Microclimate, airborne particles, and microbiological monitoring protocol for conservation of rock-art caves: The case of the world-heritage site La Garma cave (Spain)

16 páginas.- 6 figuras.- 3 tablas.- referencias.- Supplementary data to this article can be found online at https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119762.Cave heritage is often threatened by tourism or even scientific activities, which can lead to irreversible deterioration. We present a preventive conservation monitoring protocol to protect caves with rock art, focusing on La Garma Cave (Spain), a World Heritage Site with valuable archaeological materials and Palaeolithic paintings. This study assessed the suitability of the cave for tourist use through continuous microclimate and airborne particles monitoring, biofilm analysis, aerobiological monitoring and experimental visits. Our findings indicate several factors that make it inadvisable to adapt the cave for tourist use. Human presence and transit within the cave cause cumulative effects on the temperature of environmentally very stable and fragile sectors and significant resuspension of particles from the cave sediments. These environmental perturbations represent severe impacts as they affect the natural aerodynamic control of airborne particles and determine bacterial dispersal throughout the cave. This monitoring protocol provides part of the evidence to design strategies for sustainable cave management.This research was supported by the Consejeria de Universidades, Igualdad, Cultura y Deporte del Gobierno de Cantabria and the Spanish Ministry of Science and Innovation through projects PID2019-110603RB-I00 and PID2020-114978 GB-I00, funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033. The authors acknowledge to CSIC Open Access Publication Support Initiative through its Unit of Information Resources for Research (URICI), and CSIC Interdisciplinary Thematic Platform Open Heritage: Research and Society (PTI-PAIS) for the professional support.Peer reviewe

Impacto de un evento de inundación en la comunidad bacteriana de un ecosistema subterráneo somero (Cueva del Pindal, Asturias)

14 páginas.- 4 figuras.- 3 tablas.- 12 referencias.- Comunicación oral presentada en el VIII Congreso Español sobre Cuevas y Minas Turísticas "Minas y Cuevas: Patrimonio Geológico y Turístico". J.M. Calaforra y J.J. Durán Valsero (eds.), Pulpí (Almería) 19-22 octubre 2022.- Enlace al libro de Actas completo https://www.cuevasturisticas.es/actas-cuevatur-2022La Cueva del Pindal (Ribadedeva, Asturias) y su arte rupestre paleolítico forman parte de la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO desde 2008. Actualmente está abierta al público con visitas limitadas y en ella se desarrolla un proyecto de investigación sobre actividad microbiana en ecosistemas naturales subterráneos y su aplicación al diseño de estrategias de conservación. El sistema kárstico del Pindal se desarrolla en un macizo calcáreo modelado en forma de terrazas marinas (rasas), situadas entre 30 y 68 metros s.n.m que constituyen el área de captación hídrica preferente y en las que se observan numerosas estructuras exokársticas tipo dolina y poljé. Sobre una de las dolinas, situada casi en la vertical de la cavidad, se instaló una explotación ganadera en 1995. El 23 de octubre de 2019 tras un episodio extremo de precipitaciones (209 l/m2) se produjo una fuerte acumulación de agua en la dolina y una entrada masiva de agua y sedimentos en la cueva. El 31 de octubre se realizó un muestreo específico para conocer los cambios provocados en el ecosistema subterráneo. La inundación provocó un fuerte incremento de materia orgánica, nitrógeno, fósforo y potasio disponibles en los sedimentos y modificaciones muy significativas en la composición de las comunidades microbianas presentes en los sedimentos: aparición de nuevos filos bacterianos (Firmicutes y Bacteroidetes), incluyendo grupos de bacterias patógenas oportunistas (Corynebacterium, Thauera, Clostridiales) y la casi total desaparición de otros (Rokubacteria y Nitrospirae). Los resultados confirman que el agua y sedimentos arrastrados al interior de la cueva en la inundación fueron acompañados de residuos procedentes de la explotación ganadera, demostrando el alto grado de vulnerabilidad de este tipo de ambientes. Tras el estudio e informe correspondiente, la actividad ganadera cesó en 2021 y continúa el estudio de las poblaciones microbianas para conocer su evolución a medio-largo plazo.Este trabajo ha contado con la financiación de la Consejería de Cultura, Política Lingüística y Turismo del Principado de Asturias para la realización de los análisis de las muestras de octubre de 2019 y con el soporte del proyecto PID2019-110603RB-I00, MCIN/AEI/FEDER UE/10.13039/501100011033 para el resto de la investigación. Cuenta con el apoyo de la Plataforma Temática Interdisciplinar CSIC Patrimonio Abierto: Investigación y Sociedad (PTI-PAIS).N

