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Para otros usos, consulte Karst (desambiguación) .
Cuevas de Škocjan , Eslovenia
Distribución global de los principales afloramientos de rocas carbonatadas (principalmente piedra caliza , excepto evaporitas )
El río subterráneo de Puerto Princesa , Filipinas

El karst es una topografía formada a partir de la disolución de rocas solubles como piedra caliza , dolomita y yeso . Se caracteriza por sistemas de drenaje subterráneo con sumideros y cuevas . [1] [2] También se ha documentado para rocas más resistentes a la intemperie , como la cuarcita , dadas las condiciones adecuadas. [3]El drenaje subterráneo puede limitar el agua superficial, con pocos o ningún río o lagos. Sin embargo, en las regiones donde el lecho de roca disuelto está cubierto (quizás por escombros) o confinado por uno o más estratos de roca no solubles superpuestos, las características kársticas distintivas pueden ocurrir solo en los niveles del subsuelo y pueden desaparecer por completo sobre el suelo. [4]

El estudio del paleokarst (karst enterrado en la columna estratigráfica ) es importante en la geología del petróleo porque hasta el 50% de las reservas de hidrocarburos del mundo están alojadas en rocas carbonatadas , y gran parte de ellas se encuentran en sistemas kársticos porosos. [5]

Etimología [ editar ]

La palabra inglesa karst se tomó prestada del alemán Karst a finales del siglo XIX, [6] que entró al alemán mucho antes. [7] Según una interpretación, el término se deriva del nombre alemán para una serie de características geológicas, geomorfológicas e hidrológicas que se encuentran dentro del rango de los Alpes Dináricos , que se extienden desde la esquina noreste de Italia por encima de la ciudad de Trieste , a través del Península balcánica a lo largo de la costa del Adriático oriental hasta Kosovo y Macedonia del Norte , donde el macizo delComienza la Sierra de Šar , y más específicamente la zona kárstica en la sección más al noroeste, descrita en las primeras investigaciones topográficas como una meseta , entre Italia y Eslovenia .

En los locales idiomas eslavos del sur , todas las variaciones de la palabra se derivan de una base Romanized Illyrian (rendimiento América : carsus , Dalmatian Romance carsus ), más tarde metátesis de la forma reconstruida * korsъ en formas tales como Slovene : kras [8] y Serbo -Croata : krš, kras . [9] [10] [11] [12] Los idiomas que conservan la forma anterior, no metatizada incluyen italiano : Carso , alemán : Karst yAlbanés : karsti ; la falta de metátesis impide tomar prestado de cualquiera de las lenguas eslavas del sur, específicamente el esloveno . [13] [14] El sustantivo común esloveno kras se atestiguó por primera vez en el siglo XVIII, y la forma adjetiva kraški en el siglo XVI. [15] Como nombre propio, la forma eslovena Grast se atestiguó por primera vez en 1177. [16]

En definitiva, la palabra es de origen mediterráneo. Se ha sugerido que la palabra puede derivar del proto-indoeuropeo de la raíz karra- 'rock'. [17] El nombre también puede estar relacionado con el orónimo Kar (u) sádios oros citado por Ptolomeo , y quizás también con el latín Carusardius . [15] [16]

Estudios iniciales [ editar ]

Karst calizas como estatuas en el palacio imperial de Shenyang , Shenyang , China

Johann Weikhard von Valvasor , un pionero del estudio del karst en Eslovenia y miembro de la Royal Society for Improving Natural Knowledge , Londres , presentó la palabra karst a los estudiosos europeos en 1689, describiendo el fenómeno de los flujos subterráneos de los ríos en su relato de Lago Cerknica . [18]

