Espeleologia. A ciência das cavernas. Carlos Henrique Grohmann Geólogo, M.Sc.

Transcrição

1 Espeleologia A ciência das cavernas Carlos Henrique Grohmann Geólogo, M.Sc. Instituto de Geociências USP Grupo Pierre Martin de Espeleologia guano@usp.br

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21 Espeleologia Spelaion Logos Caverna Ciência, estudo Foto: Leda Zogbi

22 O que são cavernas? Cavernas são espaços vazios em rochas, formados naturalmente e que apresentam dimensões suficientes para dar acesso ao homem (União Internacional de Espeleologia) Foto: Leda Zogbi

23 Geologia Geomorfologia Biologia Paleontologia Arqueologia Turismo Climatologia Foto: Leda Zogbi

24 História da Espeleologia Pré-História - uso das cavernas como abrigo - pinturas rupestres - fósseis Foto: Leda Zogbi Foto: Leda Zogbi

25 História da Espeleologia Fotos: Leda Zogbi

26 História da Espeleologia Pré-História - pinturas rupestres Foto: Leda Zogbi Foto: Leda Zogbi

27 História da Espeleologia Pré-História - pinturas rupestres Foto: Carlos Grohmann Foto: Carlos Grohmann

28 História da Espeleologia Os primeiros pesquisadores - cavernas como fonte de salitre para fabricação de pólvora - utilização de água subterrânea Século XX: - Edouard Alfred Martel ( )

29 História da Espeleologia Os primeiros pesquisadores - no Brasil: Peter Wilhelm Lund ( ) - dinamarquês - interesse principal em material fossilífero - elaborou conceitos sobre espeleogênese, deposição de espeleotemas e cronologia dos sedimentos em grutas - trabalhos na região central de Minas Gerais Peter Andreas Brandt artista norueguês - se torna secretário e auxiliar de Lund - encarregado dos desenhos e topografias das cavernas

30 História da Espeleologia Os primeiros pesquisadores - no Brasil: Richard Krone ( ) - alemão - levantamentos na região sul de São Paulo - primeiro cadastro espeleológico (41 cavernas)

31 História da Espeleologia Espeleologia moderna no Brasil 1937 fundação da Sociedade Excursionista e Espeleológica Formada por alunos da Escola Federal de Minas e Metalurgia de Ouro Preto, a SEE foi a primeira instituição do gênero no Brasil e nas Américas, tendo precedido por alguns meses os cubanos. Foto: Acervo SEE

32 História da Espeleologia Espeleologia moderna no Brasil chegou ao Brasil Michel Le Bret (1926-), engenheiro francês Le Bret aderiu ao CAP - Clube Alpino Paulista e inicia trabalhos de exploração e mapeamento de cavernas na região sul do Estado de São Paulo, em uma vasta área de calcário, rica em cavernas e então praticamente inexplorada, onde o naturalista Krone havia atuado meio século antes e onde havia sido criado o PETAR, idealizado pelo engenheiro de minas José Epitácio Passos Guimarães. Foto: Acervo CAP

33 História da Espeleologia Espeleologia moderna no Brasil anos 1960 Chegam ao Brasil os franceses Guy Collet e Pierre Martin 1964 Primeiro Congresso Brasileiro de Espeleologia 1969 Durante o 4º Congresso Brasileiro de Espeleologia em Ouro Preto, é criada a SBE - Sociedade Brasileira de Espeleologia, visando congregar pessoas e grupos existentes e fomentar o desenvolvimento da espeleologia nacional.

34 História da Espeleologia Espeleologia moderna no Brasil Anos 1970 e surgimento de vários grupos espeleológicos: São Paulo: Centro Excursionista Universitário (CEU), Bagrus, Opiliões, Espeleogrupo de Rio Claro (EGRIC), Grupo Pierre Martin de Espeleologia (GPME); Minas Gerias: Núcleo de Atividades Espeleológicas (NAE), Grupo Bambuí de Pesquisas Espeleológicas (GBPE), Guano Speleo; Brasília: Espeleogrupo de Brasília (EGB) e Grupo Espeleológico da Geologia UnB; Paraná: Grupo de Estudos Espeleológicos do Paraná (GEEP-Açungui); Nordeste: Grupo Espeleológico Paraense (GEP), Grupo de Explorações Espeleológicas do Ceará (GEECE), Centro de Espeleologia do Rio Grande do Norte, além de inúmeros outros.