Role of microorganisms in processes of capture and emission of greenhouse gases in underground environments

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Biológicas, leída el 17/02/2023. Tesis formato europeo (compendio de artículos)Los ambientes kársticos son los ecosistemas subterráneos más representativos a escala global ya que ocupan aproximadamente el 20 % de la superficie terrestre, albergan cavidades próximas a la superficie y forman parte de lo que se conoce como Zona Crítica de la Tierra. A pesar de que podrían jugar un papel importante en la regulación de la composición de la atmósfera externa, los ecosistemas subterráneos aún no han sido incluidos en las estimaciones globales de los balances de los principales GEI, pero son cada vez más numerosos los trabajos de investigación en este campo...Karstic environments are the most representative underground ecosystems on a global scale since they cover approximately 20% of the land surface of the Earth and contain shallow caves that belong to the Critical Zone of the Earth. Although they could play an important role in regulation of the external atmosphere composition, the underground ecosystems have not yet been included in the annual carbon balances of the main GHGs. However, the research interest in this field has recently increased...Fac. de Ciencias BiológicasTRUEunpu

Role of microorganisms in processes of capture and emission of greenhouse gases in underground environments

Tesis doctoral leída en la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Complutense de Madrid.[EN] Karstic environments are the most representative underground ecosystems on a global scale since they cover approximately 20% of the land surface of the Earth and contain shallow caves that belong to the Critical Zone of the Earth. Although they could play an important role in regulation of the external atmosphere composition, the underground ecosystems have not yet been included in the annual carbon balances of the main GHGs. However, the research interest in this field has recently increased. In this Doctoral Thesis, entitled “Role of microorganisms in processes of capture and emission of greenhouse gases in underground environments”, the research has focused on: (1) Characterize the microbial populations present in three caves of three karstic systems with different geological origin and different climatic and environmental parameters. • Epigenic cave with a high rate of exchange with the outside: Pindal Cave (Asturias) • Epigenic cave with low rate of exchange with the outside: Castañar de Ibor Cave (Cáceres) • Hypogenic cavity: Sima del Vapor (Murcia) (2) Characterize the structure and function of the microorganisms that live in different substrata of the three caves. (3) Determine the influence of environmental conditions on the microbial activity involved in the regulation of GHG (CO2, CH4 and NOx) in each of the cave. (4) Characterize the most effective taxa and metabolic pathways involved in the biogeochemical and geo-microbiological processes that regulate GHG sediment-atmosphere exchange fluxes and quantifying these fluxes. Here, we used a pioneering multidisciplinary approach, combining environmental monitoring, in situ measurement of CO2 and CH4 fluxes and characterization of microbial communities (Bacteria, Archaea and Fungi) using microscopy and metabarcoding techniques. Regarding the characterization of the microbial communities of the three cavities, the most relevant results have been the following: • The composition and structure of the microbial populations in the caves studied is determined by their geological and geomorphological characteristics and by their degree of connection with the outside environment. The comparative study of the three caves showed a clear difference in the bacterial composition, especially in the Actinobacteriota and Proteobacteria phyla. • In Vapor Cave, the most frequent actinobacteria were of the genus Streptomyces. In this cave, an evident vertical stratification of the microbial groups was observed depending on the temperature and O2 concentration of in the subterranean air, highlighting a great diversity of Archaea with great abundance of the Micrarchaeota phylum in the hypoxic zones. • In Pindal Cave, the most characteristic actinobacteria were those related to the genus Crossiella, a rare genus that, in this case, was associated with a high degree of colonization by visible colonies and moonmilk deposits. Within the Proteobacteria phylum, the wb1-P19 lineage was exclusively detected in this cave. • Castañar de Ibor is the cave with the highest degree of isolation and the lowest values of microbial diversity. The most frequent actinobacteria were of the order Micrococcales and within the Proteobacteria phylum it should be noted the presence of the genus Lysobacter, related to the presence of the fungal genus Fusarium. Regarding the role of microorganisms