GRUTAS EM CORAÇÃO DE JESUS/MINAS GERAIS - BRASIL.

Os alunos da E.E.Benício realizam uma aula de campo até à Gruta Madame Cassu em Coração de Jesus/MG.

Existem mais de 100 grutas no município de Coração de Jesus/Mg. Quase todas ainda não foram exploradas e apresentam uma beleza natural difícil de ser encontrada em outras regiões. Além do sítio arqueológico onde foram encontrados os fósseis de dinossauros, o Tapuiassauro que viveu nestas terras a milhões de anos atrás, o município de Coração de Jesus/Mg também possui vários outros pontos turísticos que podem ser explorados. Dentre eles, a Gruta Madame Cassu, descrita e registrada abaixo por alunos da E.E.B.Prates, durante uma aula de campo ministrada pela professora de Geografia Selma Galiza e Mary Nobre, professora de Biologia e Ciências, com a participação do arqueólogo Ubirajara Alves Macedo que em todo o momento, luta para resgatar e levar a público a cultura e maravilhas naturais do município. Participaram também da aula de campo os professores Walder (Matemática), Eva Amaral (Química), Ivana augusta (Geografia e História), Maria Auxiliadora (História), Doladey França (Português), Cristina Alves (Ciências), Laura ( ... ), Yure (ASTB), José Carlos (Educação Física), CB Alex Ney (IBAMA), também preocupados em resgatar e divulgar  as belezas naturais do município de Coração de Jesus/Mg, além de explorarem em suas aulas o verdadeiro significado de cidadania e a preocupação constante que temos com  o Meio ambiente em geral. Neste Projeto que estamos desenvolvendo, “Água: recurso finito e Sustentabilidade ambiental” iremos explorar mais algumas maravilhas do nosso município. Breve estaremos publicando nossos resultados  e conclusões de tudo que está sendo observado e estudado nas diversas disciplinas.

Formação das Grutas

Gruna ou gruta (do latim vulgar gruta, designação de crypta) é toda a cavidade natural rochosa com dimensões que permitam acesso a seres humanos. Em alguns casos essas cavidades também podem ser chamadas de caverna (do latim cavus, buraco), tocas, lapas, abrigos.etc...

Gruta Madame Cassu em Coração de Jesus/MG.

Os termos relativos a grutas geralmente utilizam a raiz espeleo, derivada do grego spelaios (caverna).

O Sr. Ubirajara Alves Macêdo explica para os alunos, curiosidades sobre a gruta de Coração de Jesus/Mg.

As grutas podem ter desenvolvimento horizontal ou vertical em forma de galerias e salões. Ocorrem com maior frequência em terrenos formados por rochas sedimentares, mas também em rochas ígneas e metamórficas, além de geleiras e recifes de coral. São originárias de uma série de processos geológicos que podem envolver uma combinação de transformações químicas, tectônicas, biológicas e atmosféricas. Devido às condições ambientais exclusivas das grutas, o seu ecossistema apresenta uma fauna especializada para viver em ambientes escuros e sem vegetação nativa. Outros animais, porém, como os morcegos, podem transitar entre o interior e exterior.

Durante o percurso até à Gruta, os alunos observam como são formados os bairros da cidade e a vegetação regional acompanhados pelos professores, nesta foto : Mary(ciências e biologia), Doladey ( português) Selma ( geografia) Bira ( arqueólogo).

As grutas foram utilizadas, em idades remotas, como ambiente seguro e morada para o homem primitivo, fato comprovado pela imensa variedade de evidências arqueológicas e arte rupestre encontrados no seu interior.

As grutas são estudadas pela espeleologia, uma ciência multidisciplinar que envolve diversos ramos do conhecimento, como a geologia, hidrologia, biologia, paleontologia e arqueologia.

 

Alunos da E.E.B.P exploram todos os lados da gruta Madame Cassu.

Formação

De acordo com a sua formação, as grutas dividem-se em dois grupos: Primárias e as Secundárias.

Grutas primárias

São grutas primárias aquelas cuja formação é contemporânea à formação da rocha que a abriga.

Tubos de lava são exemplos de grutas primárias.

