Atardecer tormentoso

La foto está tomada en Málaga en el mes de Octubre del año 2007. No recuerdo la hora exacta pero sería sobre las siete y media. La luz del sol se refleja sobre densos y negros cúmulos. Foto archivo del autor

Las rocas sedimentarias. Las calizas( 3)

Continuando con el tema de las rocas sedimentarias, vamos a ver un punto que nos interesa mucho a los espeleólogos: los fenómenos de carbonatación.

El anhidrido carbónico (co2) se encuentra siempre en el agua de lluvia; esta se puede considerar como ácido carbónico débil (su ph=6). Este se descompone y esto es lo que le hace químicamente activo. De todos los procesos de carbonatación el más conocido y evidente es el de la disolución de las calizas; las calizas estan constituídas sobre todo por carbonato cálcico y en menor cantidad por carbonato magnésico. El carbonato cálcico es insoluble en agua pura; sin embargo en agua con contenido de anhidrido carbónico se hace soluble. Veamos la reacción química: CO2 + H2O ---> CO3H2; CO3H2 + CO3CA---> (CO3H)2CA. Por eso, las rocas calizas sufren un proceso de disolución que en ciertas regiones dan lugar al paisaje karstico; la cantidad ded anhidrido carbónico disuelto será mayor a mayor presión.

La vegetación también juega un papel muy importante; con sus raíces remueve los materiales que ya han sido meteorizados. Los seres vivos son los responsables de un aumento del CO2 en el agua y, por otra parte, el agua de lluvia recoge los ácidos húmicos y se hace por tanto más activa. Por otro lado hay una íntima relación entre el clima y la meteorización; al fin y a la postre los resultados de la meteorización dependen de dos factores: tipo de roca y clima de la región; dos rocas iguales sometidas a climas distintos dan lugar a productos de la meteorización distintos; dos rocas distintas en igual clima, dan igualmente distintos productos.

El llamado "esquema de Peltier" trata de relacionar el clima con la meteorización; este esquema es el más acertado. Se supone en este esquema que toda la meteorización física es causada por la "cuña de hielo"; los demás factores se van a despreciar. Se supone igualmente que la acción del agua es función sólo de la cantidad de precipitación anual.

(*) Arriba: dibujo de la etapa final en la formación de un sistema subterráneo. Ernst Bauer "La espeleología". Editorial Noguer S.A.

Las rocas sedimentarias. Las calizas (2)

Las rocas sedimentarias se forman en la naturaleza a partir de una serie de procesos en rocas preexistentes de cualquier tipo. Pueden venir de una roca ígnea, metamórfica, etc. Pero para que se forme una roca sedimentaria verdadera tienen que mediar los procesos siguientes: METEORIZACIÓN ----> TRANSPORTE---> SEDIMENTACIÓN ---> DIAGÉNESIS.

Para que el sedimento pase a roca sedimentaria hace falta la diagénesis; a veces el transporte puede ser muy corto, la meteorización muy pequeña, la diagénesis puede serlo igualmente, pero tienen que existir todos los procesos. Existe el caso de la roca que se forma por meteorización pero sin transporte ni sedimentación; si se transporta parcialmente queda un residuo: roca residual. Este matarial sería el suelo, que queda como material residual.

Podríamos definir la meteorización como el ajuste de las rocas a las condiciones químicas y físicas de la superficie de la tierra; la roca ígena se ha solidificado a cierta presión y temperatura en profundidad; las rocas plutónicas no estan adaptadas a las temperaturas de la superficie terrestre. Los materiales de las rocas estan sometidos a unas condiciones químicas diferentes y se tendrán que adpatar a la superficie terrestre; esto es la meteorización, que podrá ser de dos formas: a) mecánica o física y b) química.

