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Ahh, la cueva, cuna de la humanidad desde tiempos inmemoriales. Los primeros humanos los buscaron como refugio, cubrieron sus paredes con pinturas, los convirtieron en los primeros templos. E incluso después de que nos mudamos, todavía nos cautivan y nos aterrorizan desconocidos, pero de alguna manera familiares.

Sin cuevas, nuestra vida podría haber sido muy diferente ahora. Entonces, ¿cómo surgieron? ¿Cómo se forma una cueva? Bueno, de muchas maneras diferentes, en realidad. Las cuevas vienen en diferentes tamaños y formas, y la forma en que se crean depende del tipo de cueva. La mayoría de las veces, se forman cuando el agua disuelve la piedra caliza, pero también pueden formarse por las olas, incluso por la lava.

Así que pónganse sus cascos y pónganse los pantalones de aprendizaje, porque les voy a contar todo sobre:

Los tipos de cuevas

cuevas de solución

La cueva de Son Doong en Vietnam, la cueva más grande jamás encontrada, es una cueva de solución. Es lo suficientemente grande como para tener su propio ecosistema.
Créditos de la imagen Doug Knuth

Estas son las estructuras que la gente asocia más fácilmente con la idea de una cueva, y por una buena razón. Son las estructuras más numerosas, más grandes y más frecuentes. Si alguna vez ha estado haciendo espeleología o ha visto una cueva en una película, es probable que haya sido una cueva de solución. El secreto de su abundancia es doble: para empezar, las rocas que los albergan se encuentran en todo el mundo y los elementos químicos necesarios para darles forma son abundantes. Como Andrei escribió:

Las cuevas disolutivas generalmente se forman en piedra caliza u otra roca similar, como yeso o dolomita. Se forman cuando el agua ácida disuelve la roca, filtrándose a través de los planos de lecho.

Consideremos un entorno geológico de suelo sobre un lecho rocoso de piedra caliza, ya que las cuevas disolutivas se encuentran con mayor frecuencia en este tipo de roca. La piedra caliza es una roca carbonática, formada durante millones de años a partir de restos de coral, zooplancton, conchas o huesos, todos triturados. Este material se agrupa y se somete a una gran presión, fusionándose en roca sólida.

El principal mineral que se encuentra en la piedra caliza es el carbonato de calcio, o CaCO 3 , una mezcla de calcio y trióxido de carbono, un compuesto inestable. Si bien la piedra caliza es bastante resistente y agradable a la vista, tiende a ser relativamente frágil y se fractura mucho debido al estrés tectónico. Su composición química también lo hace susceptible al ataque de los ácidos que descomponen el carbonato de calcio en compuestos de calcio (Ca + el no metal que forma el ácido), dióxido de carbono (CO 2 ) y agua (H 2 O).

Cueva de piedra caliza en Australia.
Créditos de la imagen Andrew McMillan

Frotar una solución diluida de ácido sobre una muestra geológica sigue siendo la forma más fácil de determinar si hay compuestos carbonáticos en la roca. Si es así, la solución burbujeará y formará espuma con bastante fuerza.

Estas condiciones trabajan juntas para hacer de la piedra caliza un lugar ideal para la formación de cuevas. En la naturaleza, el agua invariablemente se vuelve ácida al mezclarse con moléculas de dióxido de carbono (H 2 O+CO 2 =H 2 CO 3 ) formando una solución de ácido carbónico. Parte de esto puede ocurrir en la atmósfera cuando cae la lluvia, pero la mayor parte de la mezcla tiene lugar en el suelo, que es rico en CO 2 que queda de la materia orgánica en descomposición.

Esta solución gotea a través del suelo y agrieta la piedra caliza hasta que llega al nivel freático. Aquí comienza a devorar la roca, formando canales. En un giro casi cruel del destino geológico, mientras la piedra caliza se disuelve, libera los componentes exactos necesarios para producir más ácido carbonático . Esta reacción en cadena y los ácidos adicionales que se filtran desde la superficie siguen expandiendo la caverna hasta que desciende el nivel freático. Si esto sucede, el agua con compuestos de calcio disueltos se filtrará hacia la nueva área de disolución, formando estalactitas y estalagmitas.

Y luciendo increíble.
Imagen vía pixabay

Si, por el contrario, el agua permanece móvil durante la disolución, las cuevas adquieren la apariencia de un sistema de drenaje subterráneo, un paisaje conocido como karst.

Algo así, pero bajo tierra.
Créditos de la imagenJonathan Wilkins

Se necesitan unos pocos millones de años para que se forme una cueva de solución.

cuevas de lava

Mientras que las cuevas de disolución se forman al vaciar paquetes de roca preexistentes, las cuevas de lava se forman al mismo tiempo que el entorno geológico que las rodea y, por lo tanto, se consideran cuevas primarias. Están centrados alrededor de áreas de actividad volcánica y se asemejan a enormes tuberías de roca subterráneas.