Jovan Cvijić avanzó enormemente en el conocimiento de las regiones kársticas, tanto que llegó a ser conocido como el "padre de la geomorfología kárstica". La publicación de 1893 Das Karstphänomen de Cvijić, que analiza principalmente las regiones cársticas de los Balcanes, describe accidentes geográficos como karren, dolinas y poljes . [5] En una publicación de 1918, Cvijić propuso un modelo cíclico para el desarrollo del paisaje kárstico. [5] [19] La hidrología kárstica surgió como disciplina a finales de la década de 1950 y principios de la de 1960 en Francia. Anteriormente, las actividades de los exploradores de cuevas, llamados espeleólogos, había sido descartado como más un deporte que una ciencia, lo que significa que las cuevas cársticas subterráneas y sus cursos de agua asociados fueron, desde una perspectiva científica, poco estudiados. [20]

Desarrollo [ editar ]

Doline en la causse de Sauveterre, Lozère , Francia (non sequitur)

El karst se desarrolla con mayor fuerza en la roca carbonatada densa , como la piedra caliza, que tiene capas delgadas y está muy fracturada . El karst no suele estar bien desarrollado en tiza , porque la tiza es muy porosa en lugar de densa, por lo que el flujo de agua subterránea no se concentra a lo largo de las fracturas. El karst también está más fuertemente desarrollado donde el nivel freático es relativamente bajo, como en las tierras altas con valles atrincherados , y donde las precipitaciones son de moderadas a intensas. Esto contribuye al rápido movimiento descendente del agua subterránea, lo que promueve la disolución del lecho rocoso, mientras que el agua subterránea estancada se satura con minerales de carbonato y deja de disolver el lecho rocoso. [21] [22]

Química de la disolución [ editar ]

El ácido carbónico que causa las características kársticas se forma cuando la lluvia atraviesa la atmósfera de la Tierra y recoge dióxido de carbono (CO 2 ), que se disuelve fácilmente en el agua. Una vez que la lluvia llega al suelo, puede atravesar el suelo que proporciona CO 2 adicional producido por la respiración del suelo . Parte del dióxido de carbono disuelto reacciona con el agua para formar una solución de ácido carbónico débil, que disuelve el carbonato de calcio . [23] La secuencia de reacción principal en la disolución de la piedra caliza es la siguiente: [24]

H 2 O+CO 2→H 2 CO 3
CaCO 3+H 2 CO 3→Ca 2++2 HCO-
3
Río Li , Guilin , China

En condiciones muy raras, la oxidación puede influir. La oxidación jugó un papel importante en la formación de la antigua cueva Lechuguilla en el estado estadounidense de Nuevo México [25] y actualmente está activa en las cuevas de Frasassi en Italia. [26] La oxidación de sulfuros que conduce a la formación de ácido sulfúrico también puede ser uno de los factores de corrosión en la formación de karst. A medida que las aguas superficiales ricas en oxígeno (O 2 ) se filtran en los sistemas kársticos anóxicos profundos, traen oxígeno, que reacciona con el sulfuro presente en el sistema ( pirita o sulfuro de hidrógeno ) para formar ácido sulfúrico (H 2 SO4 ). El ácido sulfúrico luego reacciona con el carbonato cálcico, provocando un aumento de la erosión dentro de la formación de piedra caliza. Esta cadena de reacciones es:

H 2 S+2 O 2→H 2 SO 4(oxidación de sulfuro)
H 2 SO 4+2 H 2 O→ENTONCES2−
4		+2 H 3 O +(disociación de ácido sulfúrico)
CaCO 3+2 H 3 O +→Ca 2++H 2 CO 3+2 H 2 O(disolución de carbonato de calcio)
Ca 2++SO 4 2-→CaSO 4(formación de sulfato de calcio)
CaSO 4+2 H 2 O→CaSO 4 · 2 H 2 O(formación de yeso)

Esta cadena de reacción forma yeso . [27]

Morfología [ editar ]

Tapón de toba Rubaksa en Etiopía
Pavimento de piedra caliza en Dent de Crolles , Francia

