Una cueva o caverna es un vacío natural bajo la superficie de la Tierra . [1] Las cuevas se forman a menudo por la erosión de la roca y suelen extenderse a gran profundidad bajo tierra. Las cuevas exógenas son aberturas más pequeñas que se extienden a una distancia relativamente corta bajo tierra (como los refugios rocosos ). Las cuevas que se extienden más bajo tierra que el ancho de la abertura se denominan cuevas endógenas . [2] [3]
La espeleología es la ciencia que estudia y explora todos los aspectos de las cuevas y su entorno. Visitar o explorar cuevas con fines recreativos puede denominarse espeleología , espeleología o espeleología .
La formación y desarrollo de cuevas se conoce como espeleogénesis y puede ocurrir a lo largo de millones de años. [4] Las cuevas pueden variar mucho en tamaño y se forman por diversos procesos geológicos. Estos pueden implicar una combinación de procesos químicos, erosión por agua, fuerzas tectónicas, microorganismos, presión e influencias atmosféricas. Las técnicas de datación isotópica se pueden aplicar a los sedimentos de las cuevas para determinar la escala de tiempo de los eventos geológicos que formaron y dieron forma a las cuevas actuales. [4]
Se estima que una cueva no puede estar a más de 3.000 metros (9.800 pies) verticalmente debajo de la superficie debido a la presión de las rocas superpuestas. Sin embargo, esto no impone una profundidad máxima para una cueva que se mide desde su entrada más alta hasta su punto más bajo, ya que la cantidad de roca por encima del punto más bajo depende de la topografía del paisaje sobre él. Para las cuevas kársticas , la profundidad máxima se determina sobre la base del límite inferior de los procesos de formación kárstica, que coincide con la base de las rocas carbonatadas solubles. [5] La mayoría de las cuevas se forman en piedra caliza por disolución . [6]
Las cuevas también se pueden clasificar de otras maneras, incluyendo una distinción entre cuevas activas y cuevas relictas: las cuevas activas tienen agua fluyendo a través de ellas; las cuevas relictas no, aunque el agua puede quedar retenida en ellas. Los tipos de cuevas activas incluyen cuevas de entrada ("en las que se hunde un arroyo"), cuevas de salida ("de las que emerge un arroyo") y cuevas de paso ("atravesadas por un arroyo"). [7]
Las cuevas disueltas o cuevas kársticas son las cuevas que se forman con más frecuencia. Estas cuevas se forman en rocas solubles; la mayoría se forman en piedra caliza , pero también pueden formarse en otras rocas, como tiza , dolomita , mármol , sal y yeso . A excepción de las cuevas de sal , las cuevas disueltas se producen cuando la roca se disuelve por el ácido natural del agua subterránea que se filtra a través de los planos de estratificación , fallas , juntas y características comparables. Con el tiempo, las grietas se agrandan y se convierten en cuevas y sistemas de cuevas.
Las cuevas de disolución más grandes y abundantes se encuentran en la piedra caliza. La piedra caliza se disuelve bajo la acción del agua de lluvia y del agua subterránea cargada con H2CO3 ( ácido carbónico ) y ácidos orgánicos naturales . El proceso de disolución produce una forma de relieve distintiva conocida como karst , caracterizada por dolinas y drenaje subterráneo. Las cuevas de piedra caliza suelen estar adornadas con formaciones de carbonato de calcio producidas a través de precipitaciones lentas . Estas incluyen coladas , estalactitas , estalagmitas , helictitas , pajitas de soda y columnas. Estos depósitos minerales secundarios en las cuevas se denominan espeleotemas .
Las partes de una cueva de solución que estén por debajo del nivel freático o del nivel local del agua subterránea se inundarán. [8]
Ahora se cree que la cueva Lechuguilla en Nuevo México y la cercana caverna Carlsbad son ejemplos de otro tipo de cuevas disueltas. Se formaron por el gas H2S ( sulfuro de hidrógeno ) que se eleva desde abajo, donde los depósitos de petróleo emiten humos sulfurosos. Este gas se mezcla con el agua subterránea y forma H2SO4 ( ácido sulfúrico ). Luego, el ácido disuelve la piedra caliza desde abajo, en lugar de desde arriba, mediante el agua ácida que se filtra desde la superficie .
