GEOL 4017: Cap. 7 Prof. Lizzette Rodríguez

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1 GEOL 4017: Cap. 7 Prof. Lizzette Rodríguez
Aguas subterraneas GEOL 4017: Cap. 7 Prof. Lizzette Rodríguez

2 Ciclo hidrologico

3 Aguas subterranes Precipitacion que no es interceptada y no se va en runoff, infiltra el subsuelo por espacios porosos entre granos minerales, grietas, cavidades o vesiculas Propiedades de material del subsuelo que controlan el volumen y movimiento de aguas subterraneas: porosidad y permeabilidad

4 Porosidad % de roca o suelo que consiste de espacio vacio
Naturaleza del espacio vacio varia de un tipo de material a otro: Espacios vacios entre granos minerales Fracturas Cavidades en solucion Vesiculas

5 Porosidad en sedimentos no consolidados
Depende de la distribucion de tamanos de granos y el empaquetamiento Sedimento de grano fino (arcilla y limo) contiene mas espacio poroso que material granular (arena y grava): ~80% vs % Sedimentos bien sorteados > porosidad que los poco sorteados Porosidad reduce: si los espacios se llenan de material que cementa, si se compacta el sedimento por peso de material suprayacente

6 Porosidad de roca Todas las rocas estan cortadas por fracturas: si estan interconectadas y son muchas, la roca puede contener un volumen alto de H2O Calizas: alta porosidad - solucion por H2O a lo largo de diaclasas y estratos, H2O remueve material soluble y expande conductos (formacion de cuevas) Vesiculas en rocas volcanicas

7 Porosidad de rocas sedimentarias
Aguas subterraneas se encuentran en poros entre granos (primaria) y en fracturas (secundaria) Porosidad: 3-30% en rocas clasticas, 1-30% en calizas y dolomias Alta porosidad secundaria en calizas, dolomias, yeso y evaporitas (formadas por precipitacion quimica o acumulacion bioquimica de CaCO3, CaMg(CO3)2, CaSO4 y NaCl)

8 Porosidad de rocas cristalinas plutonicas y rocas metamorficas
Porosidad primaria baja: por cristales muy unidos (interlocking) en rocas plutonicas y metamorficas Porosidad secundaria por interseccion de fracturas (principalmente en zonas de fallas) Meteorizacion puede aumentar porosidad 30-60%

9 Porosidad de rocas volcanicas
> porosidad que plutonicas Coladas de lava se enfrian rapidamente en la superficie: gases que escapan producen vesiculas, ej. pumita - porosidad de hasta 87% Diaclasas columnares (formadas por encojimiento de la lava al enfriarse): alta porosidad y permeabilidad Depositos piroclasticos ocurren en depositos sueltos no consolidados: porosidades 15-50% (puede aumentar por meteorizacion a 60%)

10 Permeabilidad Facilidad con la cual un material transmite un fluido: varia con viscosidad y P hidraulica del fluido, tamaño de poros y grado de interconeccion de poros Arcilla: alta porosidad (50-80%), baja permeabilidad Arenizca: porosidad mas baja (30-40%), pero mas permeable Velocidad de flujo de aguas subterraneas: 1 m/dia a 1 m/año (H2O en cuevas - v puede alcanzar la de corrientes superficiales)

11 Rendimiento especifico (specific yield)
Razon del VH2O que drenara bajo la influencia de la gravedad (de sedimento o roca saturado) al Vtotal de material Tension de superficie de moleculas de H2O las hace adherirse a superficies de granos Fg en una pelicula de H2O hara que parte se separe, a pesar de tension de superficie, y gotee H2O higroscopica: humedad adherida a granos minerales por tension de superficie

12 Retencion especifica Razon del VH2O que una muestra puede retener (contra el drenaje gravitacional) al Vtotal de la roca; parte que es retenida a modo de pelicula sobre las superficies de las particulas y las rocas y en diminutas aperturas Porosidad = Sy + Sr, Sy = rend especifico, Sr = reten espec Maximo rendimiento especifico – en sedimentos de tamanos de arena mediano-grueso ( mm)

13 Bajo ---

14 Permeabilidad de sedimentos
Factores que cotrolan la relacion entre permeabilidad y tamano de granos: Perm. aumenta con aumento en la mediana del tamano de grano (aperturas grandes) Perm. disminuye en material poco sorteado (efecto mas marcado en material grueso que fino) Sedimentos con distribucion unimodal de tamanos de particulas tienen mas alta perm.