La meteorización mecánica se traduce en una rotura de la roca en partículas cada vez más pequeñas, pero sin que cambie su estructura química. Es un proceso de desintegración. La meteorización química tiene como resultado la alteración de la composición química o la estructura de los constituyentes de las rocas; aparecen nuevos minerales. Es un fenómeno de descomposición, y aunque estas diferencias sean tan evidentes hay que tener en cuenta: a) un mismo agente puede actuar tanto mecánica como químicamente; b) la meteorización mecánica es una vía que favorece la meteorización química; c) en ciertos casos una meteorización química puede tener como efecto secundario una meteorización mecánica. Al transformarse una roca en otra roca, si aumenta el volumen del mineral puede fracturarse la roca e intervenir la química.

Hasta este momento hemos visto que una roca se puede meteorizar químicamente, físicamente o de las dos maneras; la roca compacta pasa a no serlo y, por lo tanto, se hace transportable. El transporte es llevado a cabo por 4 agentes fundamentales: 1) gravedad (responsable de los demás transportes y per se); 2) el viento; 3) solución coloidal y 4) solución iónica.

(*) El pico de La Torrecilla (1919 m) en la Sierra de Las Nieves. En primer plano se puede ver un ejemplar de sabina. Foto archivo del autor. Año 2007

Las rocas sedimentarias. Las calizas (1)

Antes de entrar de lleno en la climática de cavidades vamos a hablar del mundo donde se desarrollan los procesos de formación de las mismas: las rocas sedimentarias y, más concretamente, las calizas.

En mis inicios espeleológicos no conocía en absoluto las expresiones como calizas, dolomías, karst, dolina, polje, etc. Sí es cierto que me había llamado la atención cuando, al subir desde San Pedro Alcántara a Ronda por esa increíble carretera, más o menos a la mitad del recorrido la morfología del terreno cambiaba de una manera brusca y se entraba en un mundo de montañas grises, bastante desnudas de vegetación. El contraste era tremendo y además lo increíble era que se podía ver claramente, como si se hubiera trazado con un tiralíneas, el contacto entre los dos tipos de materiales que formaban y forman esas montañas por donde discurría la carretera. Claro que yo no sabía que las primeras rocas eran peridotitas y las segundas, calizas.

Mis primeros profesores en esta materia los encontré en el grupo de espeleología de la O.J.E en la calle Tejón y Rodriguez de Málaga donde me inicié en este deporte o deporte-ciencia: Federico Ramírez Trillo y Jose Antonio Berrocal. Después, al empezar Biológicas en la Facultad de Ciencias de Málaga, me metí más de lleno en esta materia. Ya he hablado de la asignatura de Geología General de Segundo y de lo que me hizo sufrir el catedrático del Departamento de Geología para aprobarla; pero también diré que tengo muy buenos recuerdos de D. Francisco Carrasco Cantos, profesor titular del departamento y que luego sería uno de los directores de los trabajos de investigación en la cueva de Nerja.

Tengo que decir que siempre tuve, durante mis años de estudios en la Facultad de Ciencias, la ayuda del Departamento de Geología, de todos sus profesores; en el año 1979, y a raíz de unos premios de investigación convocados por el Gobierno Civil de Málaga y el Patronato de la Cueva de Nerja, el G.E.S de Málaga participó en el relacionado con la cueva de Nerja, consiguiendo el Primer Premio, premio que le fué entregado al equipo que había participado en los trabajos, de manos del Gobernador Civil de entonces. Yo quise presentar ese trabajo, o mejor la parte en la que había colaborado (Bioespeleología y Climatología) en la clase de la asignatura de Geología, y no tuve ningún problema para ello. Y lo que son las cosas: quizás por lo novedoso del tema acudieron muchos compañeros que no eran de mi curso e incluso que no eran de Biológicas. Para muchos fué el primer contacto con la espeleología o más concretamente con la Bioespeleología.