in the processes of capture and emission of GHG, which is the main objective of this thesis, the main conclusions are the following: • Vapor Cave acts as a CH4 filter and a source of CO2, N2O and NO2. The emissions of N2O and NO2 to the outside atmosphere are the result of the activity of ammonia-oxidizing archaea and denitrifying fungi Fusarium oxyporum. Vapor cave acts as an important filter for the geogenic emissions of CH4, generated in deep zones, due to activity of denitrifying methanotrophic bacteria of the Methylomirabilota phylum (also known as the NC10 or Rokubacteria phylum). • Pindal Cave acts as an important CO2 reservoir and CH4 sink. The results of the in situ monitoring of CO2 diffusive fluxes from the sediments and the bioinformatic analysis showed that the metabolic activity of Crossiella combines with the chemoautotrophic fixation by nitrifying bacteria wb1-P19 were the main responsible for CO2 consumption fluxes and calcium carbonate precipitation that gives rise to the formation of moonmilk deposits. Likewise, in situ measurements showed a continuous consumption of CH4 by type I methanotrophic bacteria, related to the Methylomonadaceae family, present in the sediments and in moonmilk deposits. These moonmilk deposits presented the highest consumption rate of CH4 being the most effective sinks of CH4 and CO2. • Castañar de Ibor Cave, due to its isloation conditions, functions as a CO2 reservoir and CH4 sink. The results of this study allowed us to identify the most abundant methanotrophs within the Methylomirabilota phylum in the cave sediments. In conclusion, although the microbial communities differ in the three environments, the caves contain an abundant microbial biomass, which regulates the physicochemical properties of the subterranean atmosphere by capturing, filtering and emitting GHGs. In Vapor Cave, the microbial communities are responsible for the emission of N2O and NO2, but they also act as a reducing filter for CH4 emissions into the outside atmosphere. Ventilated epigenic environments act as important CH4 sinks, since large amounts of CH4 from outside are consumed inside them by the oxidative action of the methanotrophic populations present in their sediments. Bacteria involved in CO2 sequestration and fixation mechanisms play an active role in the regulation of carbon in subterranean environments and have been identified in sediments, visible colonies and mineral deposits (moonmilk). This type of bacteria are common in caves and, consequently, the multidisciplinary methodology and the microbiological information provided in this thesis could be applied in conservation studies and to improve the calculation of global GHG balances.[ES] Los ambientes kársticos son los ecosistemas subterráneos más representativos a escala global ya que ocupan aproximadamente el 20 % de la superficie terrestre, albergan cavidades próximas a la superficie y forman parte de lo que se conoce como Zona Crítica de la Tierra. A pesar de que podrían jugar un papel importante en la regulación de la composición de la atmósfera externa, los ecosistemas subterráneos aún no han sido incluidos en las estimaciones globales de los balances de los principales GEI, pero son cada vez más numerosos los trabajos de investigación en este campo. Dentro de esta línea de investigación, la presente Tesis Doctoral, titulada “Papel de los microorganismos en procesos de captación y emisión de gases de efecto invernadero en ambientes subterráneos”, ha enfocado su investigación en: (1) Caracterizar las poblaciones microbianas presentes en tres cuevas de tres sistemas kársticos con diferentes origen y características geológicas, climáticas y ambientales. • Cavidad epigénica con alta tasa de intercambio con el exterior: Cueva del Pindal (Asturias) • Cavidad epigénica con baja tasa de intercambio con el exterior: Cueva de Castañar (Cáceres) • Cavidad hipogénica: Sima del Vapor (Murcia) (2) Caracterizar la estructura y función de los microrganismos que habitan en diferentes sustratos de las tres cavidades. (3) Determinar la influencia de las condiciones ambientales en la actividad microbiana involucrada en la regulación de GEI (CO2, CH4 y NOx) en cada una de las cavidades. (4) Caracterizar los taxones y las vías metabólicas más efectivas involucradas en los procesos biogeoquímicos y geomicrobiológicos reguladores de los flujos de intercambio de GEI sedimentos-atmósfera, cuantificando dichos flujos. El estudio se planteó con un enfoque multidisciplinar, combinando monitorización ambiental, medida in situ de flujos de CO2 y CH4 y caracterización de las comunidades microbianas (bacterias, arqueas y hongos) mediante técnicas de microscopía y metabarcoding. Respecto a la caracterización de las comunidades microbianas de las tres cavidades, los resultados más relevantes han sido los siguientes: • La composición y estructura de las poblaciones microbianas de las