Cavernas marinhas

Cavernas marinhas podem ter diversas configurações, desde cavidades totalmente submersas no leito oceânico até formações parcialmente submersas em paredões rochosos da costa. As primeiras são abismos ou fendas que podem atingir profundidades abissais e são penetráveis por mergulhadores ou veículos submersíveis. Essa cavernas podem ter diversas origens, em geral tectônicas.
Cavernas da costa podem resultar de diversos processos diferentes. Um deles é a erosão mecânica das ondas que abre cavidades na rocha. Em alguns casos, não passam de tocas submersas e sem saída. Outras podem ter uma extremidade que se abre no lado da terra, permitindo o acesso por ambos os lados. Grutas formadas por processos tectônicos ou dissolução química também podem se tornar parcialmente submersas no oceano, devido ao rebaixamento do terreno ou pelo aumento do nível do mar. Também é possível que rios subterrâneos originários de cavernas cársticas próximas à costa desaguem diretamente no mar, abrindo passagens entre a terra e o oceano. Nestes casos também pode ser possível o acesso por ambas as extremidades. Algumas dessas cavernas podem atingir grandes extensões. Em geral são acessíveis através de cenotes e exploráveis por mergulho.

Características

Cavernas cársticas como a Caverna da Liberdade em Demanova, Eslováquia, possuem formações de grande beleza

As cavernas e grutas podem ser de diversos tipos de acordo com sua topografia, tamanho,morfologia, constituição e pela presença ou não de água. O ambiente cavernícola é caracterizado pela elevada umidade e pela ausência parcial ou total de luz. Cavernas de grandes dimensões podem formar ambientes meteorológicos distintos da superfície, possuindo pouca variabilidade térmica ao longo do ano e temperaturas diferentes das do exterior (mais quentes ou mais frias).

Umidade

Quando toda a água que formou a caverna já a abandonou, elas são conhecidas comosecas. Mesmo nesses casos, o ambiente pode apresentar alguma umidade devido à presença de água infiltrada do exterior e nesse caso, os espeleotemas ainda estarão em processo de formação ou crescimento. Em outros casos, mesmo a infiltração de água pelo solo acima da caverna pode ter cessado e a caverna é totalmente seca.
Cavernas úmidas podem ter cursos d’água em seu interior, geralmente em pequenas lâminas ou rios atravessáveis a pé. Nos trechos em que a caverna está na zona freática ela pode ser inundada até o teto ou ter apenas pequenas lâminas de ar próximas ao teto. Muitas cavernas úmidas só podem ser atravessadas a nado ou com equipamento demergulho autônomo (SCUBA). Também existem aquelas em que somente alguns trechos chamados de sifões são inundados, permitindo o acesso a pé antes e após os trechos alagados. Caso a caverna seja atravessada por rios subterrâneos, é frequente a existência de cachoeiras internas, sumidouros e ressurgências ao longo de suas galerias e salões.

Topografia

O termo caverna designa genericamente todos os tipos de cavidades naturais em rocha. Podem receber nomes específicos de acordo com sua topografia, comprimento e morfologia:

• Abrigos. Cavidades de pequeno comprimento e grandes aberturas, que podem ser usadas como abrigo por animais e pessoas. Podem ser formadas por desmoronamentos ou dolinas.
• Tocas. Cavernas com grandes aberturas, uma única entrada e desenvolvimento horizontal menor que 20 metros. Geralmente possuem pequeno desnível (desenvolvimento predominantemente horizontal).
• Grutas ou lapas. Cavernas predominantemente horizontais, com mais de 20 metros de comprimento. Podem ter desníveis internos e salões. Em geral possuem mais de uma entrada, mas nem sempre permitem a travessia total.
• Fossos. Cavernas predominantemente verticais com grandes aberturas e desnível inferior a 10 metros.
• Abismos. Cavernas predominantemente verticais com desnível maior que 10 metros.
• Algar. Nome atribuído em Portugal a grutas de desenvolvimento vertical.