(*) La Sierra de Líbar vista desde la estación de ferrocarril de Montejaque-Benaoján en el oeste de la Serranía de Ronda (Málaga). Foto archivo del autor. Año 2004

El clima de Málaga. Su relación con el clima de la península Ibérica(1)

Desde pequeño me he sentido atraído por la Meteorología; cuando era niño pasaba los fines de semana y las vacaciones (Navidad, Semana Santa y Verano) en la casa donde vivían mis abuelos maternos, en la Azucarera Hispania, junto al río Guadalhorce. Mi abuelo Rafael Wallace Laforge era el administrador de dicha fábrica de azúcar.

En aquellos tiempos, la zona de la Azucarera era un lugar rodeado de campo por tadas partes; la casa tenía un primer piso y, desde allí, se podía divisar a unos dos kilómetros en línea recta la playa. En la casa había, en el comedor, un termómetro de mercurio, de tamaño bastante grande y, junto a él, un barómetro aneroide. Todavía recuerdo como mi abuelo lo ajustaba con la aguja móvil todos lo días. Me fascinaba aquél aparato.

El "pulso de las estaciones", como diría Miguel Delibes, se notaba con toda su fuerza; al lado de la fábrica había cortijos que tenían campos donde, según la época del año, plantaban alfalfa en invierno, maíz en la primavera, etc. Igualmente se hacía en el campo que tenía la casa de mis abuelos. Todas las estaciones tenían su encanto pero el otoño y, sobre todo, el invierno traían algo que me inpactaba: las inundaciones del río Guadalhorce; hasta finales de los sesenta fueron muy habituales y, sobre todo, en las décadas de los años 40 y 50.

En el año 1970 me compré el primer barómetro y lo instalé en la casa de mis padres, un piso situado en la calle Barroso muy cerca del cine Alameda en pleno centro de Málaga; pero ya antes tenía un termómetro en la pared exterior cuyos datos había empezado a apuntar ya en el año 1968. Posteriormente fuí adquiriendo otros aparatos para efectuar medidas y así... hasta hoy.



Pero tengo que decir que al empezar mi práctica de la espeleología en ese año 1970 se me planteó un dilema: ¿Bioespeleología o Espeleocliamatología?; como buen Piscis, no tuve problema alguno: las dos. Hoy al cabo de tantos años tengo un buen archivo de datos climáticos, no sólo en cavidades, sino también del exterior. Y hecho este pequeño preámbulo, pasemos al tema de este título.

La provincia de Málaga, con una superficie de 7.267 km2 es la más pequeña de todas las de Andalucía, región del sur de España; está situada en lo que se ha dado en llamar la "Andalucía del Mediterráneo", entre los meridianos 0 grados 10 minutos (Maro) y 1 grado 38 minutos (Manilva); el paralelo 36 grados y 43 minutos, cruza la capital.

Con una costa de 160 kms, la provincia se deja caer hacia el mar recibiendo de este su efecto dulcificador en relación a la temperatura e influyendo de esta manera en su vegetación. Por otro lado, la variedad de relieves, hace que haya en la misma una variedad destacable de climas locales; la larga cadena de montañas que corre paralela a la costa provoca que el clima del interior de la provincia experimente una diferencia acusada con el de la zona costera, lo cual se nota sobre todo en verano. La influencia del mar hacia el interior, por este hecho, decae en una distancia de no muchos kilómetros.

Pero como hemos dicho, la provincia de Málaga forma parte del solar ibérico del cual recibe su influencia; el clima de la península Ibérica hay que entenderlo dentro del área en la que se encuentra enclavada, en el flanco meridional de Europa y dentro del dominio templado. Pero este clima hay que tenderlo también como resultado de una serie de factores que son fijos a lo largo del tiempo; los meteorólogos los han reunido en dos grupos: a) factores geográficos y b) factores de origen dinámico.