cuevas estudiadas está condicionada por sus características geológicas y geomorfológicas y por su grado de conexión con el ambiente exterior. El estudio comparativo de las tres cavidades mostró una clara diferencia en la composición bacteriana, entre la que destaca la referente a los filos Actinobacteriota y Proteobacteria. • En la Sima del Vapor, las actinobacterias más frecuentes fueron del género Streptomyces. En esta cueva se observó una estratificación vertical evidente de los grupos microbianos en función de la temperatura y concentración de O2 en aire, destacando una gran diversidad de arqueas con gran abundancia del filo Micrarchaeota en las zonas hipóxicas. • En la Cueva del Pindal, las actinobacterias más características fueron las relacionadas con el género Crossiella, un género poco común que, este caso, se asocia con un alto grado de colonización visible. Dentro del filo Proteobacteria, el linaje wb1-P19 se detectó exclusivamente en esta cueva. • Castañar de Ibor, es la cueva con el mayor grado de aislamiento y los valores más bajos de diversidad microbiana. Las actinobacterias más frecuentes fueron del orden Micrococcales y dentro de las Proteobacterias destacó la presencia de Lysobacter relacionada con la presencia predominante de hongos del género Fusarium. En cuanto al papel de los microorganismos en los procesos de captación y emisión de GEI, principal objetivo de esta tesis, las principales conclusiones son las siguientes: • La Sima del Vapor actúa como filtro de CH4 y fuente de CO2, N2O y NO2. Las emisiones de N2O y NO2 a la atmósfera exterior son el resultado de la actividad de arqueas oxidantes de amoniaco y hongos desnitrificantes de la especie Fusarium oxyporum. La Sima del Vapor actúa como un importante filtro de las emisiones geogénicas de CH4 generado en zonas profundas gracias a la abundancia y acción de las bacterias metanotrofas desnitrificantes del filo Methylomirabilota (filo NC10 o Rokubacteria). • La Cueva del Pindal, actúa como un importante reservorio de CO2 y sumidero de CH4. Los resultados de la monitorización in situ de los flujos de difusión de CO2 procedentes de los sedimentos y del análisis bioinformático, han permitido concluir que la actividad metabólica combinada de Crossiella y la fijación quimioautótrofa de las bacterias nitrificantes wb1-P19, son las principales responsables de los flujos de consumo de CO2 y de la precipitación de carbonato cálcico que da lugar a la formación de depósitos minerales bioinducidos tipo moonmilk. Asimismo, las mediciones in situ han demostrado un consumo continuo de CH4 por bacterias metanotrofas de tipo I, relacionadas con la familia Methylomonadaceae presentes en los sedimentos y en los depósitos tipo moonmilk. Estos últimos presentaron los mayores consumos de CH4 y son los sumideros de CH4 y CO2 más efectivos. • La Cueva de Castañar de Ibor, por sus condiciones de aislamiento funciona como un reservorio de CO2 y sumidero de CH4. Los resultados del estudio permitieron identificar en los sedimentos a las metanotrofas más abundantes dentro del filo Methylomirabilota. En conclusión, aunque las comunidades microbianas difieren de un ambiente subterráneo a otro, las cavidades contienen una biomasa microbiana abundante cuya actividad metabólica actúa regulando las propiedades fisicoquímicas de la atmósfera subterránea mediante la captación, filtrado y emisión de GEI. En la Sima del Vapor son los responsables de la emisión de N2O y NO2, pero también actúan como filtro reductor de las emisiones CH4 a la atmósfera exterior. Los ambientes epigénicos ventilados actúan como importantes sumideros de CH4, ya que en su interior se consumen grandes cantidades de CH4 procedente del exterior por acción oxidativa de las poblaciones metanotrofas presentes en sus sedimentos. Se han identificado bacterias captadoras y fijadoras de CO2 presentes en sedimentos y colonias visibles y asociadas a depósitos minerales bioinducidos (moonmilk) que juegan un papel activo en la regulación del carbono en ambientes subterráneos. Este tipo de bacterias son habitantes comunes de las cuevas y, por lo tanto, la metodología de carácter multidisciplinar y la información microbiológica aportada en esta tesis es de aplicación directa en estudios de conservación y para mejorar las estimaciones de los balances globales de GEI.La presente Tesis Doctoral se ha realizado en Departamento de Geología del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), en el marco de los proyectos CGL2016-78318-C2-1-R, financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, y PID2019-110603RB-I00, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación. Durante la realización de la presente Tesis, su autora fue beneficiaria de una ayuda para contratos predoctorales para la formación de doctores del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad en la convocatoria de 2017, referencia BES-2017-080980.Peer reviewe