15 Permeabilidad de rocas
Permeabilidad primaria puede aumentar con estructuras sedimentarias Alta perm. en conglomerados, arenizcas y algunas calizas (secundaria) Baja perm. en lutitas (shales; pequenos poros) Rocas igneas, metamorficas y sedimentarias cristalinas tienen baja perm. primaria

16 Nivel freatico (Water table)
H2O infiltrando el suelo se mueve verticalmente por gravedad a traves de espacios porosos Cuando se llenan termina la percolacion vertical y el material esta saturado, produciendo la zona de saturacion Nivel freatico: limite superior de zona de saturacion, no es horizontal (mas alto debajo de colinas), pendiente en direccion de valles donde el agua subterranea se descarga a corrientes

17 Cont. Nivel freatico Cuando el H2O alcanza el nivel freatico se mueve lateralmente en la direccion de su pendiente Se “mapea” usando nivel del H2O observado en pozos y por movimiento de H2O (inyeccion de tintas, etc.). ~1 m bajo superficie en llanuras de inundacion en regiones humedas, cientos de metros bajo superficie en desiertos, en la superficie en areas pantanosas

18 Distribucion de agua subterranea
*Zona de aireacion: poros del suelo, el sedimento y la roca no estan saturados de H2O, sino llenos de aire

19 Mapa de nivel freatico, usando el nivel de H2O de los pozos

20 Acuiferos Unidad geologica que puede almacenar y transmitir H2O
Ejemplos tipicos: arenas y gravas no consolidadas, arenizcas, calizas, coladas de lava y rocas cristalinas plutonicas y metamorficas que estan fracturadas Pueden ser: confinados o no confinados En PR, acuiferos son depositos aluviales de arena y grava, y calizas karsticas

21 Ley de Darcy Ecuacion que expresa que el caudal (Q) de aguas subterraneas depende del gradiente hidraulico (I, pendiente del nivel freatico), la conductividad hidraulica (P, coeficiente que tiene en cuenta la permeabilidad del acuifero y la viscosidad del fluido) y el area de la seccion transversal de un acuifero (A) Q = P· I· A I = altura/longitud, inclinacion depende de permeabilidad del material y rapidez en que el H2O se anade a zona de saturacion

22 Gradiente hidraulico

23 Acuiferos no confinados
Se extienden continuamente de la superficie terrestre hacia abajo a traves de material de alta permeabilidad Se recargan por: percolacion a traves de zona de aireacion, flujo lateral de aguas subterraneas, filtracion hacia arriba a traves de material subyacente Transmisividad – medida de cantidad de H2O que se puede transmitir horizontalmente por el grosor completo y saturado del acuifero, bajo un gradiente hidraulico de 1 T = t/K t=grosor saturado, K=conductividad hidraulica

24 Acuiferos confinados Material del subsuelo a veces contiene capas de confinamiento, de baja permeabilidad Aguas subterraneas se mueven lentamente a traves de las capas de baja permeabilidad Se dividen en: Acuitardos (aquitards) – capa agujereada de baja perm. que puede almacenar agua subterranea y transmitirla de un acuifero a otro Acuicludo (aquiclude) – baja perm., pero situado en posicion para formar el borde superior o inferior de un sistema de flujo de agua subterranea Aquifuge – cuerpo de roca o material no consolidado que es casi totalmente impermeable

25 Acuicludo encima del nivel freatico principal – se produce zona de saturacion localizada: En la interseccion de un nivel freatico colgado y una ladera de valle, fluye un manantial Acuicludo