La península Ibérica se encuentra situada entre los paralelos 36 y 44º latitud Norte y en el flnco SW de Europa; el geógrafo Masach Alavedra dice en su obra "Geografía de España y Portugal, Barcelona 1954": "La localización de la península Ibérica en la zona templada, motiva la existencia de dos estaciones bién marcadas -verano e invierno- separadas por otras dos de transición -primavera y otoño-, lo que le concede una animada variedad estacional". Esto significa que la península se enclava en un lugar de paso de todas las masas de aire que afectan a Europa Occidental y Meridional; es una encrucijada de paso de masas de aire de diversa procedencia: Atlántico Norte, norte de Africa, Europa y Mediterráneo occidental. Pero no todas las masas de aire van a afectar por igual a la península pues, por ejemplo, el aire oceánico raramente penetra en la Comunidad de Valencia y, cuando llega, lo hace con características "foehn". En cuanto al aire mediterráneo apenas afecta a Galicia, Cantábrico y País Vasco. Por otro lado, al estar situada muy próxima a Africa, va a participar de las características términas y dinámicas de las masas de aire de origen sahariano.

Finalmente, la latitud de la Península Ibérica inplica un número muy alto de horas de sol; su emplazamiento al sur del paralelo 44º se traduce en un balance de radiación positivo, pues gana más que pierde. Los valores de radiación solar a nivel del suelo son muy altos, alcanzándose en el litoral del golfo de Cádiz y en concreto en el observatorio de San Fernando la cantidad de 3.121 horas de sol, el más elevado de España.

(*) Arriba, gráfico de los diferentes climas de España. Atlas Escolar Universal. Círculo de lectores. Edición de 1993

El origen de la vida (y 5)

Hasta ahora, hemos podido ver las dificultades tan enormes para la aparición de la vida en nuestro planeta Tierra. Y hemos hablado sobre una cuestión muy interesante e incluso fundamental (para muchos investigadores): la atmósfera reductora. Esta idea se debió a Harold C. Urey, profesor de la Universidad de Chicago, que recibiría el Premio Nóbel de química. Sin embargo, ya a principios de la década de los años ochenta del siglo pasado, aparecieron dudas sobre esta hipótesis de Urey acerca de la atmósfera reductora. Estas dudas se deben a los experimentos de laboratorio y a los modelos por ordenador realizados por esa fecha por James C. G. Walker, profesor de la Universidad de Michigan; Walker asevera que las radiaciones ultravioletas procedentes del sol, hoy frenadas gracias a la presencia del ozono atmosférico, habrían destruído las moléculas hidrogenadas de la atmósfera. Como consecuencia, el hidrógeno libre habría escapado al espacio.

De acuerdo con los experimentos realizados por Walker, los dos principales componentes de aquella atmósfera eran el dióxido de carbono y el nitrógeno, gases liberados por las erupciones volcánicas; en su opinión, esta clase de atmósfera no habría sido la más favorable para la síntesis de los aminoácidos y otros elementos precursores de la vida. Además, según las conclusiones de James F. Kasting, de la Universidad Estatal de Pennsylvania, el dióxido de carbono habría actuado produciendo un desmesurado efecto invernadero, elevando la temperatura de la superficie terrestre casi hasta el punto de ebullición. No obstante, el modelo de la atmósfera reductora sigue contando con sus defensores como el profesor Stanley L. Miller.

En los últimos 30-40 años las investigaciones realizadas han llevado a muchos científicos dedicados a este tema a sospechar que la vida empezó en el fondo de los oceanos; ellos se basan en el descubrimiento en la década de los años setenta de "humeros" o surgencias hidrotermales en fondos marinos cerca de las islas Galápagos (Ecuador); posteriormente se han decubierto más humeros en las cordilleras submarinas formadas cerca de la confluencia de dos placas tectónicas. Los humeros alojan comunidades de organismos, como las bacterias, cuya principal fuente de energía no es la luz solar sino los compuestos azufrados emitidos por estas surgencias; los humeros podrían haber aportado los nutrientes necearios para crear y mantener la vida. El interior de ellos podría a su vez haber proporcionado protección contra los efectos letales de buena parte de los impactos extraterrestres.

Finalmente tenemos que decir que también en todo esto hay controversia, pues si bien hay científicos que piensan que la vida se pudo originar en estos humeros, hay otros que piensan que la vida se originó en la superficie y buscó protección contra los impactos extraterrestres en estas surgencias situadas en aguas profundas.

