Cave morphology and controls on speleogenesis in quartzite: The example of the Itambé do Mato Dentro area in southeastern Brazil

An area of 417 km2 in southeastern Brazil was mapped in detail regarding karst features in quartzite. Landforms typically assigned to carbonate karst terrains are largely absent, except for discrete occurrences of towers and collapse dolines. Caves are the most conspicuous landform, although occurring at a lower density than in most Brazilian carbonate areas. A total of 11 caves were mapped and studied in detail. Caves tend to develop at shallow depths parallel to the slope surface, controlled by lithological facies and the hydraulic gradient. Petrographical analyses suggest that mica (sericite) lenses within the quartzite and both sericite and iron around quartz grains may favour grain disaggregation and later erosional removal in a shallow phreatic environment. Quartzite caves represent a common feature in southeastern Brazil but tend to be isolated features rather than an integrated and areally extensive hydrological system typical of many carbonate settings

PROPOSTA PARA A DETERMINAÇÃO DE CAVERNAS DE DIMENSÕES NOTÁVEIS EM CAVERNAS FERRÍFERAS

Com o intuito de contribuir com a definição de uma metodologia adequada para a seleção de excepcionalidades dimensionais, no presente trabalho: 1) Comparou-se diferentes metodologias para estabelecer a categoria “dimensões notáveis” utilizando uma amostra de 1451 cavernas ferríferas da Serra dos Carajás, Pará, Brasil; 2) Avaliou-se diferentes distribuições de probabilidade, de forma a determinar o melhor ajuste das medidas espeleométricas; e 3) Avaliou-se por meio de simulações a influência da assimetria na distribuição dos dados sobre as diferentes metodologias utilizadas para definir a categoria “dimensões notáveis”. Os resultados mostram que os diferentes métodos resultam em um número distinto de cavidades classificadas como de máxima relevância por dimensões notáveis. Conforme encontrado em trabalhos anteriores, as análises revelam que as variáveis espeleométricas utilizadas seguem uma distribuição log-normal. Finalmente, as simulações indicam que maioria dos métodos empregados são influenciados pelo grau de assimetria da distribuição dos dados. Com base nestes resultados, sugere-se o método de quartis como o mais indicado para estabelecer dimensões notáveis, já que ele foi o único que não foi influenciado pela assimetria na distribuição dos dados