26 Cont. Acuiferos confinados
Agua artesiana – agua subterranea en confinamiento que esta bajo alta P hidrostatica Condiciones de area donde se forma: acuifero permeable entre capas impermeables (acuicludos), infiltracion superficial para recargar el acuifero, precipitacion e infiltracion adecuadas para llenar el acuifero

27 Cont. Acuiferos confinados
Acuifero artesiano: el H2O subira al tope del acuifero, donde interseca un pozo u otro conducto Nivel al que el H2O subira en un pozo – superficie potenciometrica o piezometrica (de P) Superficie potenciometrica esta inclinada desde el area de recarga, y si esta encima de la superficie, un pozo artesiano se desarrolla, en el cual H2O puede fluir del pozo sin bombear

28 Sistemas artesianos se producen cuando un acuifero inclinado esta confinado entre estratos impermeables

29 Sistema de abastecimiento de H2O en ciudades puede considerarse un sistema artesiano artificial: (1) deposito de H2O - area de recarga (2) tuberias - acuifero confinado (3) grifos de las casas - pozos artesianos

30 Pozos Descenso de nivel: se extrae H2O de un pozo y nivel freatico alrededor del pozo se reduce El descenso de nivel resulta en una depresion en el nivel freatico, llamada cono de depresion Aumenta el gradiente hidraulico cerca del pozo Cuando se bombea el H2O con mucha intensidad, se crea un cono de depresion muy ancho y empinado, lo cual lleva a reducir el nivel freatico y secar los pozos profundos alrededor

31 Cono de depresion alrededor de pozo de bombeo: si el bombeo reduce nivel freatico, pueden secarse los pozos someros

32 Fuentes termales y geysers
Regiones con gradiente geotermico alto (ej. actividad volcanica reciente): aguas subterraneas son calentadas a altas T, creando fuentes termales y geysers cuando el H2O sale a la superficie H2O bien caliente produce geysers – el H2O se convierte en vapor cerca de la superficie y sube (liberacion de presion) Condiciones: T alta de rocas cerca de superficie, aguas subterraneas tienen acceso a las rocas calientes mediante fracturas

33 Diagrama idealizado de un geiser

34 Distribucion de fuentes termales y geysers en EU – mayoria en el oeste (actividad ignea mas reciente)

35 Parque Yellowstone

36 Geysers del Tatio, Desierto de Atacama, Chile
Campo geotermico mas grande del hemisferio sur, y tercero en el mundo (8% de los geysers del mundo), despues de Yellowstone y Dolina Giezerov (Rusia)

37 Subsidencia del terreno por remocion de fluidos
Remocion de grandes cantidades ej. aguas subterraneas, petroleo - disminuye P de poro fluida entre granos Permite contacto grano-grano y conduce a compactacion de sedimentos y subsidencia de superficie Ejs. (1) Ciudad de Mexico: construida en sedimentos no consolidados, saturados, aluviales y lacustrinos; : subsidencia maxima de 7.5 m (25’) (2) Long Beach, CA: 9 m (27’) por 40 años de produccion petrolera (3) New Orleans: partes estan 4 m (13’) bajo nivel del mar por bombeo de aguas subt.; Rio Mississippi fluye 5 m (16’) sobre partes, causando que se tenga que bombear el H2O de lluvia

38 Valle de San Joaquin, CA

39 Carso (Karst) El agua subterranea tiene un efecto significativo en la topografia, por la disolucion de rocas solubles y la transportacion de material disuelto en solucion. El agua subterranea es un poco acida y reacciona quimicamente con rocas en el subsuelo, especialmente las solubles como los carbonatos (calizas y marmol), dolomias, yeso y evaporitas. De esta disolucion surge la topografia karstica.

40 Influencia del clima Disolucion de caliza requiere agua abundante y CO2 disuelto -- formacion de terrenos karsticos es afectada por el clima y sobre todo la distribucion de lluvia Climas aridos: nivel freatico profundo y no hay casi actividad de disolucion. A veces se encuentran rasgos formados en tiempos en que el clima era mas humedo. Regiones frias en latitudes altas: agua esta a menudo congelada, retardando la circulacion y actividad microbiologica -- topografia karstica es rara en regiones articas y antarticas Climas tropicales humedos: combinacion optima de T, precipitacion y cantidad de vegetacion para facilitar procesos de disolucion. Generacion de CO2 biogenico - aspecto principal de regiones tropicales para aumentar la disolucion.