Las cuevas que se forman al mismo tiempo que la roca circundante se denominan cuevas primarias .
Los tubos de lava se forman a través de la actividad volcánica y son las cuevas primarias más comunes. A medida que la lava fluye cuesta abajo, su superficie se enfría y se solidifica. La lava líquida caliente continúa fluyendo bajo esa corteza y, si la mayor parte fluye hacia afuera, queda un tubo hueco. Estas cuevas se pueden encontrar en las Islas Canarias , Jeju-do , las llanuras basálticas del este de Idaho y en otros lugares. La cueva Kazumura cerca de Hilo , Hawái , es un tubo de lava notablemente largo y profundo; tiene 65,6 km de largo (40,8 mi).
Las cuevas de lava incluyen, entre otras, los tubos de lava. Otras cuevas formadas a través de la actividad volcánica incluyen grietas, moldes de lava, conductos verticales abiertos, inflacionarios, ampollas, entre otros. [9]
Las cuevas marinas se encuentran a lo largo de las costas de todo el mundo. Un caso especial son las cuevas litorales, que se forman por la acción de las olas en zonas de debilidad de los acantilados marinos. A menudo, estas debilidades son fallas, pero también pueden ser diques o contactos de planos de estratificación. Algunas cuevas cortadas por las olas están ahora por encima del nivel del mar debido a una elevación posterior. En otros lugares, como la bahía de Phang Nga en Tailandia , las cuevas de disolución han sido inundadas por el mar y ahora están sujetas a la erosión litoral. Las cuevas marinas suelen tener entre 5 y 50 metros (16 a 164 pies) de longitud, pero pueden superar los 300 metros (980 pies).
Las cuevas corrosivas o erosivas son aquellas que se forman completamente por erosión de corrientes que arrastran rocas y otros sedimentos. Pueden formarse en cualquier tipo de roca, incluidas rocas duras como el granito. Generalmente debe haber alguna zona de debilidad para guiar el agua, como una falla o una diaclasa. Un subtipo de cueva erosiva es la cueva eólica o eólica, tallada por sedimentos transportados por el viento. [9] Muchas cuevas formadas inicialmente por procesos de disolución a menudo experimentan una fase posterior de ampliación erosiva o vadosa donde pasan a través de ellas corrientes o ríos activos.
Las cuevas glaciares se forman por el derretimiento del hielo y el flujo de agua dentro y debajo de los glaciares. Las cavidades se ven afectadas por el flujo muy lento del hielo, que tiende a colapsar las cuevas nuevamente. Las cuevas glaciares a veces se identifican erróneamente como " cuevas de hielo ", aunque este último término se reserva para cuevas de lecho rocoso que contienen formaciones de hielo durante todo el año.
Las cuevas de fractura se forman cuando capas de minerales más solubles, como el yeso, se disuelven entre capas de roca menos soluble. Estas rocas se fracturan y colapsan formando bloques de piedra. [10]
Las cuevas de talud se forman por las aberturas entre grandes rocas que han caído en un montón aleatorio, a menudo en las bases de los acantilados. [11] Estos depósitos inestables se denominan talud o pedregal , y pueden estar sujetos a frecuentes desprendimientos de rocas y deslizamientos de tierra .
Las cuevas anquialinas son cuevas, generalmente costeras, que contienen una mezcla de agua dulce y salada (normalmente agua de mar). Se encuentran en muchas partes del mundo y a menudo contienen una fauna altamente especializada y endémica. [12]
Se encuentran cuevas en todo el mundo, aunque la distribución de los sistemas de cuevas documentados está muy sesgada hacia aquellos países donde la espeleología ha sido popular durante muchos años (como Francia, Italia, Australia, el Reino Unido, los Estados Unidos, etc.). Como resultado, se encuentran cuevas exploradas en Europa, Asia, América del Norte y Oceanía, pero son escasas en América del Sur, África y la Antártida.