Caracterización y estudio molecular de las comunidades de procariotas de la Cueva de Nerja

Informe técnico de 58 páginas de texto.Este estudio corresponde al trabajo de apoyo técnico realizado por el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS-CSIC) para la Fundación Pública de Servicios Cueva de Nerja. La investigación estaba dirigida al estudio de las comunidades microbianas existentes en los precipitados de las aguas de goteo de diferentes salas de la cueva a fin de caracterizar sus componentes, con el objetivo de conocer la implicación de los distintos grupos de bacterias y arqueas en el ciclo biogeoquímico de los elemento

Ecosistemas subterráneos: laboratorios naturales

A medida que se investiga y aprende sobre el funcionamiento de los ambientes subterráneos, lo que se conoce coloquialmente como las cuevas, se adquiere una mayor conciencia de la importancia de estos ecosistemas en el funcionamiento global del planeta: lo que sucede en superficie tiene influencia directa en el desarrollo y las condiciones de la vida en el subsuelo, así como también hay una retroalimentación entre los cambios biogeoquímicos del subsuelo, tanto estacionales como a largo plazo (ligados al cambio climático), y las condiciones de vida en la superficie. Es cada vez más numerosa la literatura científica que aborda diferentes estudios sobre la Zona Crítica de la Tierra, entendida esta como la capa más superficial de la corteza terrestre donde se producen e interactúan todos los procesos físicos, químicos y biológicos fundamentales para el mantenimiento de la vida (Moravec & Chorover, 2020). Los ecosistemas subterráneos forman una parte esencial de la Zona Crítica, en torno al 20% de la superficie continental libre de hielo se caracteriza por la presencia de rocas carbonáticas karstificables y que, por tanto, potencialmente pueden albergar cavidades próximas a la superficie. Son hábitats especiales para numerosas especies y contienen biomasa microbiana abundante y activa que vive tanto en el agua subterránea como en el sistema poroso de sedimentos y rocas. El hecho de que sean accesibles los convierte en laboratorios naturales de un enorme valor para numerosas disciplinas científicas

On the role of cave-soil in the carbon cycle. A fist approach.