La karstificación de un paisaje puede resultar en una variedad de características de gran o pequeña escala tanto en la superficie como debajo. En superficies expuestas, las pequeñas características pueden incluir ranuras de solución (o rillenkarren), riachuelos , pavimento de piedra caliza (clints y grikes), denominados colectivamente karren o lapiez. Las características de la superficie de tamaño mediano pueden incluir sumideros o cenotes (cuencas cerradas), pozos verticales, foibe (sumideros en forma de embudo invertido), arroyos que desaparecen y manantiales que reaparecen . Las características a gran escala pueden incluir pavimentos de piedra caliza , poljesy valles kársticos. Los paisajes kársticos maduros, donde se ha eliminado más lecho rocoso del que queda, pueden resultar en torres kársticas o paisajes de pajares / hueveras . Debajo de la superficie, se pueden formar complejos sistemas de drenaje subterráneo (como acuíferos kársticos ) y extensas cuevas y sistemas de cavernas. [21]

La erosión a lo largo de las costas de piedra caliza, especialmente en los trópicos , produce una topografía kárstica que incluye una superficie afilada de makatea por encima del alcance normal del mar, y socavaduras que son principalmente el resultado de la actividad biológica o bioerosión en o un poco por encima del nivel medio del mar . [28] Algunas de estas formaciones más dramáticas se pueden ver en la Bahía Phangnga de Tailandia y en la Bahía de Halong en Vietnam .

El carbonato de calcio disuelto en agua puede precipitarse donde el agua descarga parte de su dióxido de carbono disuelto. Los ríos que emergen de los manantiales pueden producir terrazas de toba , que consisten en capas de calcita depositadas durante largos períodos de tiempo. En las cuevas, una variedad de características llamadas colectivamente espeleotemas se forman por deposición de carbonato de calcio y otros minerales disueltos.

Hidrología [ editar ]

Características típicas de un terreno kárstico bien desarrollado
Un manantial kárstico en las montañas del Jura cerca de Ouhans, en el este de Francia, en el nacimiento del río Loue

La agricultura en zonas kársticas debe tener en cuenta la falta de agua superficial. Los suelos pueden ser lo suficientemente fértiles y la lluvia puede ser adecuada, pero el agua de lluvia se mueve rápidamente a través de las grietas hacia el suelo, a veces dejando la superficie del suelo reseca entre lluvias.

Un fenster kárstico (ventana kárstica) ocurre cuando una corriente subterránea emerge a la superficie entre capas de roca, cae en cascada a cierta distancia y luego desaparece hacia abajo, a menudo en un sumidero. Los ríos en las áreas kársticas pueden desaparecer bajo tierra varias veces y brotar nuevamente en diferentes lugares, generalmente con un nombre diferente (como Ljubljanica , el río de los siete nombres). Un ejemplo de esto es el río Popo Agie en el condado de Fremont, Wyoming . En un sitio llamado simplemente "The Sinks" en Sinks Canyon State Park , el río desemboca en una cueva en una formación conocida como Madison Limestone y luego se eleva nuevamente 800 m ( 1 ⁄ 2 mi) por el cañón en una plácida piscina. Un turlough es un tipo único de lago estacional que se encuentra en las áreas kársticas irlandesas que se forman a través del brote anual de agua del sistema de aguas subterráneas.

El suministro de agua de los pozos en la topografía kárstica puede ser inseguro, ya que el agua puede haber corrido sin obstáculos desde un sumidero en un pastizal de ganado, a través de una cueva y hasta el pozo, sin pasar por el filtrado normal que ocurre en un acuífero poroso . Las formaciones kársticas son cavernosas y, por lo tanto, tienen altas tasas de permeabilidad, lo que reduce la oportunidad de filtrar los contaminantes. El agua subterránea en las áreas kársticas se contamina tan fácilmente como los arroyos superficiales. Los sumideros se han utilizado a menudo como vertederos de basura en granjas o comunidades . Los tanques sépticos sobrecargados o que funcionan mal en paisajes kársticos pueden verter aguas residuales sin tratar directamente en canales subterráneos.