35 História da Espeleologia Espeleologia moderna no Brasil Anos 1970 início da espeleologia científica no Brasil, com pesquisadores dos Institutos de Geociências e Biociências da USP 1997 Criação do CECAV - Centro Nacional de Estudo, Proteção e Manejo de Cavernas, unidade do IBAMA encarregada de fiscalizar e fomentar atividades ligadas às cavernas 2003 Fundação da Redespeleo Brasil

36 Geologia Geral... Tipos de Rocha Ígneas formadas pelo resfriamento de material mineral fundido (magma ou lava) Sedimentares formadas a partir da deposição de partículas retiradas de outras rochas ou por ação química/biológica Metamórficas resultado da deformação e recristalização de rochas preexistentes

37 Geologia Geral... Tipos de Rocha Ígneas formadas pelo resfriamento de material mineral fundido (magma ou lava) Imagens: Understanding the Earth

38 Geologia Geral... Tipos de Rocha Sedimentares deposição de partículas retiradas de outras rochas Foto: Marli Miller

39 Geologia Geral... Tipos de Rocha Sedimentares deposição de partículas retiradas de outras rochas Foto: Jerome Wyckoff

40 Geologia Geral... Tipos de Rocha Sedimentares ação química/biológica Foto: Abi Howe

41 Geologia Geral... Tipos de Rocha Metamórficas deformação de rochas em estado plástico (dúctil) Foto: Marli Miller

44 Geologia Geral... Tipos de Rocha deformação de rochas em estado rígido (rúptil) Falha Normal Foto: P. Carrara

45 Geologia Geral... Tipos de Rocha deformação de rochas em estado rígido (rúptil) Falha Inversa Foto: Marli Miller

46 Geologia Geral... Tipos de Rocha deformação de rochas em estado rígido (rúptil) Falha Transcorrente Foto: Marli Miller

47 Geologia... Principais rochas onde se desenvolvem cavernas Calcário - CaCO3 Dolomito - CaMg(CO3)2 Arenito Quartzito (arenito metamorfisado) Derrames de Lava

48 Geologia... Calcário CaCO3 Rocha sedimentar de origem química, orgânica ou clástica, constituída predominantemente de carbonato de cálcio, principalmente calcita Dolomito CaMg(CO3)2 Rocha onde ocorreu a substituição parcial do CaCO3 por MgCO3 PRINCIPAIS ROCHAS HOSPEDEIRAS DE CAVERNAS!!! acamamento sedimentar Foto: Leda Zogbi

49 Geologia... Calcário / Dolomito Foto: Leda Zogbi

52 Geologia... Arenito - Rocha sedimentar com partículas dominantemente do tamanho de areia (0,62 a 2,00 mm de diâmetro). Os grão são geralmente de quartzo Quartzito Rocha resultante da deformação de arenito quartzoso Foto: James P. Blair

53 Geologia... Distribuição das principais rochas carbonáticas no Brasil Fonte: Roldan et al, 2003

54 Formação de Cavernas Calcário/Dolomito solúvel (descontinuidades: acamamento, fraturas, falhas etc) atmosfera: ~ 0,04% CO2 solo: ~ 21% CO 2 H2O + CO2 H2CO3 (acidulação da água meteórica) H2CO3 + CaCO3 Ca++ + 2HCO3- (dissolução do carbonato de cálcio)

55 Formação de Cavernas FeS2 + 7/2 CO2 + H2O Fe++ + 2H2SO4 (oxidação da pirita) CaCO3 + 2H2SO4 Ca++ + SO4-- + CO2 + H2O (dissolução do carbonato de cálcio por ácido sulfúrico)

56 Formação de Cavernas

61 Formação de Cavernas (Morfologia) Foto: Adriano Gambarini

62 Formação de Cavernas (Morfologia) Foto: Leda Zogbi

63 Formação de Cavernas (Morfologia) Foto: Leda Zogbi

64 Formação de Cavernas (Morfologia) Foto: Carlos Grohmann

65 Evolução do Relevo Dissolução principal agente de formação do relevo Pouca drenagem superficial rios subterrâneos Presença de nascentes e sumidouros Relevo Cárstico origem: Ioguslávia kras terreno com afloramentos rochosos, cavernas

66 Geomorfologia Cárstica Lapiás (em francês 'lapies', em alemão 'Karren') - Amplamente utilizado para descrever caneluras de dissolução, com dimensão entre 1cm-10m na maioria dos casos, de forma circular ou linear. Foto: Carlos Grohmann