Grutas vulcânicas

Em regiões com vulcanismo ativo, a lava escoa para a superfície através de um fluxo contínuo. A lava escoa por canais à medida que o fluxo arrefece e solidifica, formando os chamados tubos de lava muitas vezes de vários quilômetros de extensão. Em alguns casos, após o vulcão se tornar inativo, esses tubos ficam vazios e preservados formando cavidades acessíveis do exterior. Também podem ser formadas pela existência de bolsas de ar ou outras irregularidades no magma durante o seu escoamento ou arrefecimento. Nestas grutas costumam formar-se salas ou canais de pequenas dimensões. As grutas de lava não possuem formações exuberantes como as grutas criadas por dissolução química. Em geral possuem paredes lisas e uniformes.

 

Interior da gruta Madame Cassu em Coração de Jesus/MG.

Grutas de coral

Cavidades criadas durante o crescimento de recifes de coral, uma vez calcificados e litificados os corais. Essas cavidades podem ser preservadas e em alguns casos formam galerias ou salões penetráveis de pequenas dimensões dentro do recife.

Grutas secundárias

Grutas secundárias são aquelas que se originam após a formação da rocha que as abriga. É o caso mais comum de formação de grutas e que envolvem os mais variados processos de formação.

Grutas cársicas

O processo mais frequente de formação de grutas é a dissolução da rocha pela água da chuva ou de rios, um processo também chamado de calcificação. Este processo ocorre num tipo de paisagem chamado carso ou sistema cársico, terrenos constituídos predominantemente por rochas solúveis, principalmente as carbonáticas (calcário, mármore e dolomitos) ou outros evaporitos, como gipsita. As regiões cársicas costumam possuir vegetação cerrada, relevo acidentado e alta permeabilidade do solo, que permite o escoamento rápido da água. Além de grutas, o carso possui diversas outras formações produzidas pela dissolução ou erosão química das rochas, tais como dolinas, furnas, cones cársicos, canyons, vales secos, vales cegos e lapiás.

 

 Aula de campo na Gruta Madame Cassu em Coração de Jesus/Mg.

Fase inicial da espeleogénese.

A rocha calcária possui diversas fendas e faturas por onde as águas superficiais escorrem em direção ao lençol freático.

O processo de calcificação ou dissolução química é resultado da combinação da água da chuva ou de rios superficiais com o dióxido de carbono (CO2) proveniente da atmosfera ou das raízes da vegetação. O resultado é uma solução de ácido carbônico (H2CO3), ou água ácida, que corrói e dissolve os minerais das rochas. O escoamento da água ácida ocorre preferencialmente pelas fendas e planos de estratificação. Os minerais removidos combinam-se ao ácido presente na água e são arrastados para rios subterrâneos ou para camadas geológicas mais baixas, onde se podem sedimentar novamente. Em outros casos podem ser arrastados para fora por rios que ressurgem e passam a correr pela superfície. As fendas aos poucos se alargam e tornam-se grandes galerias.

 

Durante o percurso da aula de campo até à Gruta Madame Cassu atravessamos o rio Canabrava. Rio que banha a cidade de Coração de Jesus/Mg e que hoje tem seu potencial hídrico reduzido devido ao desmatamento e aproveitamento da água em sistemas de irrigação.

Fase intermediária.

A água corrói e carrega os sais removidos da rocha, formando galerias ao longo de fratura e camadas de estratificação. O rio superficial pode se tornar subterrâneo após a formação de um sumidouro e deixa um vale seco no terreno por onde corria.

Quando o nível freático baixa naturalmente devido à dissolução e aumento de permeabilidade de camadas inferiores, as galerias formadas esvaziam-se. Em muitos casos, tetos que eram sustentados pela pressão da água podem-se desmoronar, formando grandes salões de abatimento. Estes desmoronamentos podem levar ao rebaixamento do solo acima dos salões, o que cria dolinas de colapso (dolina de abatimento). Em alguns casos, essas dolinas abrem-se totalmente até o nível da sala, resultando numa entrada da gruta (dolina-algar). Outras entradas podem ser formadas em sumidouros (pontos em que rios entram no solo formando rios subterrâneos) ou insurgências (pontos de saída da água subterrânea).

Fase avançada.

O nível freático rebaixado deixa as galerias secas. O teto em alguns troços cede, formando salas de abatimento que ficam cheias de detritos. O solo da superfície baixa sobre os pontos em que ocorreram colapsos (dolinas de abatimento) ou pela dissolução do solo (dominas de subsidência). Espeleotemas começam a formar-se nas galerias e salas.

A calcificação nessas galerias passa a ser construtiva, ou seja, a sedimentação dos minerais dissolvidos na água passa a construir formações no interior da caverna. Quando a água atinge as galerias secas através de fendas ou pela porosidade difusa das rochas (exsudação), o gás carbônico é libertado para a atmosfera e a calcita ou outros minerais dissolvidos precipitam-se, criando formações de grande beleza, chamadas coletivamente de espeleotemas.