La topografía kárstica también plantea dificultades para los habitantes humanos. Los sumideros pueden desarrollarse gradualmente a medida que se agrandan las aberturas de la superficie, pero la erosión progresiva con frecuencia no se ve hasta que el techo de una caverna colapsa repentinamente. Tales eventos se han tragado casas, ganado, automóviles y maquinaria agrícola. En los Estados Unidos, el repentino colapso de un pozo de caverna se tragó parte de la colección del Museo Nacional Corvette en Bowling Green, Kentucky en 2014. [29]

Karst interestratal [ editar ]

El karst interestratal es un paisaje kárstico que se desarrolla bajo una cubierta de rocas insolubles. Por lo general, esto implicará una capa de arenisca superpuesta a los estratos de piedra caliza que se disuelven. En el Reino Unido, por ejemplo, extensos campos Dolině han desarrollado en Cefn año Ystrad , Mynydd Llangatwg y Mynydd Llangynidr en el sur de Gales a través de una portada de Twrch piedra arenisca que se superpone oculta piedra caliza carbonífera , la última llamada de haber sido declarado sitio de interés científico especial en respeto de ella. [30]

Kegelkarst [ editar ]

Kegelkarst es un tipo de terreno kárstico tropical con numerosos cerros cónicos, formados por cabinas, mogotes y poljes y sin fuertes procesos de erosión fluvial. Este terreno se encuentra en Cuba, Jamaica, Indonesia, Malasia, Filipinas, Puerto Rico, sur de China, Myanmar, Tailandia, Laos y Vietnam. [31]

Pseudokarst [ editar ]

Los pseudokarsts son similares en forma o apariencia a las características kársticas, pero son creados por diferentes mecanismos. Los ejemplos incluyen lava cuevas y granito res -por ejemplo, Labertouche Cueva en Victoria , Australia -y paleocollapse características. Las cuevas de barro son un ejemplo de pseudokarst.

Paleokarst [ editar ]

Paleokarst o palaeokarst es un desarrollo de karst observado en la historia geológica y preservado dentro de la secuencia de rocas, efectivamente un karst fósil. Existen, por ejemplo, superficies paleocársticas expuestas dentro del subgrupo Clydach Valley de la secuencia de piedra caliza carbonífera de Gales del Sur que se desarrolló a medida que la meteorización subaérea de las calizas formadas recientemente tuvo lugar durante períodos de no deposición en la primera parte del período. La sedimentación se reanudó y más estratos de piedra caliza se depositaron sobre una superficie cárstica irregular, el ciclo se repitió varias veces en relación con la fluctuación del nivel del mar durante períodos prolongados. [32]

Bosque kárstico [ editar ]

Las áreas kársticas tienden a tener tipos únicos de bosques. El terreno kárstico es difícil de atravesar para los humanos, por lo que sus ecosistemas a menudo están relativamente tranquilos. El suelo tiende a tener un pH alto, lo que fomenta el crecimiento de especies inusuales de orquídeas, palmeras, manglares y otras plantas. [33]

Zonas kársticas [ editar ]

Artículo principal: Lista de áreas kársticas
Bosque de piedras de Lunan , Yunnan , China

El karst de piedra caliza más grande del mundo es Nullarbor Plain de Australia . Eslovenia tiene el riesgo más alto de sumideros del mundo, mientras que el oeste de Highland Rim en el este de los Estados Unidos tiene el segundo riesgo más alto de sumideros kársticos. [34] [35]

En Canadá, el Parque Nacional Wood Buffalo, NWT contiene áreas de sumideros kársticos. [36]

México alberga importantes regiones kársticas en la Península de Yucatán y Chiapas . [37]

El Karst del Sur de China en las provincias de Guizhou , Guangxi y Yunnan es Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO.

El sistema de cuevas no kársticas de Tham Luang Nang en el norte de Tailandia se hizo famoso por el rescate de un equipo de fútbol juvenil en 2018 .