Se trata de una generalización aproximada, ya que grandes extensiones de América del Norte y Asia no contienen cuevas documentadas, mientras que áreas como los bosques caducifolios secos de Madagascar y partes de Brasil contienen muchas cuevas documentadas. A medida que los espeleólogos investiguen las extensiones de lecho rocoso soluble del mundo, es probable que la distribución de cuevas documentadas cambie. Por ejemplo, China, a pesar de contener alrededor de la mitad de la piedra caliza expuesta del mundo (más de 1.000.000 de kilómetros cuadrados), tiene relativamente pocas cuevas documentadas.
Los animales que habitan en cuevas suelen clasificarse como troglobios (especies limitadas a cuevas), troglófilos (especies que pueden vivir toda su vida en cuevas, pero también aparecen en otros entornos), trogloxenos (especies que utilizan cuevas, pero no pueden completar su ciclo de vida por completo en cuevas) y accidentales (animales que no están en una de las categorías anteriores). Algunos autores utilizan una terminología separada para las formas acuáticas (por ejemplo, estigobios , estigófilos y estigoxenos ).
De estos animales, los troglobios son quizás los organismos más inusuales. Las especies troglobíticas a menudo muestran una serie de características, denominadas troglomórficas, asociadas con su adaptación a la vida subterránea. Estas características pueden incluir una pérdida de pigmento (que a menudo resulta en una coloración pálida o blanca), una pérdida de ojos (o al menos de la funcionalidad óptica), un alargamiento de los apéndices y una mejora de otros sentidos (como la capacidad de sentir vibraciones en el agua). Los troglobios acuáticos (o estigobios), como el camarón de cueva de Alabama en peligro de extinción , viven en cuerpos de agua que se encuentran en cuevas y obtienen nutrientes de los detritos arrastrados a sus cuevas y de las heces de los murciélagos y otros habitantes de las cuevas. Otros troglobios acuáticos incluyen peces de cueva y salamandras de cueva como el olm y la salamandra ciega de Texas .
Los insectos cavernícolas como Oligaphorura (anteriormente Archaphorura) schoetti son troglófilos y alcanzan 1,7 milímetros (0,067 pulgadas) de longitud. Tienen una amplia distribución y han sido estudiados bastante ampliamente. La mayoría de los especímenes son hembras, pero se recolectó un espécimen macho en St Cuthberts Swallet en 1969.
Los murciélagos , como el murciélago gris y el murciélago de cola libre mexicano , son trogloxenos y suelen encontrarse en cuevas; buscan alimento fuera de ellas. Algunas especies de grillos de cueva se clasifican como trogloxenos, porque se posan en cuevas durante el día y buscan alimento sobre el suelo durante la noche.
Debido a la fragilidad de los ecosistemas de cuevas, y al hecho de que las regiones de cuevas tienden a estar aisladas unas de otras, las cuevas albergan una serie de especies en peligro de extinción, como la araña de cueva Tooth , la araña trampa Liphistius y el murciélago gris.
Las cuevas reciben la visita de numerosos animales que viven en la superficie, incluidos los humanos. Por lo general, se trata de incursiones relativamente breves debido a la falta de luz y sustento.
Las entradas de las cuevas suelen tener flora típica. Por ejemplo, en la zona templada oriental de los Estados Unidos, las entradas de las cuevas suelen estar pobladas (y a menudo densamente) por el helecho bulboso Cystopteris bulbifera .
La gente ha hecho uso de las cuevas a lo largo de la historia. Los primeros fósiles humanos encontrados en cuevas proceden de una serie de cuevas cercanas a Krugersdorp y Mokopane en Sudáfrica. Los yacimientos de cuevas de Sterkfontein , Swartkrans , Kromdraai B, Drimolen , Malapa , Cooper's D, Gladysvale, Gondolin y Makapansgat han proporcionado una serie de especies humanas primitivas que datan de entre tres y un millón de años atrás, incluyendo Australopithecus africanus , Australopithecus sediba y Paranthropus robustus . Sin embargo, no se cree generalmente que estos primeros humanos vivieran en las cuevas, sino que fueron llevados a ellas por carnívoros que los habían matado.