(*) Arriba: foto de un humero descubierto a finales de los años setenta del pasado siglo cerca de la islas Galápagos (Ecuador).

El origen de la vida (4)

El problema fundamental del origen de la vida es el de la organización de los componentes abióticos. Las experiencias que se han hecho con distintas fuentes energéticas sobre mezclas de características parecidas, han dado lugar a una serie de monómeros, fundamentales para las consecución de polímeros como los que hay en los seres vivos. Se han podido sintetizar casi todos los sillares de la vida.Se han sintetizado las bases púricas y las piramidínicas y a partir de ellas, con algunos azúcares y ácido fosfórico se han sintetizado principios de ácidos nucléicos. Se ha sintetizado casi todo lo necesario para la consecución de la vida.

En aquella atmósfera primitiva se pudieron sintetizar monómeros, polímeros, etc. Si hoy hubiera condiciones favorables para esta síntesis, se podrían formar estas sustancias de tipo abiótico. Sin embargo, estos productos, en la naturaleza actual son destruídos por los organismos; el mayor enemigo de esta protovida sería la vida misma.

En los tiempos primigenios, estos compuestos orgánicos que se iban sintetizando se podrían conservar e irse concentrando en el agua (océanos, protoocéanos); así se iría formando lo que algunos autores han llamado "el caldo claro". En este caldo claro existían los materiales que constituyen la vida; estos materiales se articularían para dar la vida. Pero, llegados a este punto, debemos preguntarnos: ¿cómo esos compuestos iniciales se fueron organizando, articulándose, para formar la vida?.

La vida, tal como la concemos, tiene una serie de características muy precisas. Actualmente exiasten 2 teorías respecto al origen de la vida; según una de ellas, la vida tuvo su origen en ciertas entidades prebiológicas protobiontes. Estas unidades ha recibido el nombre de "coacervados". Según la segunda teoría, que se conoce como la teoría del "gen desnudo", la vida apareció en la tierra a partir de ácidos nucléicos secillos.

(*) En el dibujo de arriba: aparato diseñado por Stanley L. Miller y Harold C. Urey, profesores de la Universidad de Chicago (EE.UU) para la síntesis de compuestos orgánicos, en el que se simulaban las condiciones existentes en la atmósfera de la tierra primitiva.

Las condiciones climáticas en las cavidades. Factores abióticos (2)

El aire atmosférico epigeo tiene dos carácteristicas sobresalientes: 1) un gradiente térmico vertical y 2) una mezcla que podemos considerar muy homogénea de sus componentes hasta niveles muy altos. Estos se encuentran en la siguiente proporción: 75,5 % de NITRÓGENO, 23,15 % de OXÍGENO, 1,28 % de GASES NOBLES (especialmente argón) y 0,07 % fundamentalmente de VAPOR DE AGUA Y ANHIDRIDO CARBÓNICO.

Sabemos que la temperatura del aire desciende con la altitud; sin embargo la homogeneidad de la mezcla de sus componentes se conserva de una manera bastante aceptable. No obstante la Termodinámica nos dice que si mezclamos varios gases, gases que no reaccionan entre sí, en un compartimento estanco, sometido a la acción de la gravedad el equilibrio se va a alcanzar por difusión. El resultado de la mezcla tendrá una temperatura homogénea y sus componentes presentarán una estratificación ordenada en densidades decrecientes con la altura.

Teniendo en cuenta todo esto es evidente que en el aire atmosférico no hay un equilibrio difusivo porque las características que presenta éste son precisamente las contrarias; ¿por qué es esto así?. Bien, hay tres causas fundamentales. La primera sería la RADIACIÓN, que sabemos produce un calentamiento que es mayor en la superficie del suelo. Como consecuencia, la temperatura se va a elevar por conducción en las capas de aire más bajas.

