Espeleología: Como Se Profundiza Una Galería Vadosa.

La profundización de un arroyo vadoso por formación de una galería inferior. Marius van Heiningen E-mail: telecentroscyl.net

INTRODUCCIÓN. La profundización de un arroyo o río subterráneo (flujo vadoso) puede ocurrir de dos maneras: La primera es la profundización del arroyo por disolución o por erosión del propio lecho, y la segunda es el abandono de un arroyo de su lecho para ocupar un conducto topográficamente más bajo. En este artículo tratamos la segunda manera. Cuantas veces nos hemos encontrado con la siguiente situación: Una fuente cerca del fondo de un valle y algo más arriba la entrada de una galería fósil (a menudo a menos de unos 30 metros de altura). Entrando por esta galería se observa que en ciertos sitios el suelo está muy agrietado y si en algún lugar se logra bajar se descubre un arroyo que fluye en dirección manantial. Siguiendo por la galería principal, finalmente se encuentra con un arroyo que se pierde en un agujero. Esta es una situación común, la cual es el resultado de una profundización natural de un río subterráneo. La profundización de un arroyo suele ocurrir en etapas, pero como estas etapas dejan sus huelas es posible reconstruir lo ocurrido.

FORMACIÓN DE UNA GALERÍA INFERIOR. PRIMER ESTADIO. El suelo por debajo de un arroyo subterráneo está agrietado, igual que el resto de la masa rocosa del alrededor, y naturalmente estas fracturas están llenas de agua. Como todos los flujos con una superficie libre (flujos por gravitación) fluyen hacia abajo, sabemos que la altitud topográfica del lecho de un arroyo siempre es más bajo aguas abajo (bastante lógico). Por esta razón todas las fracturas (o conjuntas de fracturas) que conectan una parte del lecho con otra parte del mismo lecho, tienen una diferencia en

La figura 1 muestra un arroyo con cierto desnivel. Punto A está conectado con punto B a través de una red de fracturas (en este ejemplo hay 2 sets de fracturas, indicados en rojo y verde) El desnivel entre ambos puntos es h y la distancia horizontal d. Las flechas azules indican la dirección del flujo en algunos tramos de las fracturas.

altitud entre la entrada (arroyo arriba, punto A en la figura 1 ) y la salida (arroyo abajo, punto B en la figura 1) de la fractura. El ratio entre esta diferencia en altitud y la distancia entre la entrada y la salida se llama gradiente hidráulico (ver: Hipótesis del desarrollo inicial de grandes simas). Este gradiente es la causa que agua empieza a fluir por estas fracturas y cuanto más grande es el gradiente, más grande es el caudal de este flujo. Ahora nos imaginamos el siguiente ejemplo: Una galería de suave pendiente (lo que se suele considerar una cueva horizontal) sobre cuyo fondo fluye un arroyo. Esta galería desemboca en un valle y el arroyo sale prácticamente a la altura del río (que ocupa este valle). Este río funciona como nivel de base para la cueva (figura 2A). Por razones de levantamiento y erosión de las montañas, los ríos normalmente excavan su lecho. El resultado es que después de un cierto tiempo el arroyo ya no desemboca al ras del río, pero a una distancia por encima. El nivel de base ha bajado y por las fracturas que conectan el lecho del arroyo (dentro de la cueva) con el río ha empezado a fluir agua “empujado” por el gradiente hidráulico (figura 2B). En artículos anteriores se ha visto que estas fracturas se ensancharán hasta formar un proto conducto, a partir de cual el ensanchamiento es muy rápido (geológicamente) y se forma una nueva galería. Mientras que todo el conducto recién formado se encuentre lleno de agua, el flujo es freático. Con el tiempo este nuevo conducto se agrandará, y llegará el momento que todo el arroyo es acogido. Al principio solo en temporada de estiaje, pero luego durante todo el año (figura 2C). La galería superior se queda fósil desde el punto de perdida del arroyo hasta la salida. Desde este punto aguas arriba el arroyo sigue ocupando la galería. El régimen del flujo en la galería inferior (la nueva) suele ser una mezcla de vadoso y freático, pero con el tiempo tiende a ganar el régimen vadoso en importancia. SIGIENTES ESTADIOS. Si se analiza la nueva situación se observa la siguiente situación. Para las fracturas que se encuentran aguas arriba del punto de pérdida del arroyo, el nivel de base ya no es el río. El nuevo nivel de base es la galería recién formada (la galería inferior). La distancia hasta la galería inferior es más corta que hasta el río y por lo tanto el gradiente hidráulico ha aumentado (la distancia es más corta, pero el desnivel es casi el mismo), lo que resulta en una aceleración del ensanchamiento de estas fracturas. El proceso descrito arriba se repite y se formará otro punto de pérdida aguas arriba en el arroyo (figura 2C). Este proceso se puede repetir varias veces. El mismo proceso también es importante cuando el arroyo tiene cascadas o otros saltos de topografía (tramo de pendiente fuerte). Lo único que hace falta para este mecanismo es un cierto desnivel en el curso de agua, sobre una distancia no demasiado grande.

TAMAÑO Y FORMA DE LA PÉRDIDA DEL CURSO DE AGUA. Como los puntos de pérdida del arroyo se emigran poco a poco aguas arriba, no suelen ser activos durante mucho tiempo. Esta es la razón que la mayoría de estos puntos son de reducido tamaño. Pueden tener la forma de unos agujeros más o menos redondos, o simplemente ser una grieta ensanchada. Yo he visto perderse un arroyo entero en un agujero donde apenas entraba mi mano (Cueva la Huelga, cerca de Cangas de Onís).

La figura 2A muestra una galería con un arroyo vadoso, que desemboca en un valle al ras de un río. La figura 2B muestra que después de un tiempo el río se encaje y por el desnivel formado entre la galería y el río, empieza a fluir agua por las fracturas. Solo el flujo por las fracturas principales (1, 2 y 3) es indicado (flechas azules). La figura 2C muestra la formación de una galería inferior y el abandono de la galería principal desde el punto de pérdida (P1) hasta la salida. También muestra que el flujo que entra por la fractura 3 ha aumentado, consecuencia del aumento del gradiente hidráulico. El flujo en la galería inferior es freático. La figura 2D muestra el desarrollo de un nuevo punto de pérdida (P2) y el abandono del trayecto P1-P2. De este modo el abandono de la galería es progresivamente hacia dentro. El flujo en la galería inferior es una mezcla de vadoso y freático.

RESUMEN. Los cursos de agua subterráneos se suelen profundizar con el tiempo. Un mecanismo de profundización es la formación de una nueva galería inferior y el paulatino abandono del lecho actual. Estas galerías inferiores se forman, cuando por las fracturas empiezan a fluir pequeños flujos, “empujados” por un gradiente hidráulico. Este gradiente se forma cuando hay un cierto desnivel (entre entrada y salida de la fractura) sobre una distancia horizontal no demasiada grande. Estos desniveles pueden ser causados, por el encajamiento de un río exterior o por la propia formación de un conducto nuevo. Este flujo disuelve lentamente la caliza de las paredes de las fracturas y con el tiempo se forma un proto conducto. A partir de este momento se forma rápidamente un nuevo conducto (por debajo del arroyo) y no tardará en recibir todo el flujo del arroyo, dejando fósil a la galería superior. Este proceso se puede repetir varias veces con el resultado que cada vez más longitud de la galería original se queda fosilizada. En este proceso esta claro que la primera parte en quedarse fosilizada es la entrada de esta galería.