Durante muchos años también se creyó que el primer homínido primitivo hallado en África, el Niño de Taung en 1924, procedía de una cueva, donde había sido depositado tras ser depredado por un águila. Sin embargo, esto es objeto de debate en la actualidad (Hopley et al., 2013; Am. J. Phys. Anthrop.). Se forman cuevas en la dolomita de la meseta de Ghaap, incluido el yacimiento de la cueva Wonderwerk de la Edad de Piedra Temprana, Media y Tardía ; sin embargo, las cuevas que se forman a lo largo del borde del acantilado, como la que se supone que corresponde al Niño de Taung, se forman dentro de un depósito secundario de piedra caliza llamado toba . Hay numerosas evidencias de otras especies humanas tempranas que habitaron cuevas hace al menos un millón de años en diferentes partes del mundo, incluido el Homo erectus en China en Zhoukoudian , el Homo rhodesiensis en Sudáfrica en la Cueva de los Hogares ( Makapansgat ), el Homo neanderthalensis y el Homo heidelbergensis en Europa en el sitio arqueológico de Atapuerca , el Homo floresiensis en Indonesia y los denisovanos en el sur de Siberia.
En el sur de África, los primeros humanos modernos utilizaron regularmente cuevas marinas como refugio a partir de hace unos 180.000 años, cuando aprendieron a explotar el mar por primera vez. [26] El sitio más antiguo conocido es PP13B en Pinnacle Point . Esto puede haber permitido la rápida expansión de los humanos fuera de África y la colonización de áreas del mundo como Australia hace 60-50.000 años. En todo el sur de África, Australia y Europa, los primeros humanos modernos utilizaron cuevas y refugios rocosos como sitios para el arte rupestre, como los del Castillo del Gigante . Cuevas como el yaodong en China se utilizaron como refugio; otras cuevas se utilizaron para entierros (como tumbas excavadas en la roca ) o como sitios religiosos (como cuevas budistas ). Entre las cuevas sagradas conocidas se encuentran la Cueva de los Mil Budas de China [27] y las cuevas sagradas de Creta .
Se han encontrado pinturas rupestres paleolíticas en todo el mundo que datan de hace 64.800 años para el arte no figurativo [28] y 43.900 años para el arte figurativo. [29]
La importancia del sonido en las cuevas es anterior a la comprensión moderna de la acústica. Los arqueólogos han descubierto relaciones entre pinturas de puntos y líneas, en áreas específicas de resonancia, dentro de las cuevas de España y Francia, así como instrumentos que representan motivos paleolíticos, [30] indicadores de eventos y rituales musicales. A menudo se encontraron grupos de pinturas en áreas con una acústica notable, a veces incluso reproduciendo los sonidos de los animales representados en las paredes. También se teorizó que la voz humana se usaba como un dispositivo de ecolocalización para navegar por las áreas más oscuras de las cuevas donde las antorchas eran menos útiles. [31] A menudo se encuentran puntos de ocre rojo en espacios con la resonancia más alta, donde la producción de pinturas era demasiado difícil. [32]
Las cuevas siguen siendo un recurso para los exploradores modernos de la acústica. Hoy en día, Cumberland Caverns ofrece uno de los mejores ejemplos de usos musicales modernos de las cuevas. No solo se utilizan por la reverberación, sino también por las cualidades amortiguadoras de sus caras anormales. Las irregularidades de las paredes de Cumberland Caverns difunden los sonidos que rebotan en ellas y dan al espacio una calidad casi de estudio de grabación. [33] Durante el siglo XX, los músicos comenzaron a explorar la posibilidad de utilizar cuevas como lugares de reunión para clubes y salas de conciertos, entre ellos, Dinah Shore , Roy Acuff y Benny Goodman . [ cita requerida ] A diferencia de hoy, estas primeras actuaciones se celebraban normalmente en las bocas de las cuevas, ya que la falta de tecnología hacía que las profundidades del interior fueran inaccesibles con equipo musical. [34] En Luray Caverns , Virginia, se ha desarrollado un órgano funcional que genera sonido mediante mazos que golpean estalactitas, cada una con un tono diferente. [35]
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