Modelado Kárstico

Modelado Kárstico
Una caverna es un agujero o vacío que está contenido por la roca que lo rodea (Geze,
1974). Los vacíos excavados en la masa rocosa son producto de la acción físico-química del
agua circulante. Así el agua es el sujeto activo y la roca el soporte pasivo de su acción,
formando parte de un sistema integrado por la litología y el sistema de drenaje subterráneo.
La clave que permite comprender su génesis y desarrollo se encuentra en la estructura,
funcionamiento y evolución del sistema en su conjunto. Esta interrelación permite explicar la
génesis simultánea de una estructura subterránea y de una morfología de superficie asociada
a ella. Estos paisajes se conocen como KARST (o carst).
La formación de estas cavidades está condicionada tanto por el grado de solubilidad de
las rocas en donde se forman como la presencia de discontinuidades físicas (fisuras o
diaclasas) en la litología en cuestión. Con respecto a la composición se pueden citar los
carbonatos como las evaporitas, en donde las cuevas se forman por la acción del agua
circulante penetrando por las grietas existentes. Este proceso se denomina karstificación.
En rocas carbonáticas como las calizas, es necesario que el estado inicial de la roca sea
favorable a la infiltración y que exista un gradiente hidraúlico. En ello interviene la litología de
los materiales y su grado de fracturación. Pero el aspecto primordial aparece una vez que una
parte de las aguas infiltradas logran crear caminos preferenciales para conducir la infiltración
rápida, lo que es condicionado a su vez por las diferencias de potencial (hidraúlico) entre las
distintas partes del karst. Y está en relación asímismo con el dispositivo topográfico y
presencia de niveles de base hacia los cuales pueda drenar subterráneamente el sistema. Las
condiciones hidrogeológicas de conjunto permiten explicar la existencia de zonas de intensa
karstificación junto a otras poco o nada karstificadas.
En evaporitas tenemos ejemplos de karsts formados en depósitos ricos en Halita (NaCl =
cloruro de sodio) y en Yeso (sulfato de calcio hidratado, CaSO4.2H2O).
La Halita es extremadamente soluble en agua (350 g/l) y debido a ello raramente
persisten como afloramientos, encontrándoselos en regiones desérticas. El Yeso es menos
soluble que la Halita (solubilidad media: 2 g/l. Sus afloramientos son más importantes y
generalmente se localizan en regiones áridas o semiáridas. Las cuevas en Yeso evolucionan
con gran rapidez, aumentando considerablemente sus diámetros y colapsan por falta de
sustento de las bóvedas, ya que se trata de rocas más solubles que las calizas pero más
débiles que éstas mecánicamente
La caliza y la dolomía forman la mayor parte de las rocas que pueden formar karsts. Las
primeras son relativamente solubles en el aguas ácidas, siendo su solubilidad media de 200250 mg/lt, generalmente contienen cierto porcentaje de elementos insolubles en su
composición, por ejemplo en las calizas margosas el porcentaje de arcilla alcanza 5 a 35%. La
existencia de sales diversas en el agua puede complicar también la disolución, según las
sustancias presentes.
Por otra parte, el agua en la Naturaleza posee siempre una cierta proporción de gas
carbónico (CO2) en solución y de ácido carbónico (H2CO3), generando así un pH ácido.
Cuando además hay presencia de materia orgánica sepultada en profundidad o ingresada por
el agua que percola a través de los sedimentos o rocas, también se producirá acidificación del
agua.
La karstogénesis resulta así de una interacción entre la dinámica de la circulación del
agua y la cinética de los equilibrios químicos que intervienen en la disolución. Además hay
que tener en cuenta a la variable tiempo, que también interviene. La karstificación es muy
rápida en rocas ricas en Yeso (menos de 10.000 años), mucho más lenta en cuarcitas (más
de 2 millones de años) mientras que en calizas requiere lapsos de tiempo intermedios.
La mayoría de los karsts en calizas se presentan en rocas de edades Jurásico, Cretácico
y Terciario, que quedaron expuestas a los agentes erosivos en alguna fase del Terciario o del
Cuaternario.
Por todo lo anteriormente expuesto se puede concluir que el acuífero kárstico constituye
un medio heterogéneo a todas las escalas.
Cuestionario guía para el análisis del sistema propuesto:
1- ¿De dónde proviene el nombre “karst”?
2- ¿Cómo son los paisajes kársticos externos?
3- Mencionar un paisaje exokárstico y otro endokárstico.
4- ¿El fenómeno que se produce es una acción mecánica o química?
5- ¿Podrías determinar el pH del agua de lluvia?
6- ¿Por qué esa variación de pH es uno de los eventos que conduce a la karstificación?
7- La materia orgánica en descomposición cambia el pH, ¿por qué?, ¿aumentará o
disminuirá?
8- Si la roca se disuelve, ¿a dónde consideras que se traslada ese material?
9- ¿Crees que algún fenómeno de contaminación ambiental conocido está relacionado
con la química de formación de un karst?
10- Si adicionas alguna de las siguientes sustancias a una caliza, ¿cuál consideras que
no sería causante de disolución? Las sustancias son: ácido sulfuroso, ácido sulfúrico, ácido
úrico, ácido nítrico. Busca parámetros termodinámicos que te permitan tomar una decisión.
11- ¿Por qué te parece que, el mismo proceso, cuando sucede con yeso no requiere la
presencia de acidez del agua superficial o subterránea?
12-¿Cómo afecta la acidez a la disolución de halita?
13- ¿Existen en nuestro país hundimientos de este tipo?
14- Como ya sabes las valvas de moluscos marinos son de carbonato de calcio
biogénico. Si habitan en un medio acuoso, ¿por qué no se disuelven en el agua de mar?
15- En el texto se dice que la solubilidad de la caliza es de 200-250 mg/l, ¿podrías
verificar ese valor? ¿Y en agua pura?
16- Si el mármol fue el material elegido para construir muchas estatuas y monumentos
arquitectónicos, ¿cuál es el resultado de la exposición de las mismas a la lluvia en ciudades
industrializadas?