Embora haja grutas formadas de diversas rochas carbonadas, as rochas calcárias são mais estáveis e resistem mais a desabamentos que as dolomitas ou gipsitas. Por essa razão a maior parte das grutas de dissolução existentes atualmente são calcárias.

 

José Carlos Martins (Ed.Física), Selma Galiza (Geografia), Walder (Matemática), Ubirajara Macêdo (Arqueólogo), D.Zelita (proprietária do terreno onde fica a Gruta), Mary Nobre (Biologia), Doladey França (Português), Eva Amaral (Química), Maria auxiliadora (História), Ivana (Geografia e História), Cristina Alves (Ciências) , CB Alex Ney (policial do IBAMA).

Professores e especialistas que acompanharam os alunos durante a aula de campo até a Gruta Madame Cassu em Coração de Jesus/Mg. 

Grutas de colapso e erosão mecânica

Alguns minerais não são solúveis em água e não permitem que o processo de calcificação ocorra. Por exemplo, os quartzos, sílicas e argelinos são pouco solúveis e rochas compostas principalmente por esses minerais, como granitos e arenitos, não permitem a formação de relevo cársico a não ser em condições muito especiais, como por exemplo, o clima semiárido. Neste tipo de rochas, podem ocorrer cavidades formadas por fratura ou colapsos resultantes de atividade tectônica como terremotos e dobras da rocha. Grutas de colapso também podem ocorrer quando uma camada solúvel abaixo de uma camada de granito ou arenito é dissolvida e remove a sustentação das camadas superiores. As fraturas resultantes dos dois processos podem eventualmente atingir grandes dimensões e quando se estendem até à superfície, permitem a visitação. Se esta fissura está total ou parcialmente abaixo do nível freático, a água pode aumentar a caverna por erosão mecânica, mas não por dissolução. Em muitos casos as grutas de arenito podem ser expandidas também pela erosão eólica. Grutas desse tipo são muito estáveis e em geral são originadas por processos geológicos mais antigos que as grutas por dissolução química.

Como o processo de formação e crescimento dessas grutas não é químico, elas não costumam possuir espeleotemas, a não ser em raros casos em que uma camada de rocha carbonada esteja acima da caverna. Em condições especiais, podem ocorrer espeleotemas de sílica em grutas de arenito, como os presentes na Gruta do Lapão e na Gruta do Riachinho, na Chapada Diamantina, Bahia, Brasil.

Grutas de gelo

Gruta de gelo é o nome dado a algumas grutas de rocha, formadas por qualquer dos processos descritos acima, que podem localizar-se em regiões muito frias do globo e possuem temperaturas abaixo de 0°C durante todo o ano em pelo menos uma parte da sua extensão. Estas grutas têm o seu interior congelado ou com a presença de precipitações de gelo tornando-as tão exuberantes como as grutas cársicas.

Grutas glaciares

Este tipo especial de caverna não é formado na rocha, mas no gelo de glaciares. A passagem da água da parte superior da geleira para o leito rochoso produz tubos que podem ter desenvolvimento horizontal ou vertical. Embora durem muitos anos, estas grutas são instáveis e podem desaparecer completamente ou mudar de configuração ao longo dos anos. Ainda assim podem ser utilizadas para estudar o interior das geleiras e são valiosas por permitirem o acesso a amostras de gelo de diversas idades, usados em estudos de paleoclimatologia.
Grutas marinhas

Grutas marinhas podem ser totalmente submersas no leito oceânico ou formações parcialmente submersas em falésias rochosas da costa. As primeiras são abismos ou fendas que podem atingir grandes profundidades e são visitáveis por mergulhadores ou robôs submersíveis. Estas grutas em geral, são de origem tectônica.

Grutas de costa podem resultar de diferentes processos. Um deles é a erosão mecânica das ondas que abre cavidades na rocha. Em alguns casos, pode abrir-se outra extremidade no lado da terra e permitir o acesso por ambos os lados. Grutas formadas por processos tectônicos ou dissolução química podem-se tornar parcialmente submersa com o rebaixamento do terreno ou pelo aumento do nível do mar. Também é possível que rios subterrâneos originários de grutas cársicas próximas à costa desaguem diretamente no mar, abrindo passagens entre a terra e o oceano. Nestes casos também pode ser possível o acesso por ambas as extremidades. Algumas dessas grutas podem atingir grandes extensões.

