EL USO DEL MAPA GEOLGICO PARA ESPELELOGOS

Marius van Heiningen http://espeleogenesis.blogspot.com

INTRODUCCIN.

La mayor ventaja de un mapa geolgico es que nos deja la posibilidad de distinguir entre las formaciones solubles (favorables para la formacin de cuevas) y las formaciones no solubles. Uno tiene que tener en mente que todas las rocas carbonatadas tienen un sistema de desage subterrneo y que por tanto se debe de sospechar la presencia de una cueva en cualquiera caliza o doloma. Esta presencia solo depende de si los conductos de desage se han desarrollado hasta un tamao para hacerlos penetrables para el hombre. El tamao de los conductos depende de varios factores como el tiempo, las fisuras y el gradiente hidrulico, pero uno de los ms importantes es la cantidad de agua disponible. En una caliza que recibe muy poca agua es difcil encontrar galeras accesibles. Esta cantidad depende de la superficie de su afloramiento, donde entra agua por precipitacin directa, y de los aportes que se recibe por arroyos y de escorrentas de superficies impermeables anexos. La localizacin exacta de grandes pozos con la ayuda del mapa geolgico es bastante difcil, que no sea que estn relacionados con sumideros o fallas. Lo que s se puede localizar son las zonas favorables, en este caso los cumbres, crestas y altiplanos de roca carbonatadas, a veces acompaados por dolinas. Mejores resultados da el mapa geolgico cuando confirma que los arroyos y ros que se pierden y reaparecen, los manantiales y depresiones cerradas que se haba localizado en el mapa topogrfico, realmente estn relacionados con formaciones carbonatadas o yesos. Sin embargo, probablemente la mejor ayuda que nos ofrece el mapa geolgico es que nos posibilite la determinacin del punto ms bajo de un acufero krstico, comparando los contactos de la formacin con las curvas de altura. Tericamente este punto marca el lugar donde las aguas subterrneas deben de brotar de su acufero, y por tanto indica el lugar preferido para la presencia de los manantiales (incluso los pequeos que no estn en el mapa). Es muy frecuente que en el campo realmente se encuentren manantiales en estos puntos. Ahora bien, porque nos debe de interesar tanto la presencia de manantiales krsticos? El manantial es la terminacin de toda una red de fisuras y conductos subterrneos anegados, que da origen a las cuevas. Al fin y al cabo, una cueva no es otra cosa que uno de estos conductos que se ha desarrollado hasta tal tamao que es penetrable por el hombre. Entonces lo convierte en uno de los mejores sitios de posible acceso a la red subterrnea de galeras. Por un lado es posible que el manantial sale directamente de una galera vadosa, y por otro lado puede que el manantial ofrece posibilidades para una exploracin subacutica. Sin embargo, es ms probable que algo por encima del manantial actual se encuentra una galera seca, que en su da funcion como manantial. No obstante, no hay que olvidar que la escala del mapa geolgico limita mucho la informacin que puede dar. Por ejemplo, no suele dar indicaciones de miembros y niveles. A lo mejor el punto ms bajo de una formacin no coincide con el miembro favorable para la formacin de cuevas y por eso en el campo hay que esforzarse de distinguir estos miembros (normalmente miembros compactos o de estratificacin gruesa), para poder localizar el punto ms bajo del miembro favorable en lugar de la formacin entera.

UN MAPA GEOLGICO Y LAS FORMACIONES CARBONATADAS.

En un mapa geolgico las formaciones de roca estn indicados con un color y un nmero (figura 1), dibujados sobre un mapa topogrfico. Las curvas de nivel no siempre se han quedado bien visible, dependiendo de la imprenta y de los colores usados, y por tanto es aconsejable manejar el mapa geolgico y topogrfico de una misma zona simultneamente. El significado de cada color y nmero se encuentra en la leyenda del mapa. La figura 2 muestra parte de la leyenda del mapa de Riao y las formaciones susceptibles para la formacin de karst (en este caso las calizas y dolomas) se han subrayado en rojo. El mapa tambin muestra una variedad de signos, de los cuales los ms importantes se han explicado en el artculo El significado de los signos del mapa geolgico. Estos signos son muy tiles para determinar las estructuras geolgicas, pero para una primera aproximacin de los puntos favorables para las entradas de cuevas se puede prescindir de ellos.

