Espeleotema

Espeleotemas es la denominación formal para lo que comúnmente se conoce como «formaciones de las cavidades». La palabra, procedente del griego ‘depósito de las cavidades’, se refiere generalmente a depósitos minerales secundarios formados en cuevas tras la génesis de estas.

Atendiendo al uso extendido de la palabra en alusión a las «formaciones de las cavidades», encontramos que existen no sólo espeleotemas secundarios, sino también primarios, dependiendo del tipo de cueva en que se encuentren.

Espeleotemas en cavernas kársticas (espeleotemas secundarios o epigenéticos)

Generalidades

Espeleotemas en una cueva de origen kárstico.

El agua de filtración a través de las grietas del terreno en las proximidades de una caverna puede disolver ciertos compuestos, normalmente calcita y aragonito ( carbonato cálcico) y yeso ( sulfato cálcico). La cantidad de mineral disuelto depende, entre otros factores, de la concentración de dióxido de carbono y temperatura de la disolución. Cuando esta solución alcanza una caverna llena de aire, la descarga de dióxido de carbono altera la capacidad del agua para mantener estos minerales en disolución, provocando que precipiten. Con el tiempo, que puede ser de decenas de miles de años, la acumulación de estos precipitados puede formar espeleotemas secundarios.

Los espeleotemas secundarios no se forman únicamente en cavernas kársticas, aunque es en ellas donde mejor se aprecian. También pueden formarse en cualquier otra cavidad donde el goteo de agua cargada de minerales procedentes del terreno tenga ocasión de precipitar. De este modo, pueden encontrarse espeleotemas secundarios en tubos volcánicos que se encuentren en terrenos húmedos e incluso en cavidades artificiales, como minas, siempre que transcurra el tiempo necesario para su formación.

Formas secundarias comunes

Columna de acreción en la cueva de Biserujka, isla de Krk, Croacia.

Los espeleotemas secundarios formados por calcita pura son de un color blanco transparente, pero generalmente aparecen coloreados por minerales como hierro, cobre o manganeso, o pueden ser marrones por la inclusión de partículas de barro o sedimentos.

Química

Muchos factores influyen en la forma y color de los espeleotemas secundarios, incluyendo la cantidad y dirección de la filtración de agua, la cantidad de ácido en la disolución, la temperatura y humedad ambiental de la cueva, corrientes de aire, el clima de la superficie, la cantidad de precipitaciones anual y la densidad de la cobertura vegetal exterior.

La mayor parte de la química de la caverna kárstica se desarrolla en torno a la calcita, CaCO3, el mineral primario en la roca caliza. Es un mineral poco soluble, cuya solubilidad aumenta con la introducción de dióxido de carbono, CO2. Es paradójico que su solubilidad disminuye conforme la temperatura aumenta, al contrario que la gran mayoría de los sólidos disueltos. Esta disminución se debe a interacciones con el dióxido de carbono, cuya solubilidad disminuye con elevadas temperaturas. Cuando el dióxido de carbono se libera, el carbonato cálcico precipita.

Muchas otras disoluciones en las cavernas no están compuestas de caliza o dolomita, sino de yeso (sulfato cálcico hidratado), cuya solubilidad aumenta proporcionalmente con la temperatura.

Testigos del clima

Se pueden tomar muestras de espeleotemas secundarios para usarlos, al igual que un núcleo de hielo como un registro de cambios climáticos pasados. Una característica de estos espeleotemas es su capacidad única para ser datados con gran precisión... over much of the late Quaternary period using the uranium-thorium dating technique.[1]

Las estalagmitas son particularmente útiles para aplicaciones paleoclimáticas por su forma relativamente simple y porque contienen diversos registros climáticos, como isótopos de oxígeno y carbono and trace cations. Estos pueden aportar pistas sobre la precipitación en el pasado, temperatura y cambios en la vegetación durante los últimos ~ 500.000 años

Datación absoluta

Otro método de datación es mediante resonancia paramagnética electrónica (RPE) is based on the measurement of electron-hole centers que se acumulan con el tiempo en las redes cristalinas de CaCO3 expuestas a la radiación natural. En principio, en los casos más favorables, y haciendo algunas simplificaciones, la edad de la espeleotema se puede calcular a partir de la dosis de radiación total acumulada en la muestra y la dosis anual a la que está expuesta. Unfortunately, not all the samples are suited for ESR dating: indeed, the presence of cationic impurities such as Mn2+, Fe2+, or Fe3+, humic acids (organic matter), can mask the signal of interest, or interfere with it. Moreover, the radiation centers must be stable on geologic time, i.e., to have a very large lifetime, to make dating possible. Many other artifacts, such as, e.g., surface defects induced by the grinding of the sample can also preclude a correct dating. Only a few percents of the samples tested are in fact suitable for dating. This makes the technique often disappointing for the experimentalists. One of the main challenge of the technique is the correct identification of the radiation-induced centers and their great variety related to the nature and the variable concentration of the impurities present in the crystal lattice of the sample. ESR dating can be tricky and must be applied with discernment. It can never be used alone: "One date only is No date", or in other words, "multiple lines of evidence and multiple lines of reasoning are necessary in absolute dating". However, "good samples" might be found if all the selection criteria are met.[2]

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