquiere la forma de cono hueco una vez que ha alcanzado una longitud de 3-4 centímetros (1,2-1,6 pulgadas) y una anchura de 4 centímetros (1,6 pulgadas), cuando la acumulación de calcita en el lado interior se detiene. [5] El crecimiento de las Campanas fue inestable, con desaceleraciones y paradas alternadas con un crecimiento rápido [24] pero dentro de un entorno general estable [2] donde el transporte de sustancias químicas a través del agua se debe principalmente a la difusión , debido a la falta de corrientes de agua. [25] La datación radiométrica de algunos especímenes de Campanas del Infierno indica que crecieron durante el Holoceno medio y tardío , [19] comenzando hace más de 5.200 años, hasta la actualidad; [26] la cueva ya estaba inundada en ese momento. [7]
Los sistemas de cuevas de Yucatán están parcialmente inundados por agua subterránea salada derivada del agua de mar y agua subterránea dulce de la precipitación ; el agua dulce y el agua salada están separadas por una capa mixta ( haloclina ). Los sumideros conocidos como cenotes conectan los sistemas de cuevas con la atmósfera; a menudo, los cenotes más antiguos contienen agua turbia y estancada con capas ricas en oxígeno y pobres en oxígeno. [1] Eso incluye El Zapote, donde el contenido de oxígeno cae en la haloclina a anoxia , [27] mientras que la capa de agua dulce contiene oxígeno; [28] la capa de agua salada puede [27] o no contener oxígeno. [29] En El Zapote, las Campanas del Infierno se han desarrollado en el margen entre la haloclina y la capa de agua dulce de arriba; no se encuentran en ningún otro lugar de la columna de agua [5] donde la calcita parece disolverse. Su crecimiento hacia abajo está restringido por la haloclina. [20] La región de la columna de agua donde se desarrollan parece coincidir con la presencia de un límite redox [30] producido por el metabolismo microbiano de sulfatos y nitratos [31] que se mueve hacia arriba y hacia abajo en respuesta a las variaciones de precipitación (como los huracanes ) y los cambios resultantes en el suministro de agua a El Zapote; [32] la fase lenta de movimiento descendente puede inducir el crecimiento de las Hells Bells. [33] La identificación de los rasgos químicos que corresponden a la formación de las Hells Bells se dificulta por la escasez de datos hidrogeoquímicos. [34]
Tanto las estructuras de El Zapote como las de Hells Bells contienen un ecosistema diverso de microorganismos, incluyendo arqueas y bacterias y con especies quimiolitotróficas , heterótrofas y mixotróficas . Los microbios metabolizan hidrógeno , varios compuestos de nitrógeno , oxígeno y varios compuestos de azufre . [28] El metabolismo de estos microorganismos puede influir en el crecimiento de Hells Bells al consumir dióxido de carbono y facilitar así la deposición de calcita al metabolizar nitrógeno de compuestos alcalinos a ácidos a neutros [35] bajo la influencia de procesos redox de azufre y nitrógeno, [36] formando biopelículas en la superficie de las Bells [33] y produciendo polímeros orgánicos que pueden concentrar calcio . [37]
Las Campanas del Infierno pueden tener un origen biológico; la actividad microbiana puede producir la laminación de los depósitos, que se parecen a los de algunos estromatolitos de agua dulce . Es difícil vincular de manera concluyente estos depósitos de calcita con la actividad biológica. [35] Potencialmente, la oxidación de compuestos de azufre en las capas de agua que contienen oxígeno las acidifica y, por lo tanto, detiene el crecimiento de las Campanas, [24] como lo haría el consumo de calcita disuelta por las Campanas vecinas; esto podría explicar por qué crecen lejos de los obstáculos. [35] Sin embargo, el proceso de formación de las Campanas del Infierno es altamente especulativo [2] y también son posibles mecanismos en su mayoría no biológicos. [33] La erosión de la piedra caliza por burbujas ascendentes que contienen dióxido de carbono y la precipitación de piedra caliza a partir del agua saturada de calcio resultante se ha propuesto como un proceso alternativo. Según esta teoría, la piedra caliza precipita en el borde de una burbuja atrapada bajo algún obstáculo, iniciando el desarrollo de una Campana del Infierno. [26] Las fluctuaciones en la haloclina a su vez modificarían químicamente la piedra caliza, produciendo un sustrato para una mayor precipitación de piedra caliza. [38]
Debido a que el crecimiento de las Campanas del Infierno está tan fuertemente limitado por la estratificación del agua, su profundidad y su historia de crecimiento pueden usarse para inferir la posición de la haloclina, que a su vez refleja las tasas de precipitación anteriores; esto podría usarse para inferir el clima pasado . Además, el ecosistema oscuro y sumergido de las Campanas del Infierno puede usarse como una analogía de las condiciones en la Tierra primitiva cuando la radiación ionizante y ultravioleta restringieron el desarrollo de la vida. [20]
El cenote El Zapote es también el lugar donde se descubrió por primera vez el género de perezosos terrestres Xibalbaonyx ; los perezosos terrestres durante el Neógeno fueron un grupo diverso de la megafauna americana que está pobremente registrado en fósiles de América Central . [17] Los restos del espécimen animal fueron encontrados en el suelo del sumidero. [16]