La figura 1 muestra una parte del mapa geolgico de Riao.

La figura 2 muestra una parte de la leyenda del mapa geolgico de Riao. Las formaciones solubles, en este caso las calizas y dolomas, se han subrayado en rojo.

En la figura 3 se ha indicado la distribucin de las rocas carbonatadas de la figura 1 (en rojo). En este caso se trata de las formaciones 0, 5, 6, 8, 14 y 15. De este modo se ha reducido considerablemente el terreno de bsqueda y no se pierde tiempo recorriendo zonas sin ninguna probabilidad de xito. Como se ha explicado en la introduccin, una de las reglas ms importantes es localizar la cota topogrfica ms baja de una formacin favorable, por ser el punto de preferencia

de desage del acufero que existe dentro de la roca carbonatada. Este punto de desage puede ser directamente la boca de una cueva o lo que es ms comn, un manantial. En el segundo caso es frecuente que se puede encontrar cuevas en los inmediatos alrededores, pero siempre a una altura ms elevada.

La figura 3 muestra la distribucin de las rocas carbonatadas, indicando sus contactos en rojo.

UN EJEMPLO: LA DESCRIPCIN DE LAS ZONAS ESPELEOLGICAS / HIDROLGICAS ALREDEDOR DEL RO ESLA (LEN).

En este apartado se estudian los sistemas hidrolgicos/espeleolgicos que se ha encontrado en las formaciones carbonatadas anteriormente mencionadas. En la figura 4 se ha indicado en el mapa de la figura 1 algunos indicios importantes, como son los cuevas principales, cuevas pequeas, pozos y manantiales. Para facilitar su descripcin se ha dividido la regin en tres zonas: la zona oriental, la zona central y la zona del noroeste. A continuacin se analiza la razn geolgica ms plausible de porqu cada sistema se ha desarrollado hasta la situacin presente. La idea es facilitar al lector el entendimiento de algunos casos reales, que pueden funcionar como ejemplos para un mejor reconocimiento de situaciones parecidas que se puede encontrar en el mapa geolgico de una zona nueva.

La figura 4 muestra el mismo mapa con los cuevas principales, cuevas pequeas, pozos y manantiales.

LA ZONA ORIENTAL, ALREDEDOR DE VERDIAGO. El primer ejemplo trata de las calizas y dolomas de la zona oriental, alrededor de Verdiago. Los tramos ms interesantes se han denominado A, B y C.

El tramo A consiste de la Formacin Portilla (formacin nmero 8) y llega desde Verdiago hacia el arroyo de San Martino en el noroeste. Donde el tramo es cortado por el ro Esla (en su terminacin sur, en Verdiago) se encuentra la Cueva del Carro (Cueva de la Hoja) (1) al lado de la carretera. La cueva est situada unos pocos metros por encima del ro. En poca de deshielo existe una fuente al lado de la entrada que funciona como aliviadero de la cueva, quedndose las galeras inferiores completamente anegadas. En el lmite noroeste de este tramo, el arroyo de San Martino se infiltra por completo en las calizas, en poca de estiaje, y adems se encuentran las entradas de unas pequeas cuevas. El afloramiento del tramo A es un altiplano que no recibe aguas de escorrenta de formaciones vecinas, ni su superficie es lo suficientemente amplia para poder explicar el caudal de la fuente por acumulacin de aguas de precipitacin. Pues, la prdida del arroyo de San Martino, situado a un nivel topogrfico superior (unos 50 metros por encima de la cueva), es la nica explicacin plausible para el origen del caudal de la fuente. Adems, la presencia de algunas cortas, pero amplias cuevas que parecen haber funcionado como sumideros, lo confirman.