On-line, del 4 al 8 de mayo de 2020Karsts cover up to 25 % of the land surface and contain significant sedimentary deposits that become active cave-soils. Subterranean karst ecosystems play an active role in the global carbon cycle in terms of their contribution to the global GHG balance. They act alternately as a source or sink of CO2 and as a rapid sink of CH4. The most recent results indicate that microbiota must play a significant ecological role in the biogeochemical processes that control the subterranean atmosphere composition. Soils forming underneath the surface must host a large part of the subterranean microbiota. But to date, their behaviour concerning the production of gases and exchange with the ¿confined troposphere¿ has not been evaluated. Systematic direct estimates of CO2 and CH4 fluxes from cave-soils do not exist in literature. And they are needed before global generalizations can be made about the carbon budgets (emissions and sinks) of karstic ecosystems.Here we present pioneering research to evaluate the carbon fluxes from the cave soils directly exchanged with the cave atmosphere. This preliminary study is the first approach to systematically characterize the role of cave-soils in the production and transport of CO2 and CH4 in the subterranean environment. We carried out automatic in situ and real-time monitoring of CO2 and CH4 diffusive fluxes from a sedimentary alluvial soil in Pindal cave for one year (north Spain). We developed seasonal campaigns for CH4 and CO2 fluxes daily continuous monitoring by a LICOR closed chamber-based gas exchange system, in conjunction with a compatible Gasmet FTIR gas analyser. Moreover, autonomous equipment monitored the main micro-environmental parameters of the local subsurface-soil-atmosphere system. To interpret gas exchange processes and rates, and to understand the underlying mechanisms in soils, we also carried out seasonal ¿13C geochemical tracing by using Picarro cavity ring-down spectroscopy, through simultaneous cave atmosphere-soil-chamber air samplings. We also characterized the soil microbial communities related to the carbon cycle by meta-barcoding analyses of bacterial 16S rRNA genes and Shotgun Metagenomics. Preliminary results show net CO2 emissions from cave-soil on a daily scale, resulting from respiration by chemotrophic microorganisms. We detect significant magnitude variations along the day, reaching occasionally values close to zero. This is remarkable in such thermo-hygrometric stable environment and absence of light. Changes in the cave ventilation regime seems to be the determining factor just in some cases. Intrinsic microbial processes appear to be decisive in others. The results also reveal net CH4 uptake from cave-soil on a daily scale, with no significant magnitude variations along the day. It seems to be linked to the metabolism of Nitrate-dependent methanotrophs belonging to the phylum Rokubacteria. Additionally, we detected significant variations in magnitude and different flow patterns in the cave-soils colonized by biofilms, most prominent in the case of moonmilk deposits. These preliminary results confirm that cave-soil is playing an outstanding role in the processes of production, consumption and storage of CO2 and CH4 and may be partially determining the strong variations of these major GHGs in natural subterranean ecosystems

Geochemical monitoring of mantle-derived gases migration along active faults: case of Vapor cave (southern Spain)

Fluid migration along faults can be highly complex and spatially variable, with channelled flow along karstified structures of the vadose zone. One such example is Vapor cave, near the urban area of Alhama de Murcia, situated along a tectonically active, NE-SW trending master fault as results of the convergence between Africa and the microplate of Iberia. Vapor cave represents an outstanding gases-blowout site from the upper vadose zone, developed in a favourably fissured carbonate-cemented conglomerate host rock under hypogene speleogenesis by the upwelling of hydrothermal (>33°C, and 100% relative humidity) and CO2-rich air, in or from the zone of fluid-geodynamic influence.In this study, we investigate the gaseous composition and, specifically, the geochemical fingerprint of deep-origin greenhouse gases (CO2, CH4) of both cave and soil air at Vapor cave. Detailed surveys were conducted to monitor the deep-origin gases exhaled by the cave, by using high precision field-deployable CRDS and FTIR spectrometers to in situ and real time measure the concentration and 13C of both carbon-GHGs. Inert gases like radon were also measured in parallel by a pulse-counting ionization chamber (alpha spectroscopy). The collected data provide new insights into the control exerted by active fault segments on deep-seated gas migration toward the surface.The C species of the deep-origin fluids are dominated by CO2 (concentration higher than 1% and 13C-CO2 ranging from 4.5 to 7.5) with the abundance of CH4 below the atmospheric background. It is estimated that the exhaled air represents between 1 to 3% of this pure¿theoretical CO2 added from the deep endogenous source feeding the cave atmosphere and linked to the fault activity. Anomalous radon concentrations recorded at this site also confirm the contribution of this geogenic gas in the cave atmosphere (222Rn ranges 40-60 kBq/m3 at -30 m depth) and its accumulation in the overlying soil (exceeding 10K kBq/m3).In contrast to the release of large volumes of deep endogenous CO2, Vapor cave constitutes an effective sink of methane (CH4). The deep-sourced CH4 is continuously depleted and 13C-enriched along the vertical migration pathway into the cave (CH4<1 ppm and ¿13C close to 30). Some anomalous concentrations of deep endogenous methane have been already registered in the cave air, e.g. during march 2016, with CH4 ranging 2.3 to 3.4 ppm and 13C-CH4 lighter than that found in the local background atmosphere. These anomalous CH4 data could be related to the occurrence of contemporary earthquakes, characterized by a total amount of seismic energy released of 4.9 x 109 J and epicenter locations southwest of the cave and within a radius of 20 km.The continuous depletion of CH4 in the cave air constitutes itself a very valuable property in terms of using as potential earthquake precursor in combination with other geochemical indicators. Hence, any anomalous concentration and isotopic deviation of this gas in the cave atmosphere with reference to the background level in the cave atmosphere could denote a more intense migration of endogenous fluids through the upper vadose zone, which could be related with an increase of the regional seismotectonic activity