41 Controles karsticos Litologia y estructura:
No todos los carbonatos poseen la combinacion de propiedades quimicas y fisicas que llevan al desarrollo de topografia karstica Mayoria de regiones karsticas se desarrollan en calizas, sobretodo calizas mas puras Sustitucion de Mg por Ca en estructura mineral forma dolomita. Si mas del 50% de la roca es dolomita - dolomia. Formacion de top. karstica menor (menor permeabilidad) Yeso + sal de roca: muy solubles pero no bien distribuidas

42 Cont. Controles karsticos
Cont. Litologia y estructura: Porosidad y permeabilidad son muy importante: tipo y distribucion de aberturas secundarias (fracturas, planos de estratificacion) son de los factores mas importantes Diaclasas: rasgo estructural mas importante – sirven de conductos para circulacion de agua subterranea; tambien es importante el espacio entre conjuntos de diaclasas (no muy separadas que impidan circulacion, no muy juntas que hagan que la roca sea debil) Condiciones litologicas y estructurales optimas son: Calizas gruesas, cristalinas, de calcita pura, sin interrupcion de estratos insolubles Conjuntos de diaclasas que intersequen para permitir circulacion libre de aguas subterraneas con suficiente caudal para crear y aumentar aberturas de disolucion

43 Cont. Controles karsticos
Proceso de disolucion - Pasos: Aguas subterraneas y de lluvia contienen CO2, que reacciona con el agua para formar acido carbonico (H2CO3). CO2 disuelto aumenta con aumento en presion parcial de CO2 del aire (P que tendra el gas disuelto o en una mezcla de gases si este ocupara el volumen solo) y disminucion de T del agua. Se encuentra gran cantidad de CO2 disuelto en el agua en el suelo. H2CO3 se disocia a su estado ionico (H+ + HCO3-) Calcita (CaCO3) se disocia a su estado ionico (Ca++ + CO3--) H+ se combina con el ion carbonato (CO3--) para formar otro ion bicarbonato (HCO3-) Proceso neto: CaCO3 + H2O + CO2 (disuelto) Ca++ + 2HCO3-

44 Cont. Controles karsticos
Efecto del clima y vegetacion en la disolucion Hidrologia de aguas subterraneas karsticas 2 escuelas de pensamiento sobre la naturaleza de los acuiferos karsticos: Aguas subterraneas en zonas karsticas se consideran similares a las encontradas en terrenos de no caliza, con movimiento hacia abajo a traves de la zona de aireacion a un nivel freatico debajo. Aguas subterraneas en zonas karsticas se cree estan confinadas a cavidades interconectadas sin un nivel freatico definido.

45 Terrenos karsticos (Karst landforms)
Sumideros o dolinas: Depresiones cerradas, pequenas, someras, circulares u ovaladas, ocurren en terrenos karsticos en decenas de miles. Tamano: m en diametro y de m en profundidad (pueden tener >1000 m en diametro y 100s m en profundidad) Formas principales: Forma de envase (bowl-shaped), muy someros relativo al diametro, pendientes 10o-12o Forma de cono (funnel-shaped), diametros 2-3 veces la profundidad, pendientes 30o-45o Forma cilindrica, profundidad mayor que diametro, pendientes empinadas a verticales. Menos comunes.