Lista de términos para elementos relacionados con el karst [ editar ]

Véase también: Speleothem
  • Abîme , un pozo vertical en karst que puede ser muy profundo y generalmente se abre a una red de pasajes subterráneos.
  • Cenote , un profundo sumidero, característico de México, resultado del colapso del lecho de roca caliza que expone el agua subterránea debajo
  • Doline , también sumidero o sumidero, es una depresión cerrada que drena bajo tierra en áreas kársticas. El nombre "dolina" proviene de dolina , que significa "valle", y se deriva de las lenguas eslavas del sur.
  • Foibe , un sumidero en forma de embudo invertido
  • Ventana kárstica (también conocida como "fenster kárstico"), una característica donde un manantial emerge brevemente, y la descarga de agua desaparece abruptamente en un sumidero cercano.
  • Manantial kárstico , un manantial que emerge del karst, originando un flujo de agua en la superficie
  • Pavimento de piedra caliza , un relieve que consiste en una superficie plana incisa de piedra caliza expuesta que se asemeja a un pavimento artificial
  • Arroyo perdido , río hundido o ponornica en lenguas eslavas del sur.
  • Polje (polje kárstico, campo kárstico), una gran llanura específicamente kárstica. El nombre "polje" deriva de las lenguas eslavas del sur.
  • Ponor , igual que estavelle , sumidero o sumidero en lenguas eslavas del sur, donde el flujo superficial ingresa a un sistema subterráneo
  • Scowle , paisaje kárstico irregular poroso en una región de Inglaterra.
  • Turlough (turlach), un tipo de lago que desaparece característico del karst irlandés .
  • Uvala , una colección de múltiples sumideros individuales más pequeños que se fusionan en un sumidero compuesto. El término deriva de las lenguas eslavas del sur (muchos términos relacionados con el karst se derivan de las lenguas eslavas del sur , ingresando al vocabulario científico a través de la investigación temprana en el karst alpino dinárico de los Balcanes occidentales).

Ver también [ editar ]

  • Glaciokarst  - Un paisaje kárstico que fue glaciar durante los períodos fríos del Pleistoceno.
  • Karstjäger
  • Lista de accidentes geográficos
  • Scowle  : características del paisaje que van desde pozos poco profundos amorfos hasta huecos laberínticos irregulares de hasta varios metros de profundidad
  • Espeleología  : ciencia de los sistemas de cuevas y karst
  • Río subterráneo  : un río que corre total o parcialmente por debajo de la superficie del suelo.
  • Thermokarst  : superficie terrestre irregular de huecos pantanosos y pequeños montículos formados a medida que el permafrost se descongela

Referencias [ editar ]

  1. ^ "¿Qué es el Karst?" (PDF) . Instituto de Ciencias Ambientales . La Universidad de Texas en Austin. 16 de mayo de 2006 . Consultado el 25 de diciembre de 2020 .
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Lectura adicional [ editar ]

  • Ford, DC, Williams, P., Hidrogeología y Geomorfología del Karst , John Wiley and Sons Ltd., 2007, ISBN 978-0-470-84996-5 
  • Jennings, JN, Karst Geomorphology , 2a ed., Blackwell, 1985, ISBN 0-631-14032-8 
  • Palmer, AN, Cave Geology , 2nd Printing, Cave Books, 2009, ISBN 978-0-939748-66-2 
  • Sweeting, MM , Karst Landforms , Macmillan, 1973, ISBN 0-231-03623-X 
  • van Beynen, P. (Ed.), Gestión del karst , Springer, 2011, ISBN 978-94-007-1206-5 
  • Vermeulen, JJ, Whitten, T., "La diversidad biológica y los bienes culturales en la gestión de los recursos de piedra caliza en Asia oriental: lecciones de Asia oriental", Banco Mundial, 1999, ISBN 978-0-821345-08-5 

Enlaces externos [ editar ]

  • Speleogenesis Network, una plataforma de comunicación para la espeleología física y la investigación científica del karst
  • Espeleogénesis y acuíferos kársticos : un gran glosario de términos relacionados con el kárstico
  • Acta Carsologica - artículos de investigación y revisiones en todos los campos relacionados con el karst
  • CDK Citizens of the Karst - Citizens of the Karst, una ONG sin fines de lucro dedicada a la protección del Karst de Puerto Rico (sitio en inglés disponible)
  • La página de la cueva virtual sobre accidentes geográficos kársticos
  • Portal de información de Karst : una biblioteca digital de acceso abierto que une a científicos, administradores y exploradores