Gypsum Cave Biofilm Communities are Strongly Influenced by Bat- And Arthropod-Related Fungi

13 páginas.- 7 figuras.- 77 referencias.- The online version contains supplementary material available at https://doi.org/10.1007/s00248-024-02395-yThe Gypsum Karst of Sorbas, Almeria, southeast Spain, includes a few caves whose entrances are open and allow the entry and roosting of numerous bats. Caves are characterized by their diversity of gypsum speleothems, such as stalactites, coralloids, gypsum crusts, etc. Colored biofilms can be observed on the walls of most caves, among which the Covadura and C3 caves were studied. The objective was to determine the influence that bat mycobiomes may have on the fungal communities of biofilms. The results indicate that the fungi retrieved from white and yellow biofilms in Covadura Cave (Ascomycota, Mortierellomycota, Basidiomycota) showed a wide diversity, depending on their location, and were highly influenced by the bat population, the guano and the arthropods that thrive in the guano, while C3 Cave was more strongly influenced by soil- and arthropod-related fungi (Ascomycota, Mortierellomycota), due to the absence of roosting bats.Open Access funding provided thanks to the CRUE-CSIC agreement with Springer Nature. This research was supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation through projects PID2019-110603RB-I00 and PID2020-114978GB-I00, MCIN/AEI/FEDER, UE/10.13039/501100011033.Peer reviewe

Unraveling the Drivers Controlling the Transient and Seasonal CO2 Dynamic in a Shallow Temperate Cave

Understanding the dynamics and spatial distribution of gases in the subterranean atmospheres is essential to increase the reliability of carbon balances in karst ecosystems or the paleoclimate reconstructions based on cave deposits. This scientific information is also very valuable for cave managers to ensure the safety of visitors and the conservation of the subterranean heritage. Through a comprehensive monitoring of the main air parameters in a shallow temperate cave, we decipher the physical drivers and mechanisms involved in the CO2 and radon exchange between the cave and the outer atmosphere, and how this process is triggered by the changes of local weather. Our results reveal that the biphasic infiltration (water plus air) in the network of penetrative structures from the overlying soil and host rock exercise remarkable control over the cave environment, delaying the thermal response of the cave air to the outer climate-driven changes and also the gaseous transfer between the cave atmosphere and the exterior. The cave location concerning the karstified outcrop determines that this subterranean site acts as a gas emitter during summer, which is contrary to what happens in many other caves. Prominent gas entrapment at a micro-local level is also registered in some upper galleries.This research was funded by the Spanish Ministry of Science, Innovation through project PID2019-110603RB-I00, MCIN/AEI/FEDER UE/ 10.13039/501100011033, and PID2020-114978GB-I00.Peer reviewe