La figura 5 es una ampliacin de la parte oriental del mapa, indicando las cuevas y fuentes alrededor de Verdiago. Indicados en negro: Cueva de la Hoja (1), Cueva de San Antonio(2), pequea cueva (3) y el Pozo de San Martn (4). Indicados en azul: aliviadero de la Cueva de la Hoja (1) aliviadero de la Cueva de San Antonio (2), manantial al pie del anticlinal (3) y en morado se ha indicado el trayecto por donde se pierde el arroyo de San Martino.

Esta situacin es un ejemplo de un tramo de roca carbonatada situado entre dos cursos de agua. Si el desnivel entre ambos es considerable hay una (gran) posibilidad que se establece una conexin hidrolgica, y por tanto una buena posibilidad de encontrar una cueva. El posible desarrollo de la cueva va desde su boca hasta la prdida del arroyo en el otro valle, mientras que las dimensiones de una cueva en estas condiciones debieron de ser bastante uniformes, porque el caudal es constante por toda la cueva.

El tramo B consiste de la Formacin Lancara (formacin nmero 0) y llega desde Verdiago hacia el arroyo de San Martino en el noroeste, en paralelo al tramo A. Donde el tramo es cortado por el ro Esla (en su terminacin sur, en Verdiago) se encuentra la Cueva de San Antonio (2) y una fuente intermitente que solo funciona en poca de deshielo. La situacin es muy parecido al del tramo A, con la excepcin que el arroyo de San Martino no pierde una cantidad de agua apreciable en la terminacin noroeste. Sin embargo, en este caso existe una amplia vertiente vecina de roca impermeable (hacia el noreste) que aporta agua de escorrenta, que en parte es recogida por un pequeo arroyo que cruza la formacin, y que por otra parte infiltra directamente a lo largo del contacto con la formacin. Esta situacin es un ejemplo de un tramo de roca carbonatada situado por debajo de una vertiente de escorrenta, de donde proviene la mayor parte del caudal del acufero subterrneo. La situacin ms favorable es cuando el rumbo de la formacin es ms o menos paralelo al valle, es decir perpendicular sobre la vertiente, y con una estratificacin que inclina montaa adentro. De este modo se puede recoger gran cantidad de agua, que es acumulada montaa adentro, que se dirige a lo largo de la formacin hacia el punto topogrficamente ms bajo.

La prolongacin del tramo A hacia el otro lado del arroyo de San Martino (hacia el oeste) es mucho menos favorable para establecer una conexin hidrolgica porque la distancia hacia el punto ms bajo es unas tres veces mayor (gradiente hidrulico tres veces menor). Este punto bajo se encuentra al lado del ro Esla en Valdor. Sin embargo, en ambas terminaciones se puede encontrar pequeas cuevas que son el resultado de un acufero de poco caudal que se ha formado por la precipitacin directa sobre la caliza y algo de escorrenta. Es probable que el desage principal de este acufero ocurre directamente en el lecho del ro Esla. Las prolongacin hacia el sur de Verdiago (otro lado del ro Esla) se encuentra en ms o menos la misma situacin y no se conocen cuevas.

La prolongacin del tramo B hacia el otro lado del arroyo de San Martino (hacia el oeste) recoge bastante agua de escorrenta y su desage debe de ser hacia el ro Esla en el noroeste (hacia Valdor). En su corte con el ro no se encuentra ninguna cueva, aunque si existen muchas grietas. Su desage ms probable ser directamente en el lecho del ro Esla.

El tramo C es un anticlinal formado en las calizas de la Formacin Santa Luca (formacin nmero 6) a cuyo pie se encuentra un gran manantial a las orillas del ro Esla. El caudal es demasiado grande en comparacin con la superficie del tramo C, pero la figura 3 muestra unos afloramientos de la misma formacin y del mismo anticlinal hacia el suroeste, ampliando la superficie de recogida de precipitacin y escorrenta. En medio del anticlinal se encuentra el Pozo de San Martn.

La figura 6 es una ampliacin de la parte central del mapa, indicando las cuevas y fuentes al norte de Sabero. Indicados en negro: Cueva el Trigal (1), pequeos pozos (2), pequea cueva (3) y Cueva de Valdelajo (4). Indicados en azul las tres fuentes del sinclinal (1, 2 y 3) y las dos fuentes al norte del anticlinal (4 y 5).