Brazilian cave heritage under siege

info:eu-repo/semantics/publishe

not available

O carste pode ser entendido como um sistema aberto, uma forma de relevo que resulta de processos que operam em conjunto nos subsistemas hidrológico e geoquímico. Os mecanismos de gênese e desenvolvimento de aquíferos cársticos levam à formação de meios anisotrópicos altamente descontínuos e heterogêneos, na sua estrutura espacial e no seu funcionamento temporal, podendo apresentar estrutura de permeabilidade hierárquica com fluxo turbulento. Apesar das limitações impostas pela anisotropia do meio, a descarga de aquíferos cársticos tende a concentrar-se em uma única ressurgência, permitindo, para entender suas propriedades, o uso da análise de sistemas baseada em estatística de séries temporais. O arranjo espacial complexo da drenagem subterrânea tem implicações no sinal hidrológico do exutório do sistema, de forma que a correta interpretação dos espectros obtidos prescindem de uma adequada caracterização da estrutura da drenagem, por meio testes com traçadores. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo investigar o sinal hidrológico e sua relação com os padrões de recarga e a geometria e distribuição espacial das drenagens subterrâneas dos aquíferos do planalto cárstico Alambari-Ouro Grosso, localizados na região cárstica do Vale do Ribeira, município de Iporanga, São Paulo. Os métodos e técnicas utilizados envolveram análises por meio de fotointerpretação, morfometria de depressões poligonais, identificação e tipificação in situ e em gabinete das feições de recarga e descarga do sistema, testes qualitativos e quantitativos com traçadores corantes, obtenção de séries históricas de parâmetros hidrológicos e estatística descritivas exploratórias em séries temporais. Os resultados obtidos a partir de testes com traçadores corantes e análises morfométricas demonstraram a existência, no mesmo sinclinal, de dois sistemas independentes e funcionalmente distintos: i) Sistema Alambari, responsável por drenar quase 80% da área das depressões poligonais do planalto e a maior área da contribuição alóctone aos sistemas (65,9%), apresentando assinaturas hidrológicas típicas de um carste bem desenvolvido; e ii) Ouro Grosso, composta por depressões poligonais menos expressivas, recargas difusas, armazenamento epicárstico/pedológico e comportamento mais inercial. O sistema Alambari apresenta ainda depressões poligonais com as maiores declividades e a maior amplitude altimétrica, o que representa recargas potencialmente mais energéticas que no sistema Ouro Grosso. As séries temporais demonstraram que, em qualquer estação climática, o sistema Ouro Grosso é mais inercial que o sistema Alambari e o efeito memória da vazão menos variável em Alambari, característica provavelmente associada a maior capacidade de drenagem do sistema. Comportamento semelhante ao da vazão foi observado na condutividade elétrica, com exceção no inverno de 2017 (o mais seco), onde observou-se uma subida gradativa da mesma, demonstrando que a memória da condutividade elétrica pode refletir a resposta rápida do sistema a impulsos de chuva ou o comportamento de longo prazo associado à lenta e constante mineralização das águas do sistema. O comportamento da condutividade elétrica no sistema Ouro Grosso é anômalo, uma vez que as injeções de água meteórica no sistema resultam em picos de saturação e não diluição. Este fenômeno foi explicado a partir da noção de \"efeito pistão\", ou seja, um impulsionamento de águas saturadas na rede fraturada e nos reservatórios epicársticos/pedológicos, resultando na disponibilização de água mineralizada ao sistema. A análise das correlações cruzadas mostrou que na relação chuva versus condutividade elétrica, nos períodos relativamente mais secos, a desmineralização da água é menor. As análises também evidenciaram o comportamento dos reservatórios dinâmicos cujo fluxo de água mineralizada aumenta quando a recarga é mais intensa.Karsts can be understood as an open system, a form of relief resulting from processes that operate together in the hydrological and geochemical subsystems. The mechanisms of genesis and development of karst aquifers lead to the formation of highly discontinuous and heterogeneous anisotropic media, in their spatial structure and in their temporal functioning, being able to present a hierarchical permeability structure with turbulent flow. Despite the limitations imposed by the environmental anisotropy, the discharge of karst aquifers tends to concentrate in a single resurgence, allowing, to understand its properties, the use of systems analysis based on time series statistics. The complex spatial arrangement of the underground drainage has implications in the hydrological signal of the exudate of the system, so that the correct interpretation of the obtained spectra doesn\'t have an adequate characterization of the structure of the drainage, through tests with tracers. In this context, the objective of this work was to investigate the hydrological sign and its relation with the recharge patterns and the geometry and spatial distribution of the subterranean drainage of the aquifer of the Alambari-Ouro Grosso karst plateau, located in the karst region of the Ribeira Valley, southeastern Brazil. The methods and techniques used involved analysis through photointerpretation, morphometry of polygonal depressions, in situ identification and typing, and in the recharge and discharge characteristics of the system, qualitative and quantitative tests with dye tracers, obtaining historical series of hydrological parameters and descriptive statistics in time series. The results obtained from tests with dye tracers and morphometric analysis showed the existence, in the same syncline, of two independent and functionally distinct systems: i) Alambari System, responsible for draining almost 80% of the area of the polygonal depressions of the plateau and the largest area of the allochthonous contribution to the systems (65.9%), presenting hydrological signatures typical of a well developed karst; and ii) Ouro Grosso, composed of less expressive polygonal depressions, diffuse refills, epikarst/pedological storage and more inertial behavior. The Alambari system also has polygonal depressions with the highest slopes and the highest altimetric amplitude, which represents potentially more energetic recharges than in the Ouro Grosso system. The time series showed that, in any weather season, the Ouro Grosso system is more inertial than Alambari system and the flow memory effect is less variable in Alambari, a characteristic probably associated to the greater drainage capacity of the system. Similar behavior to the flow rate was observed in the electrical conductivity, except in the winter of 2017 (the driest), where it was observed a gradual increase, demonstrating that the electrical conductivity memory can reflect the rapid response of the system to impulses of rainfall or the long-term behavior associated with the slow and steady mineralization of the system\'s waters. The behavior of the electrical conductivity in the Ouro Grosso system is anomalous, since the injections of meteoric water into the system result in saturation and non-dilution peaks. This phenomenon was explained by the notion of \"piston effect\", a saturated water propulsion in the fractured network and in the epikarst/pedological reservoirs, resulting in the availability of mineralized water to the system. The analysis of the cross correlations showed that in the relationship between rainfall versus electrical conductivity, in the relatively drier periods, water demineralization is lower. The analyzes also showed the behavior of the dynamic reservoirs whose mineralized water flow increases when the recharge is more intense

