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Un espeleotema ( del griego antiguo σπήλαιον ( spḗlaion ) 'cueva' y θέμα ( théma ) ' depósito ') es una formación geológica formada por depósitos minerales que se acumulan con el tiempo en cuevas naturales . [ 1 ] Los espeleotemas se forman más comúnmente en cuevas calcáreas debido a reacciones de disolución de carbonato. Pueden adoptar una variedad de formas, dependiendo de su historia deposicional y del entorno. Su composición química, crecimiento gradual y conservación en cuevas los convierten en indicadores paleoclimáticos útiles .
Características químicas y físicas
Se han identificado más de 300 variaciones de depósitos minerales de cuevas. [2] La gran mayoría de los espeleotemas son calcáreos, compuestos de minerales de carbonato de calcio (CaCO3 ) ( calcita o aragonito ). Con menos frecuencia, los espeleotemas están hechos de sulfato de calcio ( yeso o mirabilita ) u ópalo . [2] Los espeleotemas de carbonato de calcio puro o sulfato de calcio son translúcidos e incoloros. La presencia de óxido de hierro o cobre proporciona un color marrón rojizo. La presencia de óxido de manganeso puede crear colores más oscuros como el negro o el marrón oscuro. Los espeleotemas también pueden ser marrones debido a la presencia de lodo y limo . [2]
Muchos factores influyen en la forma y el color de los espeleotemas, entre ellos la composición química de la roca y el agua, la velocidad de filtración del agua, la dirección del flujo de agua, la temperatura y la humedad de la cueva, las corrientes de aire, el clima y la cubierta vegetal de la superficie. Los flujos más débiles y las distancias de recorrido cortas forman estalagmitas más estrechas, mientras que los flujos más pesados y una mayor distancia de caída tienden a formar estalagmitas más anchas.
Procesos de formación
La mayor parte de la química de las cuevas implica rocas que contienen carbonato de calcio (CaCO3 ) , como la piedra caliza o la dolomita , compuestas de minerales de calcita o aragonito . Los minerales de carbonato son más solubles en presencia de mayor cantidad de dióxido de carbono (CO2 ) y temperaturas más bajas. Los espeleotemas calcáreos se forman a través de reacciones de disolución de carbonato mediante las cuales el agua de lluvia reacciona con el CO2 del suelo para crear agua débilmente ácida a través de la reacción: [3]
A medida que el agua ácida viaja a través del lecho rocoso de carbonato de calcio desde la superficie hasta el techo de la cueva, disuelve el lecho rocoso mediante la reacción:
CaCO 3 + H 2 CO 3 → Ca 2+ + 2 HCO 3 −
Cuando la solución llega a una cueva, el pCO2 más bajo en la cueva impulsa la precipitación de CaCO3 a través de la reacción:
Ca 2+ + 2 HCO 3 − → CaCO 3 + H 2 O + CO 2
Con el tiempo, la acumulación de estos precipitados forma estalagmitas , estalactitas y coladas , dos de los principales tipos de espeleotemas.
Indicadores climáticos
Los transectos de espeleotemas pueden proporcionar registros paleoclimáticos similares a los de los núcleos de hielo o los anillos de los árboles . [4] El crecimiento geométrico lento y la incorporación de elementos radiactivos permiten que los espeleotemas se fechen de forma precisa y precisa durante gran parte del Cuaternario tardío mediante datación por radiocarbono y datación por uranio-torio , siempre que la cueva sea un sistema cerrado y el espeleotema no haya sufrido recristalización. [5] Los isótopos estables de oxígeno ( δ 18 O ) y carbono ( δ 13 C ) se utilizan para rastrear la variación en la temperatura de las precipitaciones, la precipitación y los cambios en la vegetación durante los últimos ~500.000 años. [6] [7] El proxy Mg/Ca también se ha utilizado como indicador de humedad, aunque su fiabilidad como paleohigrómetro puede verse afectada por la ventilación de la cueva durante las estaciones secas. [8] Las variaciones en la precipitación alteran el ancho de los anillos de los espeleotemas: los anillos cerrados indican poca lluvia, un espaciamiento más amplio indica lluvia más intensa y los anillos más densos indican mayor humedad. El recuento de la velocidad de goteo y el análisis de elementos traza de las gotas de agua registran variaciones climáticas a corto plazo, como los fenómenos climáticos de El Niño-Oscilación del Sur (ENSO). [9] Excepcionalmente, se han recuperado datos climáticos indirectos del período Pérmico temprano de espeleotemas que datan de hace 289 millones de años y que se obtuvieron de cuevas rellenas expuestas por la explotación de canteras en la localidad de Richards Spur en Oklahoma. [10]
Tipos y categorías
Tipos de espeleotemas: (A) Estalactita (B) Pajitas de soda (C) Estalagmitas (D) Estalagmita cónica (E) Estalagnada o columna (F) Cortinaje (G) Cortinaje (H) Helictitas (I) Leche de luna (J) Charco de sinter, piedra de borde (K) Cristales de calcita (L) Terraza de sinter (M) Karst (N) Cuerpo de agua (O) Escudo (P) Nubes de cueva (Q) Perlas de cueva (R) Conos de torre (S) Plataformas de piedra (T) Dosel de baldaquino (U) Estalactita de cepillo de botella (V) Conulita (W) Piedra de colada (X) Bandejas (Y) Balsas de calcita (Z) Palomitas de maíz o coraloides de cueva (AA) Frostworks (AB) Piedra de colada (AC) Termita salpicada (AD) Espeleosismitas (AE) Boxworks (AF) Estalactita orientada (AG) escombros colapsados
Los espeleotemas adoptan diversas formas, según si el agua gotea, se filtra, se condensa, fluye o se estanca. Muchos espeleotemas reciben su nombre por su parecido con objetos naturales o artificiales. Los tipos de espeleotemas incluyen: [11]
El estalactita es carbonato de calcio en forma de estalactitas o estalagmitas.