 

No interior da Gruta Madame Cassu existe pouca luminosidade ou quase nenhuma se totalmente dentro da gruta. Os alunos foram equipados com lanternas para conseguirem observar os detalhes da gruta e ficaram encantados com a beleza natural da formação calcária existente lá.

Origem das Grutas

As grutas constituem um atrativo natural, proporcionando cenas agradáveis à visitação pública e uma fonte de controvérsias científicas para geólogos naturalistas e espeleólogos, especialistas que as estudam.
A formação de uma gruta depende do trabalho químico e mecânico das águas subterrâneas e propriedades físicas do terreno.

 

Durante o percurso os alunos observaram as palmeiras de côco Macaúbas, o cerrado, a caatinda e áreas exploradas para pastagens e criação de gado próximo à Gruta Madame Cassu em Coração de Jesus/MG.

Formação de grutas calcárias

Na formação de grutas calcárias dois agentes atuam: os agentes químicos e os agentes físicos, sendo que, percentualmente, esta atuação pode ser considerada à razão de 90% e 10% respectivamente.

Como o nome já indica, a gênese de uma gruta calcária é estudada à partir de sua constituição: a dissolução e alteração do calcário através de processos químicos realizam-se através do dióxido de carbono dissolvido na água e mais oxigênio, diversos ácidos e produtos orgânicos que provém do solo.

Essa dissolução do calcário acontece devido a infiltração de águas e em nível próximo ao lençol freático. Por essa infiltração as águas carregadas de carbono vão penetrando através das fendas e diáclases do calcário. O CO2 reage, transformando o carbonato de cálcio (CaCo3) em bicarbonato ácido de cálcio - Ca(HCO3)2 - solúvel e levado pelas águas. Essa água então seguirá sua direção natural, às vezes a muitos quilômetros da origem. Com a circulação pelas fendas e fraturas, estas vão se alargando lentamente dando aberturas de formas variáveis, que o trabalho das águas vai aumentando com o tempo, formando mais cavidades na rocha. As dimensões das grutas assim formadas vão depender do sistema de juntas e fraturas, de sua quantidade e da infiltração das águas.

Analisando o calcário veremos o Ca(HCO3)2 facilmente redepositado sob forma de CaCO3 (Calcita) com a evaporização total ou parcial da água de solução. Além desses cursos de áua subterrâneos existe paralelamente um lento derrame de água, contendo calcário dissolvido através das fendas, diáclases, tetos e paredes das grutas.

Os agentes físicos, embora considerados mínimos, merecem citação pelo trabalho de estrutura que exercem: aquecimento e resfriamento que provocam fraturas e diáclases por onde penetram as águas, faíscas elétricas formando redes de fraturas, desagregação do calcário formado pelas partículas arrastadas, o impacto causado pela força dos cursos d'água através das galerias provocando desagregação, e a gravidade, o principal agente físico atuando não diretamente mas que vai influir na conformação da gruta.

 

O professor de Matemática Walder e Professor de Educação Física José Carlos, observam com os alunos as maravilhas do cerrado corjesuense.

Evolução das grutas

A gruta não é produto de um fenômeno estático. Tem seu nascimento e evolução até alcançar a maturidade, quando entra em processo destrutivo até desaparecer. Em cada uma de suas fases evolutivas, temos um tipo característico da morfologia. Em sua infância, quando ainda não é uma gruta, a corrosão terá um papel predominante, daí existirem grutas nas rochas suscetíveis de sofrer dissolução.
Para cada uma dessas fases de evolução há uma morfologia específica. Na infância, predominará a corrosão. E para exercer a ação corrosiva a água necessita estar impregnada de CO2, e de tempo, pois uma circulação rápida produz erosão e não corrosão.

Com a erosão aparecendo, vem as fases juvenis, atuando, aí a erosão livre, turbilhante. A gruta aumenta suas dimensões. Começa a se produzir em superposição de formas, aparecem galerias de conjugação, a água circula livremente e a erosão é exuberante. Aparece a morfologia de afundamento. A gruta atinge a maturidade.

Enquanto se formam os primeiros espeleotemas a água, com grande poder dissolvente, chega às fendas carregando carbonato de cálcio suficiente para iniciar as primeiras formas de reconstrução. Aí surgem as estalactites. A estalagmite vem depois, pois dependem da circulação inferior.