not available

O carste pode ser entendido como um sistema aberto, uma forma de relevo que resulta de processos que operam em conjunto nos subsistemas hidrológico e geoquímico. Os mecanismos de gênese e desenvolvimento de aquíferos cársticos levam à formação de meios anisotrópicos altamente descontínuos e heterogêneos, na sua estrutura espacial e no seu funcionamento temporal, podendo apresentar estrutura de permeabilidade hierárquica com fluxo turbulento. Apesar das limitações impostas pela anisotropia do meio, a descarga de aquíferos cársticos tende a concentrar-se em uma única ressurgência, permitindo, para entender suas propriedades, o uso da análise de sistemas baseada em estatística de séries temporais. O arranjo espacial complexo da drenagem subterrânea tem implicações no sinal hidrológico do exutório do sistema, de forma que a correta interpretação dos espectros obtidos prescindem de uma adequada caracterização da estrutura da drenagem, por meio testes com traçadores. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo investigar o sinal hidrológico e sua relação com os padrões de recarga e a geometria e distribuição espacial das drenagens subterrâneas dos aquíferos do planalto cárstico Alambari-Ouro Grosso, localizados na região cárstica do Vale do Ribeira, município de Iporanga, São Paulo. Os métodos e técnicas utilizados envolveram análises por meio de fotointerpretação, morfometria de depressões poligonais, identificação e tipificação in situ e em gabinete das feições de recarga e descarga do sistema, testes qualitativos e quantitativos com traçadores corantes, obtenção de séries históricas de parâmetros hidrológicos e estatística descritivas exploratórias em séries temporais. Os resultados obtidos a partir de testes com traçadores corantes e análises morfométricas demonstraram a existência, no mesmo sinclinal, de dois sistemas independentes e funcionalmente distintos: i) Sistema Alambari, responsável por drenar quase 80% da área das depressões poligonais do planalto e a maior área da contribuição alóctone aos sistemas (65,9%), apresentando assinaturas hidrológicas típicas de um carste bem desenvolvido; e ii) Ouro Grosso, composta por depressões poligonais menos expressivas, recargas difusas, armazenamento epicárstico/pedológico e comportamento mais inercial. O sistema Alambari apresenta ainda depressões poligonais com as maiores declividades e a maior amplitude altimétrica, o que representa recargas potencialmente mais energéticas que no sistema Ouro Grosso. As séries temporais demonstraram que, em qualquer estação climática, o sistema Ouro Grosso é mais inercial que o sistema Alambari e o efeito memória da vazão menos variável em Alambari, característica provavelmente associada a maior capacidade de drenagem do sistema. Comportamento semelhante ao da vazão foi observado na condutividade elétrica, com exceção no inverno de 2017 (o mais seco), onde observou-se uma subida gradativa da mesma, demonstrando que a memória da condutividade elétrica pode refletir a resposta rápida do sistema a impulsos de chuva ou o comportamento de longo prazo associado à lenta e constante mineralização das águas do sistema. O comportamento da condutividade elétrica no sistema Ouro Grosso é anômalo, uma vez que as injeções de água meteórica no sistema resultam em picos de saturação e não diluição. Este fenômeno foi explicado a partir da noção de \"efeito pistão\", ou seja, um impulsionamento de águas saturadas na rede fraturada e nos reservatórios epicársticos/pedológicos, resultando na disponibilização de água mineralizada ao sistema. A análise das correlações cruzadas mostrou que na relação chuva versus condutividade elétrica, nos períodos relativamente mais secos, a desmineralização da água é menor. As análises também evidenciaram o comportamento dos reservatórios dinâmicos cujo fluxo de água mineralizada aumenta quando a recarga é mais intensa.Karsts can be understood as an open system, a form of relief resulting from processes that operate together in the hydrological and geochemical subsystems. The mechanisms of genesis and development of karst aquifers lead to the formation of highly discontinuous and heterogeneous anisotropic media, in their spatial structure and in their temporal functioning, being able to present a hierarchical permeability structure with turbulent flow. Despite the limitations imposed by the environmental anisotropy, the discharge of karst aquifers tends to concentrate in a single resurgence, allowing, to understand its properties, the use of systems analysis based on time series statistics. The complex spatial arrangement of the underground drainage has implications in the hydrological signal of the exudate of the system, so that the correct interpretation of the obtained spectra doesn\'t have an adequate characterization of the structure of the drainage, through tests with tracers. In this context, the objective of this work was to investigate the hydrological sign and its relation with the recharge patterns and the geometry and spatial distribution of the subterranean drainage of the aquifer of the Alambari-Ouro Grosso karst plateau, located in the karst region of the Ribeira Valley, southeastern Brazil. The methods and techniques used involved analysis through photointerpretation, morphometry of polygonal depressions, in situ identification and typing, and in the recharge and discharge characteristics of the system, qualitative and quantitative tests with dye tracers, obtaining historical series of hydrological parameters and descriptive statistics in time series. The results obtained from tests with dye tracers and morphometric analysis showed the existence, in the same syncline, of two independent and functionally distinct systems: i) Alambari System, responsible for draining almost 80% of the area of the polygonal depressions of the plateau and the largest area of the allochthonous contribution to the systems (65.9%), presenting hydrological signatures typical of a well developed karst; and ii) Ouro Grosso, composed of less expressive polygonal depressions, diffuse refills, epikarst/pedological storage and more inertial behavior. The Alambari system also has polygonal depressions with the highest slopes and the highest altimetric amplitude, which represents potentially more energetic recharges than in the Ouro Grosso system. The time series showed that, in any weather season, the Ouro Grosso system is more inertial than Alambari system and the flow memory effect is less variable in Alambari, a characteristic probably associated to the greater drainage capacity of the system. Similar behavior to the flow rate was observed in the electrical conductivity, except in the winter of 2017 (the driest), where it was observed a gradual increase, demonstrating that the electrical conductivity memory can reflect the rapid response of the system to impulses of rainfall or the long-term behavior associated with the slow and steady mineralization of the system\'s waters. The behavior of the electrical conductivity in the Ouro Grosso system is anomalous, since the injections of meteoric water into the system result in saturation and non-dilution peaks. This phenomenon was explained by the notion of \"piston effect\", a saturated water propulsion in the fractured network and in the epikarst/pedological reservoirs, resulting in the availability of mineralized water to the system. The analysis of the cross correlations showed that in the relationship between rainfall versus electrical conductivity, in the relatively drier periods, water demineralization is lower. The analyzes also showed the behavior of the dynamic reservoirs whose mineralized water flow increases when the recharge is more intense