Cueva del río Lava en Arizona.
Créditos de la imagen Volkan Yuksel

Y en cierto modo, eso es lo que son. La roca fundida que llega a la superficie (llamada lava) puede formar extensas redes de cuevas mientras fluye por el camino de menor resistencia. El material está muy caliente inicialmente, pero a medida que la capa exterior de lava comienza a enfriarse, se solidifica en una capa de roca. Este proceso aísla la lava del interior y comienza en la base del flujo (porque la roca sobre la que se vierte es un mejor conductor térmico que el aire) formando una estructura a través de la cual la lava caliente en el centro sigue fluyendo. Con el tiempo, el material se adhiere a los bordes de este conducto y se solidifica, y finalmente se cierra en una estructura similar a una tubería.

Debido a que esta capa de roca se solidifica a partir de un material que fluye, sus paredes internas están limpias, casi pulidas, con conductos horizontales en el lado interno que canalizan el flujo. Una vez que el suministro de lava comienza a disminuir, la cueva se enfría y la constricción térmica comienza a fragmentar las paredes. La presión de los gases volcánicos en la cueva, sin embargo, evita que el techo se derrumbe. Como estos gases se mezclan con el aire de las rejillas de ventilación del techo, los procesos de oxidación resultantes a veces generan suficiente calor para volver a fusionar el techo y solidificarlo. A veces, este proceso puede conducir a la formación de estalactitas a medida que el material fundido gotea del techo.

Imagen de larga exposición de un tubo de lava cerca de Bend, Oregón. La iluminación es artificial.
Imagen cortesía de Michael Harms.

Estas estructuras se denominan tubos de lava, y es importante señalar que se forman en la superficie y luego se cubren con sedimentos. A menudo tienen corrientes de lava solidificadas a lo largo de sus suelos. Los puntos de acceso más comunes a estas cuevas son áreas con techo colapsado.

Procesos similares forman cuevas inflacionarias o conductos verticales subterráneos, que pueden ser lo suficientemente grandes para calificar como cuevas. Las primeras son áreas donde la lava empujó la roca vecina y luego retrocedió, dejando atrás cúpulas de roca sólida. Estos últimos se forman en áreas donde la lava escapó a la superficie.

cuevas marinas

La erosión es el proceso por el cual el suelo o la roca son removidos de sus estructuras originales por factores superficiales. La disolución puede verse como un caso particular de erosión, pero ya hemos hablado de eso.

Las cuevas marinas también están formadas por agua. Pero, mientras que las cuevas de disolución se excavan mediante reacciones químicas, las cuevas marinas se construyen mediante la erosión impulsada por las olas, ya sea por encima o por debajo de la línea de flotación. Se pueden encontrar en la costa, como su nombre lo indica, pero también tierra adentro, en áreas que alguna vez estuvieron cerca del mar pero que desde entonces se han secado en partes de Noruega, por ejemplo. Se pueden formar en todo tipo de rocas: ígneas, metamórficas o sedimentarias.

Esta belleza de Minecraft se llama Fingals Cave, Escocia. Es una cueva marina formada a través de pilares de basalto.
Imagen a través del usuario de reddit narwalmart

Las olas forman estas estructuras por puro desgaste, a lo largo de millones de años de golpes con agua rica en partículas. Como tales, tienden a formarse en áreas más débiles de la roca, como líneas de falla en rocas ígneas o metamórficas o contactos planos de lecho en rocas sedimentarias. Una vez que las olas abren una fisura a través de las rocas, el proceso se vuelve mucho más rápido confinado a un espacio más estrecho, el agua y las partículas suspendidas ejercen más presión sobre las paredes y presurizan los gases del interior, actuando como una cuña.

Sus paredes suelen ser gruesas y dentadas, ya que la erosión rompe losas irregulares de roca de ellas. Algunas cuevas marinas, sin embargo, tienen formas circulares con paredes lisas y están llenas de guijarros. Esto se debe a que las olas adoptan un movimiento circular dentro de las cuevas a medida que entran y salen, triturando los guijarros contra las paredes y alisándolos.

Como esta hermosa cueva en la región del Algarve, Portugal.
Imagen vía Imgur

Debido a que la erosión es un proceso continuo, que elimina la roca poco a poco, las cuevas marinas son propensas a derrumbarse, dejando atrás un sumidero litoral.

Cediendo

Hay muchos otros tipos de cuevas, cada una con su propia historia que contar. Cada uno habla de cómo la geología de un área interactúa con el mundo por encima de ella, siendo moldeada por él a lo largo de incontables siglos. Pero, las pinturas con las que los adornaron nuestros antepasados, las líneas de dulzura que grabaron en sus paredes son testimonio de cómo pueden, a su vez, dar forma al mundo que los rodea.

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