La segunda causa sería la CONVECCIÓN; el aire que se ha calentado sobre el suelo se eleva transportando energía calorífica. Al elevarse se desplaza hacia zonas de menor presión por lo que se enfría por expansión adiabática. Pero al mismo tiempo hay partículas que descienden; se produce entonces un intercambio de calor entre las que ascienden y las que descienden, resultando un flujo de calor hacia el suelo. Finalmente, la tercera causa sería la TURBULENCIA; esta es directamente proporcional a la intensidad del viento y va a producir también un flujo de calor hacia el suelo, aunque en una magnitud mayor que la convección. El resultado de todo esto es de un equilibrio que vamos a llamar de radiación-turbulencia, que produce una mezcla homogénea y con un gradiente de temperatura que decrece con la altitud.

Pero en el interior de las grutas, en la atmósfera hipogea, las cosas no suceden así porque por un lado no existe radiación ni por consiguiente convección. No hay calentamiento de superficie porque el sol, lógicamente, no penetra en ellas. Por otro lado no existe turbulencia porque en la mayoría de los casos no hay corrientes de aire; estas sólo existen en los casos determinados en que la cavidad no tiene un verdadero aislamiento del exterior, bién porque tiene una boca muy amplia o por la existencia de dos o más bocas situadas a diferente altitud. Todo esto nos lleva a la siguiente conclusión: en la atmósfera de una cavidad existe un equilibrio del tipo difusivo.

(*) En la foto de arriba, cumulonimbo en formación sobre la ciudad de Málaga. Los cumulonimbos son nubes de gran desarrollo vertical, que están formados por una corriente de aire cálido y húmedo que se eleva girando en forma de espiral. Su base puede estar a 2.000 metros y su cima entre 12.ooo -15.000 metros; cuando llegan a estas alturas, los cumulonimbos se expanden y toman la típica forma en yunque. Foto, archivo del autor.

Las condiciones climáticas en las cavidades. Factores abióticos (1)

Ya hemos dicho anteriormente que cuando hablamos del Medio Subterráneo, podemos afirmar que es carácterística común de este la uniformidad de sus condiciones de existencia; al contrario de lo que ocurre en el medio epigeo, la humedad, la falta de luz, temperatura, tranquilidad y composición del aire se mantienen prácticamente constantes. Uno de los atributos más importantes del ambiente subterráneo es el elevado grado de humedad alcanzado por el aire, que se mantiene saturado de vapor de agua o próximo a la saturación.

Normalmente el aire se mantiene quieto en el interior de las cavidades subterráneas; pese a que la temperatura varía a veces considerablemente de unas cavidades a otras en función de la altitud sobre el nivel del mar, latitud geográfica, emplazamiento, orientación de la boca, etc, lo cierto es que dada la escasa conductibilidad calorífica de las rocas y la falta de corrientes de aire (esto no siempre), las variaciones diurnas y hasta estacionales de temperatura son mínimas e incluso dejan, a veces, de apreciarse en las zonas profundas de una determinada cavidad, que puede por tal motivo considerarse como térmicamente estable.

A este respecto se conoce muy bien la afirmación de muchos autores de que la temperatura del aire y de las aguas de infiltración se mantiene prácticamente constante en el dominio cavernícola, correspondiendo en la generalidad de los casos a la media anual de la superficie. Bien es verdad que en algunas cuevas y como consecuencia del movimiento anormal del aire las variaciones térmicas estacionales pueden alcanzar algunos grados de amplitud. En cuanto a la humedad, la experiencia nos ha demostrado que en la gran mayoría de las cavidades y si nos fijamos en las zonas profundas de ellas, las condiciones de humedad que en ellas se dan, no importa cuales sean las temperaturas ambientales, coinciden con las de saturación.

(*) La boca de una cavidad es como el pulmón por medio del cual esta respira. Cualquier alteración de la misma puede traer consecuencias imprevisibles; algunas bocas son de unas dimensiones gigantescas. Arriba podemos ver la boca de Hundidero, en el sistema Hundidero-Gato. Fotografia, archivo del autor. Año 1981