Algumas denominações, tais como gruna, lapa ou algar, são termos regionais. Em algumas regiões do Brasil, utiliza-se o termo gruta apenas para cavidades que possuem ao menos duas entradas e caverna para as cavidades com uma única entrada.
Alguns autores não consideram que abrigos e tocas sejam cavernas e reservam este termo a cavidades com desenvolvimento horizontal maior que 20 metros ou vertical maior que 10 metros.
Em relação ao percurso (planta), as cavernas podem apresentar diversas formas de desenvolvimento:

• percurso linear: um único caminho, aproximadamente reto, de uma entrada a outra ou até um estreitamento que não permita o avanço.
• Caverna com meandros: um único caminho, que segue o curso de um rio subterrâneo, com curvas e meandros.
• múltiplas galerias: possuem mais de um caminho e frequentemente diversas saídas, apresentando bifurcações e, em alguns casos, sistemas complexos elabirínticos.

Em relação ao perfil do terreno, as cavernas podem ser:

• predominantemente horizontal: desenvolvimento paralelo aos estratos da rocha, com pequenos desníveis internos. Este tipo de caverna é constituído principalmente por dissolução entre planos de estratificação, que estavam inteiramente dentro da zona freática durante o período de sua formação.
• desenvolvimento inclinado: geralmente formadas em zonas vadosas, possuem grandes desníveis, ocasionados pelo alargamento de fendas entre os planos de estratificação.
• desenvolvimento vertical: assim como as inclinadas, são formadas pelo alargamento de fendas ou fraturas verticais entre planos.

Muitos sistemas complexos possuem galerias em diversos níveis horizontais que podem ser interligados por trechos inclinados ou mesmo abismos internos. Nestes casos, alguns dos níveis podem se encontrar em zonas inundadas, enquanto que as galerias mais altas já estão em zonas totalmente secas. A soma total de todas as galerias de uma caverna pode chegar a diversos quilômetros e os desníveis, a várias centenas de metros.

Espaços internos

As cavernas possuem basicamente dois ambientes:
Galerias, formadas principalmente por dissolução, corrosão, erosão mecânica, fissuras ou fraturas ou ainda por tubos de lava. Constituem a maior parte dos caminhos internos da caverna. Se forem largos e altos, permitem a caminhada em pé. Quando estreitas ou muito baixas, exigem que se rasteje para atravessá-las. Podem ter desníveis de diversos ângulos. Se forem muito íngremes ou verticais, pode ser necessário escalar ou fazer descidas a rapel.
Salões, geralmente formados por desabamentos internos ou fraturas. Os salões podem adquirir dimensões monumentais de até centenas de metros de largura e altura. Grandes rochas desabadas e outros sedimentos podem se acumular no chão e dificultar o trajeto. Em outros casos, os sedimentos já podem ter sido dissolvidos e levados pela água em épocas remotas.

Espeleotemas

 espeleotema

Coluna no interior da Gruta da Lapinha, Região metropolitana de Belo Horizonte, MG, Brasil

Os espeleotemas são resultado da carstificação construtiva, ou seja, os minerais que foram removidos de camadas superiores da rocha e se encontram dissolvidos na água se cristalizam e criam diversos tipos de formação no teto, paredes e chão das cavernas.
Quando a água rica em carbonato de cálcio entra em contato com a atmosfera da caverna, ocorre liberação de gás carbônico (CO₂) para a atmosfera, o que torna a solução mineral supersaturada e faz com que ocorra precipitação. No caso do precipitado ser carbonato de cálcio (CaCO₃), ele forma cristais de calcita ou aragonita. O mesmo ocorre se os sais contêm magnésio (como CaMg( CO₃ )₂), quando há precipitação de dolomita. As formas construídas pelos cristais dependem de diversos fatores. Elas podem se formar no teto, nas paredes e no chão, podem ser resultado de gotejamento por frestas no teto, por disseminação da água através da porosidade de paredes e teto (exsudação) ou também pela sedimentação e decantação em poças e represamentos. As formações mais comuns são descritas abaixo:

• Estalactites - Formadas pelo gotejamento através de fendas ou furos no teto. Ao precipitar, o mineral forma um anel em torno da gota, próximo de sua interface com a rocha. Quando a gota cai, o anel se sedimenta e cristaliza, juntando-se à rocha. Os anéis se unem uns aos outros formando tubos cilíndricos que crescem em direção ao chão, com 2 a 9 mm de diâmetro interno e paredes com aproximadamente 0,5 mm de espessura. Em geral, as estalactites se tornam cônicas pelo escorrimento da água pela parte externa de suas paredes. Esses escorrimentos podem originar estalactites com formados especiais, como espirais (espirocones), bolas, lanternas, cebolas e diversas outras. Elas também podem se juntar em conjuntos maciços de grandes dimensões.
• Estalagmites - A água que goteja no solo ainda carrega mineral dissolvido que continua a precipitar. O lento acúmulo provocado pela seqüência de gotas provoca o surgimento de estalagmites, formações que crescem verticalmente em direção ao teto. Podem ter diversos formatos e atingir grandes larguras. Em geral são aproximadamente cilíndricas e costumam ter a ponta arredondada. Também podem ser cônicas, em espiral ou com discos, como uma pilha de pratos. Podem ter mais de um metro de diâmetro e vários metros de comprimento. Na maior parte dos casos, há uma estalagmite para cada estalactite, mas grandes estalagmites podem ser formadas por vários gotejamentos diferentes. Elas também podem se juntar em maciços estalagmíticos.
• Colunas - Quando uma estalactite e uma estalagmite se encontram no meio do caminho entre o teto e o chão, são formadas colunas que podem se alargar através de escorrimentos por suas laterais.
• Escorrimentos - Formações variadas ao longo de paredes, colunas, estalactites e estalagmites. Podem atingir grandes volumes e diversos formatos, tais comoórgãos, candelabros, pingentes, discos, folhas e cascatas rochosas. Quando ocorrem no chão, podem criar grossas camadas muito resistentes. Em alguns casos a cristalização tem brilho vítreo e se houver minerais diferentes em sua constituição, podem criar milhares de reflexos de toda luz que incide sobre ele, uma formação chamada chão de estrelas.
• Cortinas - figuras formadas em tetos inclinados, em que a água não goteja, mas ao escorrer sempre pelo mesmo caminho ao longo do teto, cria finas paredes de rocha que aos poucos engrossam em forma de cortinas cheias de ondulações e drapeados. Após tempo suficiente, essas cortinas podem atingir o chão e se tornam muito espessas e resistentes.
• Helictites e heligmites - figuras que se formam em tetos, paredes, chão e mesmo sobre outros espeleotemas e não seguem um caminho de crescimento vertical. Por mecanismos de cristalização não inteiramente conhecidos, essas formas criam espirais, fitas e curvas em diversas direções. Por vezes lembram as raízes de uma árvore.

Raríssima formação na Caverna da Torrinha, Chapada Diamantina, Bahia, Brasil. Embora flores de aragonita e bolhas não sejam incomuns individualmente, a formação de uma flor dentro da bolha é muito rara

• Flores - Cristalizações de aragonita, calcita ou gipsita, que se irradiam a partir de um ponto central ou de um eixo em todas as direções. Algumas são esféricas como um dente-de-leão, outras lembram cachos de flores ou flocos de algodão.
• Represas de travertino - Represamentos com paredes de travertino, uma forma muito resistente de rocha calcária, que podem variar de pequenas cavidades próximas ao chão a grandes barragens que podem atingir muitos metros de altura. Em muitos casos podem ter vários níveis, em degraus. Suas paredes externas costumam possuir caneluras ou escorrimentos e em seu interior uma grande diversidade de formações de sedimentação podem ocorrer, tais comojangadas e plataformas (precipitações que flutuam na superfície da água),pérolas (formas esféricas ou ovóides criadas por sedimentação) e vulcões, criados pela lenta deposição de anéis de sedimentos em um represamento.