46 Cont. Sumideros o dolinas
Se forman de 2 maneras: Sumideros de disolucion: se forman de manera gradual a lo largo de muchos años sin alteracion fisica de la roca – caliza situada justo debajo del suelo se disuelve por el agua de lluvia, que esta recien cargada de CO2. Con el tiempo la superficie rocosa se va reduciendo y las fracturas (diaclasas y fisuras) por donde entra el agua van creciendo. Suelo se hunde en las aperturas ensanchadas: forma cono/envase Suelen ser superficiales y de pendientes suaves. Formas mas comunes: circulares Factores importantes: pendiente, litologia y fracturas, suelo y vegetacion

47 Cont. Sumideros o dolinas
Sumideros de colapso: se forman de manera abrupta y sin aviso cuando el techo de una caverna (disolucion bajo la superficie y crecimiento de cavidades) se desploma por peso En areas donde la caliza tiene encima arcillas residuales u otros sedimentos no consolidados Suelen ser profundos y de laderas empinadas Riesgo geologico grave Colapsos sin aviso tambien sugieren que los colapsos pueden suceder por un nivel freatico que baja. Ej. despues de periodos de mucha sequia, baja el nivel freatico permitiendo que la arena cerca de la superficie se colapse en cavidades de disolucion

48 Desarrollo de paisaje. karstico: (A) agua. subterranea percola a
Desarrollo de paisaje karstico: (A) agua subterranea percola a traves de caliza por fracturas. Actividad de disolucion crea cavernas en y debajo de nivel freatico (B) Dolinas bien desarrolladas y corrientes superficiales son canalizadas por debajo del terreno. (C) Cavernas crecen y aumenta el numero y tamano de dolinas. Hundimiento de cavernas y union de dolinas forman depresiones de suelo plano mas grandes. Finalmente la actividad de disolucion puede remobilizar la mayor parte de la caliza de la zona, dejando solo restos aislados.

49 Sumidero de colapso, Florida

50 Sumidero de colapso, Florida

51 Uvalas Sumideros compuestos formados por el agrandamiento y coalescencia de sumideros individuales, mas pequenos Someros y de forma irregular Tamano: algunos kilometros en area Profundidad: algunos metros – 200 m

52 Poljes o polies Depresion cerrada grande con un piso plano aluvial (fertil), rodeado de lados empinados Tamano: 1-5 km de ancho, hasta 60 km de largo Agua entra los poljes por manantiales, fluye a lo largo de los pisos planos como corrientes superficiales, y luego desaparece en sumideros o cuevas Se pueden inundar por aumento de flujo en manantiales e incluso formar lagos Pueden tener origen karstico (procesos intensos de disolucion) o tectonico (fallas activas)

53 Polje en las Taurus Mtns., Turquia

54 Sinkhole ponds y lagos karsticos
Sumideros que han sido llenados con agua: Drenaje central del sumidero ha sido tapado con arcilla y limo, que ha llegado ahi por corrientes superficiales o ha quedado atras como residuo durante disolucion El sumidero interseca el nivel freatico, y el nivel del “pond” o del lago es el tope del nivel freatico sinkhole pond, FL

55 Lagos karsticos

56 Lagos karsticos en sumideros, Florida

57 Solution chimneys y vertical shafts
Solution chimneys: formadas por disolucion de paredes de caliza a lo largo de fisuras o planos de estratificacion, estructuralmente controlados Vertical shafts (pozos verticales): cilindros circulares con paredes verticales cortando a traves de estratos. Forma esta controlada por el movimiento de agua subterranea y es independiente de estructuras y estratos

58 Disolucion a lo largo de fracturas
Disolucion de carbonatos es incrementada a lo largo de planos de diaclasas a medida que el agua circula a traves de las fracturas, alterando quimicamente (“etching out”) las diaclasas. Cutters: cortes o ranuras planas (“notches”) de calizas formados por disolucion vertical a lo largo de planos de diaclasas. Tamano: cm-m ancho, 1 m-decenas de m profundo, decenas de m de largo

59 Cont. Disolucion - fracturas
Cont. Cutters: Rasgos karsticos muy comunes, pero no tienen mucha expresion superficial porque disminuyen/adelgazan (“taper”) hacia abajo y estan mucha veces llenos de suelo. Luego de mucha disolucion, la caliza puede parecer queso suizo Gradualmente se convierten en rasgos mas grandes y profundos llamados (1) fisuras de disolucion (similar pero mas profundo y ancho), (2) corredores de disolucion (con anchos de decenas de metros), (3) cañones de disolucion (con anchos y profundidades de decenas a cientos de metros, y longitud de mas de 1 km)