Conexão Subterrânea

Contents: Expediçao Chapada Diamantina 2009 - Instituto do Carste Iansã site e inica nova fase - Projeto define nova categoria de proteção para Gruta Rei do Mato - Remapeamento de Lapa do Mosquito, em Curvelo, MG - Proteção Civil espanhola cobrará por resgate - Unesco Cataloga pinturas rupestres de Astúrias como Patrimônio Mundial - Caverna libanesa pode se tornar uma das 7 maravilhas da natureza - Caverna em Chamas há mais de 35 anos! - Ataque de abelhas no leste do México deixa um morto e dez feridos - Aquário de São Paulo recebe morcegos gigantes - Regularização de Terra Ronca é meta de 2009 - As primeiras evidências de nossos ancestrais humano

GEOESPELEOLOGIA E PRINCIPAIS ASPECTOS ESPELEOGENÉTICOS DAS GRUTAS BAIXADA DAS CRIOULAS I E II, ITAMBÉ DO MATO DENTRO, MINAS GERAIS

This research presents the results of the geospeleological characterization of the caves Gruta Baixada das Crioulas I and II,as well as the main speleogenetic aspects associated to this karst system developed in quartzite rocks. There are still controversies aboutthe denomination of features developed in non-carbonate rocks that present similarities with those developed in karstic relief. Amongthese features, those developed in quartzite rocks can be highlighted. Eleven caves formed in quartzite rocks were found in a mountainouslocation in the municipality of Itambé do Mato Dentro, the eastern border of Serra do Espinhaço Meridional, Minas Gerais State. They werestudied with the objective to understand the inherent processes involved in their formation and development. The caves Gruta Baixada dasCrioulas I and Gruta Baixada das Crioulas II form a karst system with important morphological, lithological, structural and endokarstdeposits that are characteristic of karstic forms. That is the case of the Gruta Baixada das Crioulas I which is outstanding because of itsmorphometric attributes with a length of more than 1000m and a depth of approximately 75m. These measures are fairly representativewhen compared to other caves in quartzite located not only in Minas Gerais but also in Brazil

Conserving relics from ancient underground worlds: assessing the influence of cave and landscape features on obligate iron cave dwellers from the Eastern Amazon

The degradation of subterranean habitats is believed to represent a serious threat for the conservation of obligate subterranean dwellers (troglobites), many of which are short-range endemics. However, while the factors influencing cave biodiversity remain largely unknown, the influence of the surrounding landscape and patterns of subterranean connectivity of terrestrial troglobitic communities have never been systematically assessed. Using spatial statistics to analyze the most comprehensive speleological database yet available for tropical caves, we first assess the influence of iron cave characteristics and the surrounding landscape on troglobitic communities from the Eastern Amazon. We then determine the spatial pattern of troglobitic community composition, species richness, phylogenetic diversity, and the occurrence of frequent troglobitic species, and finally quantify how different landscape features influence the connectivity between caves. Our results reveal the key importance of habitat amount, guano, water, lithology, geomorphology, and elevation in shaping iron cave troglobitic communities. While mining within 250 m from the caves influenced species composition, increasing agricultural land cover within 50 m from the caves reduced species richness and phylogenetic diversity. Troglobitic species composition, species richness, phylogenetic diversity, and the occurrence of frequent troglobites showed spatial autocorrelation for up to 40 km. Finally, our results suggest that the conservation of cave clusters should be prioritized, as geographic distance was the main factor determining connectivity between troglobitic communities. Overall, our work sheds important light onto one of the most overlooked terrestrial ecosystems, and highlights the need to shift conservation efforts from individual caves to subterranean habitats as a whole