Diversas outras formações são possíveis. Na verdade não há dois espeleotemas iguais em nenhuma caverna. Além dos espeleotemas, há uma grande variedade de testemunhos da ação da água em galerias inundadas, tais como canais de erosão, fendas e cavidades produzidas por rodamoinhos e diversos desenhos formados pela calcificação e deposição de minerais nas superfícies rochosas.
Outros tipos de formações podem ser criados pela ação de organismos vivos. Chamados debiotemas ou espeleogens, essas formações são criadas por colônias de bactérias que modificam a composição da rocha que lhes serve de substrato. O biotema mais conhecido é o leite-de-lua, depósitos brancos de consistência pastosa ou porosa que se depositam sobre outras formações.

Fauna e flora

Morcego da espécie Desmodus rotundus, um dos mais conhecidos habitantes das cavernas

O habitat no interior das cavernas é conhecido por cavernícola ou hipógeo (subterrâneo), em oposição ao meio epígeo (o meio externo). O meio hipógeo é, na maior parte das vezes, totalmente desprovido de iluminação natural. Alguns trechos das cavernas podem, no entanto, ser iluminados nas proximidades das entradas, janelas e clarabóias, aberturas naturais causadas por desmoronamento ou pelo caminho da água. Além da iluminação há uma série de outros fatores que tornam esse ambiente muito diferente do exterior, como a pequena variação de temperatura, a umidade que ocorre em certos trechos e a presença de gases em concentrações diferentes do exterior.
A ausência de luz impede o crescimento de vegetação fotossintetizante. Pode ocorrer a presença de alguns fungos, além de folhas, frutos e sementes trazidos pela água ou animais maiores, mas de forma geral pode-se considerar que a flora] é praticamente inexistente.
Os animais podem usar as cavernas como abrigo ou habitá-la durante toda a sua vida. De acordo com seus hábitos esses animais são divididos em três grupos:

• Trogloxenos. Animais que utilizam a caverna apenas para abrigo, reprodução ou alimentação, mas saem para realizar outras etapas de suas vidas. Todos osmamíferos cavernícolas podem ser classificados nesse grupo. Os principais trogloxenos são os morcegos. As espécies frutíferas também exercem um papel importante na alimentação das demais espécies, ao trazerem sementes e fragmentos de folhas em suas fezes (guano).

• Troglófilos. Animais que podem viver tanto dentro como fora da caverna, embora não possuam órgãos especializados. Essas espécies são suficientemente adaptadas para viver toda a sua vida dentro das cavernas, mas nada impede que vivam igualmente bem fora dela. Entre eles estão alguns crustáceos, aracnídeose insetos.

• Troglóbios. Animais que se especializaram para a vida dentro das cavernas. A maioria não possui pigmentação e pode ter os olhos atrofiados ou mesmo ausentes. Ao invés disso possuem longas e numerosas antenas ou órgãosolfativos muito sensíveis. Entre esses há diversos tipos de peixes, como o bagre-cego, insetos, crustáceos, anelídeos e aracnídeos.

Embora não haja plantas na maior parte das cavernas, elas podem se desenvolver próximas às entradas e outras aberturas. A água e animais trogloxenos e troglófilos podem trazer fragmentos usados para a alimentação dos animais vegetarianos da caverna. Também há espécies carnívoras, que se alimentam dos animais menores. Algumas bactérias e fungos vivem no guano de morcego, podendo servir de alimento para alguns dos insetos.
Algumas cavernas podem ser iluminadas artificialmente para facilitar a visitação. Ao longo do tempo, isso pode ter o efeito de permitir o crescimento de plantas superiores, o que pode alterar diversas condições climáticas, químicas e biológicas das cavernas (ver Impacto ambiental).