As águas abandonadas iniciam um novo ciclo de evolução. Esse abandono de água pode ser provocado por elevação da região. Na gruta primitiva abrem-se poços e a água é expulsa. A gruta entra na última fase evolutiva e aparece a morfologia senil. Diz-se que tal gruta foi fossilizada. Essa fossilização é o seu fim natural.

Esse ciclo descrito anteriormente nem sempre se apresenta completo: juvenil, madura, senil e fóssil.

Às vezes uma fase deixa de se apresentar. Entretanto, o ciclo morfológico de uma gruta é de suma importância para o seu estudo espeleológico e pode gerar três fases: morta, senil e fóssil.

Morta

Quando a água (agente formador) deixou de circular e isso depende da morfologia apresentada.

Senil

Apresenta abundantes espeleotemas, mostrando o fenômeno da reconstrução.

Fóssil

Completamente preenchida de depósitos de carbonato de cálcio, argila, aluviões e com isso, deixa de ser uma gruta.

Alunas da EJA 2 também participaram da aula de campo como atividade complementar extra-classe.

Vimos, então, que se o ciclo se desenvolvesse perfeitamente de acordo com a morfologia, uma gruta chegaria ao estado de gruta morta com uma morfologia senil e esta finalmente conduziria a uma fossilização.

Entretanto, uma gruta pode ser abandonada pelas águas na fase juvenil, antes de entrar na maturidade. Então teremos uma gruta morta mas com morfologia juvenil. E assim outros casos, como uma gruta em fase juvenil se fossiliza por aluviamento. Ela chegará ao estado fóssil sem haver passado por maturidade e senilidade.

Quanto maior o número de ciclos passados na vida de uma gruta, maior dificuldade se tem para distinguir os vestígios deixados pelos primeiros habitantes. Podem existir, portanto, grutas fossilizadas no estado juvenil, ou com morfologia de maturidade. 

1- Quando chove, a água da chuva dissolve o dióxido de carbono existente na atmosfera, e forma um ácido fraco (ácido carbónico). Este ácido entra nas fendas das rochas calcárias dissolvendo os ácidos orgânicos aí existentes, formando hidrogenocarbonato de cálcio. A lenta circulação das águas pelas fendas leva à dissolução do calcário.

2- Ao longo do tempo as fendas vão alargando e às vezes formam largos e longos canais subterrâneos onde há circulação da água (rios subterrâneos). As suas zonas alargadas correspondem às grutas.

3- As águas em circulação subterrânea (hidrogenocarbonato de cálcio) podem saturar-se, originando uma nova precipitação de calcite libertando dióxido de carbono, carbonato de cálcio e água. Como o carbonato de cálcio é menos solúvel precipita, e forma as Tabulares de Calcite. A água vai circulando no interior e no exterior da Tabular e dá-se uma deposição de cristais de calcite, perpendicularmente a essa parede, engrossando o Tabular até á forma das estalactites.

4- A contínua circulação da água leva a que os pingos ao caírem no fundo da gruta, precipitem o carbonato de cálcio, se deposite a calcite, formando sucessivas camadas (perpendiculares ao chão), que dão origem às estalagmites.

5- Quando as estalactites e as estalagmites se unem, formam uma coluna(demora milhões de anos). 

 
Gruta de Bom Jesus da Lapa/BA.

Embora existam cavernas em ambientes rochosos, especialmente em regiões costeiras, os sistemas mais conhecidos e famosos por sua beleza plástica se encontram em ambientes kársticos, ou seja, em locais cujo solo e subsolo são ricos em carbonatos (calcários e dolomitas). 

O processo de formação dessas cavernas é um bom exemplo de sistema de equilíbrios químicos múltiplos, começando com a degradação da matéria orgânica existente nas camadas superiores do solo, com a consequente formação de gás carbônico, CO2(g). A solubilidade do gás carbônico em água é decorrente da sua pressão parcial, ou seja, com o aumento desta pressão, devido à decomposição da matéria orgânica, há um aumento na concentração do CO2 dissolvido na água (CO2 (aq)). O CO(aq) reage com as moléculas da água dando origem ao ácido carbônico. Essa reação é típica dos anidridos (anidrido+água = ácido). Como todo ácido fraco,o ácido carbônico se dissocia, parcialmente, produzindo o ânion correspondente (bicarbonato) e o íon hidronium (hidrogênio ácido). Esse hidrogênio ácido promove, então, a dissolução do carbonato – por exemplo, carbonato de cálcio - dando origem ao processo de formação das cavernas.

Gruta de Bom Jesus da Lapa/BA.