Las estalactitas son colgantes puntiagudos que cuelgan del techo de la cueva, de donde crecen.
Las pajitas de soda son estalactitas muy delgadas pero largas con una forma cilíndrica alargada en lugar de la forma más cónica habitual de las estalactitas.
Las helictitas son estalactitas que tienen un canal central con proyecciones en forma de ramitas o espirales que parecen desafiar la gravedad.
Incluyen formas conocidas como helictitas de cinta, sierras, varillas, mariposas, manos, papas fritas rizadas y "grupos de gusanos".
Los candelabros son conjuntos complejos de decoraciones de techo.
Las estalactitas en forma de cinta, o simplemente "cintas", tienen la forma correspondiente
Las estalagmitas son las contrapartes "molidas" de las estalactitas, a menudo montículos romos.
Las estalagmitas en forma de escoba son muy altas y delgadas.
Las estalagmitas tótem también son altas y tienen la forma de sus homónimos.
Las estalagmitas de huevo frito son pequeñas, generalmente más anchas que altas.
Los estancamientos se producen cuando las estalactitas y las estalagmitas se encuentran o cuando las estalactitas llegan al suelo de la cueva.
La colada tiene forma de lámina y se encuentra en los suelos y paredes de las cuevas.
Las cortinas son láminas finas y onduladas de calcita que cuelgan hacia abajo.
El tocino es una cortina con bandas de varios colores dentro de la sábana.
Las presas de piedra caliza , o gours, se forman en las ondulaciones de los arroyos y forman barreras que pueden contener agua.
Las formaciones de cascadas de piedra simulan cascadas congeladas
Las antoditas son cúmulos de cristales de aragonito con forma de flores.
Los cristales de calcita criogénica son granos sueltos de calcita que se encuentran en el suelo de las cuevas y se forman por la segregación de solutos durante la congelación del agua.
Los espeleógenos (técnicamente distintos de los espeleotemas) son formaciones dentro de cuevas que se crean mediante la remoción del lecho rocoso , en lugar de ser depósitos secundarios. Entre ellos se incluyen:
Las palomitas de maíz de cueva , también conocidas como "coraloides" o "coral de cueva", son pequeños grupos nudosos de calcita.
Las perlas de cueva son el resultado del goteo de agua desde lo alto, lo que hace que los pequeños cristales "semilla" se revuelvan tan a menudo que forman esferas casi perfectas de carbonato de calcio.
Los mocos son colonias de bacterias predominantemente oxidantes de azufre y tienen la consistencia de "mocos" o mucosidad.
Las balsas de calcita son acumulaciones delgadas de calcita que aparecen en la superficie de las piscinas de las cuevas.
Campanas del Infierno , un espeleotema particular encontrado en el cenote El Zapote de Yucatán en forma de figuras sumergidas, similares a campanas.
Los tubos de lava contienen espeleotemas compuestos de sulfatos, mirabilita u ópalo. Cuando la lava se enfría, se produce la precipitación.
Calthemitas
La definición habitual de espeleotema excluye los depósitos minerales secundarios derivados del hormigón , la cal , el mortero u otro material calcáreo (por ejemplo, caliza y dolomita) fuera del entorno de la cueva o en cuevas artificiales (por ejemplo, minas, túneles), que pueden tener formas y figuras similares a las de los espeleotemas. Dichos depósitos secundarios en estructuras hechas por el hombre se denominan calthemitas . Las calthemitas a menudo se asocian con la degradación del hormigón o debido a la lixiviación de cal, mortero u otro material calcáreo.
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Enlaces externos
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La cueva virtual: una guía en línea sobre espeleotemas
Agregados minerales de cuevas de Karst, formados en soluciones de película capilar