67 Geomorfologia Cárstica Lapiás Foto: Leda Zogbi

70 Geomorfologia Cárstica Dolinas depressões fechadas, relativamente rasas, com dimensões métricas a quilométricas dolina de dissolução dolina de colapso colascência de dolinas - Uvala

71 Geomorfologia Cárstica Dolinas Foto: Carlos Grohmann

74 Geomorfologia Cárstica Dolinas

75 Geomorfologia Cárstica Dolinas

76 Geomorfologia Cárstica Cones e Torres Cársticas Fotos: Ivo Karmann

77 Geomorfologia Cárstica Carste Poligonal bacias de drenagem centrípeta Fonte: Karmann (2000)

78 Espeleotemas (thema = depósito) Deposição de calcita secundária Tendência de preenchimento dos condutos

79 Espeleotemas (thema = depósito)

80 Espeleotemas Foto: Leda Zogbi

89 Espeleotemas Foto: Adriano Gambarini

92 Espeleotemas Foto: Carlos Grohmann

102 Espeleotemas Foto: Allan Calux

117 Espeleotemas

120 Padrões Morfológicos de Cavernas

123 Bioespeleologia Ambiente Hipógeo (subterrâneo) Superfície epígeo Solos endógeno Ausência permanente de luz zona afótica - adaptações dos organismos ao ambiente - ausência de pigmentação - ausência de olhos - sensibilidade química - sensibilidade mecânica - sensibilidade eletromagnética

124 Bioespeleologia Fontes de Alimento principalmente matéria orgânica externa transportada para a caverna - transporte pela água - transporte por animais - transporte pelo vento - raízes em cavernas próximas à superfície Cavernícolas predadores consumidores secundários Cavernícolas detritívoros consumidores primários Decompositores (fungos e bactérias) Restos de plantas, corpos e fezes de animais

125 Bioespeleologia Trogloxenos animais habitualmente encontrados no meio hipógeo, mas que devem sair do mesmo em algum período da vida para poder completar seu ciclo de vida. - morcegos, aves Troglófilos populações de espécies capazes de completar o ciclo de vida tanto no meio hipógeo como no epígeo, transitando livremente entre os dois ambientes. Troglóbios espécies restritas ao meio subterrâneo devido às especializações adquiridas ao longo da evolução, geralmente em isolamento geográfico nesse ambiente.

126 Bioespeleologia Foto: Leda Zogbi

140 Prospecção Mapas Topográficos Fotografias Aéreas GPS Conhecimento do povo local Foto: Carlos Grohmann

141 Exploração Equipamentos apropriados - iluminação Macacão de brim ou cordura (frio) Técnicas de progressão vertical - cordas - escadas de alumínio Foto: Leda Zogbi

142 Exploração Foto: Leda Zogbi

143 Exploração Foto: Leda Zogbi

144 Topografia de Cavernas Por que mapear uma caverna? O mapa de caverna é fundamental para o entendimento da sua morfologia, direções, obstáculos, relação com a superfície, localização das entradas etc. Serve também como base para qualquer estudo científico (nas áreas de biologia, geologia etc.), além de apoio para as explorações.

145 Topografia de Cavernas A equipe de topografia # Croquis: A função do croquista consiste na elaboração do desenho constando as bases topográficas, os contornos das galerias e as principais características da caverna (espeleotemas, cursos de água, sedimento etc). # Bússola e clinômetro: Esta pessoa fica responsável pela leitura dos dados relativos ao azimute (orientação da visada em relação ao norte - bússola) e inclinação (ângulo formado entre a visada e o plano horizontal - clinômetro) entre as bases topográficas. # Ponta de trena: Esta função consiste em marcar as bases e medir a distância entre elas. Em geral o croquista e o ponta de trena seguem à frente da topografia, sendo orientados pelo bússola no posicionamento das bases. # Anotação: O anotador fica com uma planilha onde são anotados os dados de cada visada, além das chamadas características de cada base, que são as medidas de altura e laterais relativas às paredes da galeria ou salão.

146 Topografia de Cavernas Foto: Leda Zogbi

154 Usos de Cavernas / Impactos Foto: Leda Zogbi

159 Eu quero ir pra caverna!! Grupo Pierre Martin de Espeleologia (GPME)

160 Eu quero ir pra caverna!! Redespeleo Brasil

161 Eu quero ir pra caverna!! ESPELEO º Encontro Técnico de Espeleologia 26 a 29 de maio - Iporanga-SP

162 Fontes de Informação Decifrando a Terra Understanding the Earth