60 Transicion entre drenaje fluvial y karstico
Interrupcion de drenaje superficial y desviacion al subsuelo a traves de cavidades de disolucion interconectadas. Corrientes/rios superficiales terminan abruptamente en sumideros (se llaman sinking creeks o disappearing streams), y emergen abruptamente de manantiales karsticos como corrientes de alto caudal (discharge). Punto en que un sinking stream desaparece al subsuelo: “swallow hole” o “swallet” (sumideros, pits (hoyos), shafts, fisuras de disolucion, entradas de cuevas, etc.) Drenaje en areas karsticas tiene componentes superficiales y en el subsuelo.

61 Sinking stream: usando tintas para rastrear el agua subterranea
Swallow hole

62 Cont. Transicion drenaje fluvial y karstico
Cuando el drenaje es totalmente karstico (raro, calizas gruesas son expuestas sobre drenajes extensivos) – holokarst Cuando hay rasgos karsticos y fluviales – fluviokarst Proceso: corrientes fluviales desaparecen en las calizas subyacentes, el drenaje subterraneo se hace dominante hasta que el drenaje fluvial desaparece por completo. Con el tiempo, la disolucion y erosion siguen consumiendo las calizas hasta que la topografia vuelve a ser de un sistema fluvial normal

63 Valles karsticos A medida que desaparece el drenaje superficial y se desarrolla un drenaje subterraneo en las calizas, se desarrollan valles karsticos. Retienen las caracteristicas fluviales (forma, gradiente, canal superficial) hasta que toda la corriente desaparece al subsuelo -- el valle se convierte en un valle seco o de disolucion (solution valley) Solo ocurren flujos superficiales cuando el caudal es muy alto

64 Cont. Valles karsticos Los canales superficiales van cambiando por disolucion, meteorizacion y procesos gravitacionales. Se desarrollan muchos sumideros. Sinking creeks (arroyos/quebradas) que descargan en sumideros por mucho tiempo erosionan los suelos de valles debajo del nivel original de los sumideros, dejando al valle terminar de forma abrupta contra las paredes empinadas del lado distal del sumidero – forma un valle ciego (blind valley) Cuando las corrientes que emergen de manantiales comienzan a cortar (incise) valles, producen lo opuesto a un valle ciego: pocket valley, que tienen headwalls empinadas.

65 Cuevas Cavidades elongadas en calizas, producidas por disolucion y ayudadas por erosion mecanica del agua subterranea fluyendo Formacion de cuevas requiere red de aperturas a lo largo de las cuales el agua pueda fluir de areas de recarga a areas de descarga La mayoria alcanza tamaños grandes como para que humanos las exploren en ~105 años

66 Cont. Cuevas Morfologia es controlada por:
Distribucion espacial de los carbonatos Posicion de puntos de recarga y descarga Estructura geologica Distribucion de flujo vadoso (de la zona de aireacion) y freatico (zona de saturacion) Historia geomorfica del area

67 Cont. Cuevas Componentes de un sistema de cuevas:
entradas: mas comunes se encuentran en swallow holes, spring mouths, colapsos de sumideros. La mayoria de las cuevas no tienen entradas naturales y permanecen sin detectar. terminaciones: terminan por colapso del techo (causando que se llene de derrubios), o por disminucion de conductos a tamanos menores pasajes y cuartos: cuevas son sistemas complejos con multiples niveles, etc.

68 Entradas naturales Cavernas Rio Camuy

69 Cont. Cuevas Pasajes: segmentos de cuevas que son mas largos que anchos y altos. pasajes de conducto sencillo: incluye pasajes lineales, angulate (angulosos) y sinuosos maze passages (laberinto): incluye network, anastomosing y spongework mazes Tipo de maze depende en la naturaleza de sistemas de fractura en la caliza y en la recarga de aguas subterraneas Cuartos: conductos engrandecidos de varios tamanos, causados por interseccion de varios pasajes, coalescencia de cavidades por disolucion vigorosa localizada y por el colapso de varias cavidades

70 Ej. de pasajes

71 Patrones de cuevas Dependen principalmente del tipo de recarga de aguas subterraneas Branchwork caves Consisten de pasajes que se unen corriente abajo como tributarios. Similar a patrones dendriticos. La recarga de aguas subterraneas es por sumideros. Tipo mas comun. Ramas (branches) convergen en canales de orden mas alto corriente abajo.

