DEPOSIÇÃO MINERAL EM CAVERNA

           Já se comentou anteriormente que a corrosão, erosão, dissolução, transporte, desmoronamento de rocha, geram o desenvolvimento da caverna. Porém, processo contínuo ocorre aos nossos olhos. Inúmeros materiais continuamente se modificam principalmente no solo da caverna, vindos, tanto do meio interno como externo; internamente, as argilas provenientes da dissolução do calcário e blocos desmoronados e externamente, lama, argila, areia, água, folhas, raízes, restos vegetais, animais e detritos, em geral, vão fazendo parte do solo da caverna, principalmente, se esta for submetida a variações de cheias do rios, dando um aspecto dinâmico ao interior aparentemente estático da caverna.

           Os espeleotemas (espeleo=caverna; thema=depósito), por sua vez, são depósitos de minerais em cavernas formadas basicamente por processos químicos de dissolução e precipitação, o que lhes dá, via de regra, caráter mais permanente ou mesmo estrutural. De forma geral e simplificada, os espeleotemas tem sua origem no meio externo e superior da caverna. A água, combinada com o gás carbônico da atmosfera e do solo, forma o ácido carbônico que penetra no solo e atinge a rocha calcária, penetrando nela por seus orifícios naturais, provocando uma reação química de dissolução do carbonato de cálcio, formando o bicarbonato de cálcio, que após atravessar todo o teto da caverna, emerge em seu teto.

           A gota desta solução aquosa fica pendurada no teto até que atinja volume e peso suficiente para vencer a tensão superficial e cair . Nesse período, já no espaço da caverna, aquela solução é submetida a condições ambientais muito diferentes das anteriores, quando percorria sob pressão as estreitas fraturas da rocha. Essas mudanças de condições – maior ventilação, alteração de temperatura e PH, menor pressão de CO2, umidade do ar –, gera o desequilíbrio químico da solução pela liberação do gás carbônico no ambiente da caverna com a conseqüente precipitação de parte do bicarbonato dissolvido. Formam-se assim, na superfície da gota, área de maior desequilíbrio, os primeiros cristais de calcita (carbonato de cálcio) que, ordenando-se ao longo do contato da água com o teto, dão origem a um anel cristalino, o que servirá de base para a futura estalactite. Gota após gota, o processo tem continuidade, formando-se uma estrutura que cresce no sentido descendente. A gota ao cair, ainda carrega consigo bicarbonato em solução, o qual vai sendo depositado, em capas sucessivas, no piso logo abaixo, formando uma nova estrutura. A estrutura formada no teto, mais comumente, é tubular e oca, denominada de estalactite, e a formada no solo é uma estalagmite, entretanto, dependendo das condições físico-química-climática (umidade do ar, temperatura do ambiente, PH, saturação, ventilação, pressão do CO2, volume de vazão de água, temperatura da água, inclinação da parede, outros minerais presentes na precipitação) da caverna, tais espeleotemas poderão, entretanto, assumir outras formas e outras propriedades que serão descritas mais adiante.

1. Acidulação da água (formação do ácido carbônico):

H2O     +     CO2       =        H2CO3

                      Água              Dióxido         Ácido carbônico                 

de carbono    

2. Dissolução da rocha pelo ácido carbônico:

H2CO3                +               CaCo3            =            Ca(H CO3)2                     

    Ácido                                Carbonato                         Bicarbonato                     

3. A inversão da equação com a precipitação da calcita:

  Ca(H CO3)2       =       CaCo3     +      H2O    +    CO2 

Bicarbonato                        Calcita                      Água               Dióxido

    de cálcio                                                                                 de carbono

Pequenas mudanças poderão ocorrer nesta reação química, caso a rocha atacada não seja carbonática.

Em cavernas calcárias, predominam os minerais de cálcio, como a calcita, aragonita e gipsita.

Calcita (carbonato de cálcio trigonal) – é um mineral branco ou transparente quando puro, que se cristaliza no sistema romboédrico ou trigonal, sendo o mineral mais freqüente e que mais tipos de espeleotemas formam dentro da caverna.

Aragonita (carbonato de cálcio ortorrômbico) – é um polimorfo da calcita, diferindo dela na forma de cristalização ortorrômbica. Mais solúvel que a calcita, a aragonita apresenta maior dificuldade de precipitação, sendo, portanto, menos freqüente. Espeleotemas formados de aragonita sob certas condições, podem-se transmudar em calcita. As formas criadas pela aragonita costumam ser mais delicadas e finas.

Gipsita (sulfato de cálcio) – menos freqüente que as duas anteriores, apresenta-se, normalmente, em forma de flores, crostas delgadas, agulhas ou cristais alongados e retorcidos ou, amontoados irregulares de cristais finíssimos e transparentes, muitas vezes brilhantes e fluorescentes. É formada, provavelmente, por dissolução e transporte de gesso que ocorre como integrante do calcário ou por oxidação da pirita (S2Fe).

Outros minérios se apresentam em cavernas brasileiras, como a sílica, opala, calcedônia, quartzo e elementos como ferro, cobre e manganês.

Apesar da coloração branca ser formada pela calcita, aragonita, gipsita, sílica, quartzo, outras cores poderão surgir nas precipitações dos espeleotemas, quer seja por tingimento depositado entre os cristais ou recobrindo a superfície da peça, ou, a substituição do íon cálcio por outro, como o cobre, na própria estrutura cristalina do carbono. Como exemplo, citamos o óxido de ferro – que produz coloração de tons que vão do laranja ao vermelho; óxido de manganês – que vão do azul ao negro; cobre – dando cor azulada ; malaquita – azul-esverdeada; níquel – amarelo ou verde. No Brasil, já se identificaram cerca de 20 minerais em cavernas.

Conforme visto no exemplo, na formação estalactite-estalagmite-coluna, todo o processo de precipitação da calcita está apoiado no mecanismo de gotejamento. Porém, como também já vimos anteriormente, a partir da eclosão da gota no teto da caverna, uma série de variáveis pode alterar o sistema de precipitação e deposição do minério, fazendo com que além do gotejamento gravitacional, possa ocorrer, também, outras formas como: escorrimento – linear ou laminar, o borrifamento, a exudação, a precipitação em meio líquido, a floculação e outros –, o quê se traduzirá na formação de espeleotemas de formas e aspectos diferentes.

A título de exemplo, poderemos considerar algumas variantes:

•         Se o fluxo de água que pinga pelo teto da caverna for grande, teremos menor deposição no teto e maior no solo, o que implica em pouco estalactite e mais estalagmite, ou, escorrimento no solo;

•         Se o teto for inclinado, a gota, em vez de pingar, poderá escorrer pela superfície inclinada, formando uma cortina;

•         Se o fluxo de água for muito baixo e o nível de evaporação alto, a precipitação poderá ocorrer contra a gravidade,        formando helictites ou heligmites;

•         Se a precipitação ocorrer dentro de um volume líquido, poderá se formar travertinos , pérolas, vulcões.