Distribuição

Cavernas são encontradas em todas as partes do mundo, mas apenas uma pequena parte delas já foi explorada, catalogada e mapeada por espeleólogos. Os sistemas de cavernas documentados são muito mais freqüentes nos países onde a espeleologia e a exploração turística ou esportiva são mais populares há muito tempo (como os Estados Unidos da América, França, Itália e o Reino Unido). Como resultado, cavernas exploradas são freqüentes na Europa, Ásia, América do Norte e Oceania. Cavernas mapeadas são menos comuns na América do Sul, África e Antártica. Esta é apenas uma generalização, uma vez que existem ainda grandes áreas da América do Norte e Ásia com poucas cavernas conhecidas enquanto, por outro lado, há regiões da América do Sul e África com muitas cavernas conhecidas, como as 4273 cavernas cadastradas no Brasil^[1] e uma grande quantidade em Madagascar. A distribuição conhecida de cavernas tende a mudar muito, à medida que a exploração de áreas cársticas por espeleólogos evolui. A China, por exemplo, embora possua aproximadamente metade de todas as rochas calcárias expostas - mais de 1 milhão de km² - tem muito poucas cavernas documentadas.

Recordes

O conjunto com maior comprimento total é o sistema Mammoth em Kentucky, EUA, com 579 km mapeados.^[2] Dificilmente esse recorde será superado em um futuro próximo, uma vez que o segundo maior conjunto conhecido é o sistema Optymistychna na Ucrânia, com 214 km. ^[2]
A mais longa caverna submersa conhecida é o Sistema Sac Actun, em Quintana Roo,México. Após a descoberta, em janeiro de 2007, da interligação com o sistema Nohoc Nah Chich, a extensão total do conjuto alagado foi estendida a 152,975 m, além de 1808 m secos. O segundo maior conjunto alagado, também no México, é o Sistema Ox Bel Ha, com 146.761 m.^[3]
A mais longa caverna do Brasil é a Toca da Boa Vista, com 102 km mapeados. Esta é a 13ª mais longa caverna do mundo.^[2] A mais longa caverna de Portugal é a gruta de Almonda, com 14 km conhecidos. ^[2]
Até 2005, a caverna com maior desnível (medido de sua entrada mais alta até o ponto mais profundo) é a caverna Voronya na região da Abecásia, Geórgia, com desnível de 2 140 m. Esta foi também a primeira caverna a ser explorada até uma profundidade superior a 2 km (a primeira a ter descida superior a 1 km foi a famosa Gouffre Berger na França). A Gouffre Mirolda - caverna Lucien Bouclier na França (1733 m) e a Lamprechtsofen Vogelschacht naÁustria (1632 m) são as cavernas que ocupam atualmente a segunda e terceira colocação em desnível. Este recorde já mudou diversas vezes nos últimos anos. O maior desnível no Brasil, com 670m, é o Abismo Guy Collet, em Barcelos, Amazonas. O segundo maior desnível (481 m) fica na Gruta do Centenário em Mariana, Minas Gerais.^[1]
O mais fundo abismo (galeria vertical) dentro de uma caverna tem 603 m e fica na cavernaVrtoglavica na Eslovênia, seguida pela Patkov Gušt (553 m) na montanha Velebit, Croácia.
O maior salão individual é a Sarawak Chamber, no Parque Nacional Sarawak, em Bornéo,Malásia), um salão com aproximadamente 600 m por 400 m e altura de 80 m.^[4]
O mais alto pórtico de entrada conhecido tem 230 m de altura e dá acesso à gruta Casa de Pedra, no PETAR, entre os municípios de Apiaí e Iporanga em São Paulo, Brasil^[1].