72 Branchwork cave

73 Cont. Patrones de cuevas
Angular network caves Se desarrollan de sistemas angulares de fisuras que intersecan, formadas por el ensanchamiento por disolucion de rasgos principales en el carbonato Pasajes son relativamente derechos, altos y estrechos, con vueltas cerradas (closed loops) Anastomotic caves Consisten de patrones curveados que coalescen y se separan. Similar al patron de corriente ramificada, con muchas vueltas cerradas. Se forman paralelas a planos de estratificacion o fracturas de angulos bajos

74 Angular network cave

75 Cont. Patrones de cuevas
Spongework caves Consisten de cavidades de disolucion tridimensionales y unidas, de diversos tamanos, en un patron parecido a una esponja Ramiform caves Consisten de pasajes, cuartos y galerias irregulares y tridimensionales, con forma de “splotches” (manchas) desnivelados en plano Ramas interconectadas se esparcen hacia afuera desde las cavidades de solucion principales

76 Patrones de cuevas

77 Ventanas karsticas (karst windows)
Colapso (caving in) de porciones del techo de corrientes subterraneas crea ventanas karsticas a traves de las cuales se puede ver parte de la corriente subterranea desde la superficie Puentes naturales (natural bridges) Porciones remanentes del techo de cuevas, luego de que la mayor parte del techo ha colapsado

78 Puente natural en Slovenia

79 Origen de sistemas de cueva karsticos
Teorias principales de evolucion de cuevas se centran en la relacion del agua subterranea que circula y el nivel freatico Cuevas se forman sobre el nivel frearico por disolucion del agua vadosa (de zona de aireacion) Cuevas se forman debajo del nivel freatico por circulacion profunda de agua freatica Cuevas se forman en el nivel freatico o en la zona freatica somera, a veces asociado con fluctuaciones del nivel freatico (por temporadas) Desarrollo de cuevas sucede en las zonas vadosas y freaticas al mismo tiempo.

80 Depositos de cuevas CaCO3 disuelto por aguas subterraneas se puede precipitar en cuevas como travertino o dripstone A medida que el agua entra la cueva por el techo y gotea al piso, parte del agua se evapora, aumentando la concentracion de CaCO3 y cambiando la P parcial del CO2 Ocurre sobresaturacion de CaCO3 y una porcion se precipita

81 Goterones – formacion de estalactitas

82 Cont. Depositos de cuevas
Goterones crean estalactitas, colgando del techo Gotas que caen en el piso de la cueva precipitan CaCO3 adicional, formando estalagmitas Estalactitas y estalagmitas eventualmente se unen y crecen juntos para formar columnas Estanques (pools) de agua en el piso se evaporan, depositando CaCO3 como terrazas de travertino

83 Columnas, estalactitas y estalagmitas

84 Carso tropical Topografia dominada por colinas residuales (no sumideros) en forma de cono, con lados empinados a verticales y separadas por cockpits: cone karst y tower karst (cientos de metros sobre el terreno alrededor) Cockpit karst: topografia dominada por cockpits – sumideros grandes en forma de envase de hasta 1 km de diametro que ocurren en calizas gruesas. Tan grandes que sistemas de canales secundarios se desarrollan en las paredes, dandole forma de estrella, contrario a la forma circular o eliptica de la mayoria de los sumideros PR, Cuba, Rep. Dom.: cone karst y tower karst se caracteriza por colinas bajas y anchas (stubby) - mogotes

85 Tower karst, China

86 Tower karst, Vietnam

87 Cockpit karst en Puerto Rico

88 Cockpit karst, Jamaica