LA ZONA CENTRAL. El segundo ejemplo trata de las calizas y dolomas de la zona central y los tramos ms interesantes se han denominado A, B y C. No se muestra el mapa topogrfico porque las curvas de nivel estn bastante claras.

El tramo A incluye las formaciones carbonatadas de Portilla (nmero 8) y Lancara (nmero 0) y se trata de un sinclinal. La Formacin Lancara forma el ncleo del sinclinal con una superficie reducida y sin aportaciones de escorrenta y por tanto no es interesante. Aunque la Formacin Portillo tampoco recibe aportaciones de escorrenta, su superficie es lo suficientemente grande para despertar nuestro inters. Aqu se encuentra la Cueva el Trigal (1) y dos pequeos pozos (2) relacionados con marcadas fallas. Una parte del desage ocurre en el punto ms al oeste, como una pequea fuente

al lado del Arroyo de la Mina (1), otra parte del desage ocurre por entre los derrumbamientos que se encuentran al pie del punto ms bajo en el norte (2), mientras que un tercer desage ocurre en el punto ms bajo en el sur (3). No se han encontrado cuevas relacionadas con las fuentes. Parece que en la actualidad, en este tramo, hay por lo menos tres acuferos que son demasiado pequeos para formar conductos penetrables. No es imposible que las relativamente grandes salas del Trigal se han formado en un solo acufero antiguo que pude haber existido entre el Arroyo de la Mina y el ro Esla (ver siguiente ejemplo). La relacin con un sistema hidrolgico antiguo es apoyada por la situacin de la cueva en una de las partes ms altas, desconectada del sistema hidrolgico actual. En este ejemplo se ha tratado las razones para descartar una formacin (la Lancara) como un objetivo principal, lo que no quita que siempre se puede echar una ojeada, y tambin se ha deducido porque una zona aparentemente favorable no tiene cuevas (fraccin del acufero en tres partes). Sin embargo, se ha encontrado una cueva en lo ms alto (el Trigal) indicando que el tramo pudo haber sido favorable en el pasado, y por ltimo se han encontrado unos pozos relacionados con fallas.

La prolongacin del tramo A, situado al otro lado del Arroyo de la Mina, pudiera tener alguna cueva, pero no se ha encontrado ninguna.

El tramo B incluye la formacin carbonatada de Santa Luca (nmero 6) y se trata de un anticlinal. Las cuevas se encuentran alrededor del Arroyo de la Mina, por dos razones contradictorias. Las pequeas cuevas (3) situadas en el flanco sur del anticlinal, se han formado en un sistema de desage hacia el arroyo que en este caso funciona como nivel de base local. (hay que aadir que es posible que las cuevas pueden ser el resultado de una formacin superficial en condiciones (peri)glaciales, pero esto sale fuera del contexto de este artculo). La Cueva de Valdelajo (4), descubierta hace unos aos durante la excavacin de una nueva cantera y desde entonces acondicionado para su visita (la cantera se ha cerrado por el descubrimiento de la cueva, gran aplauso), se encuentra en el flanco norte del anticlinal y parece que es parte de un antiguo sumidero. La cueva est situada exactamente en el lmite norte de la formacin, donde el arroyo entraba en contacto con la formacin de caliza (figura 6). Despus de un reconocimiento del terreno pude encontrar por lo menos dos manantiales importantes (4 y 5), situados en el extremo nororiental de la caliza, a las orillas del ro Esla. Lo ms probable es que la Cueva de Valdelajo ha funcionado como sumidero y que parte del agua del arroyo, aumentado por precipitacin directa sobre la caliza y aguas de escorrenta, desage directamente hacia el ro Esla por el camino ms corto, es decir cruzando por la caliza y pasando por debajo del monte Camperones, en lugar de seguir por el lecho del arroyo. En este ejemplo se ha visto que una parte de un mismo valle puede funcionar como nivel de base local (para el flanco sur del anticlinal) y que otra parte puede aportar agua hacia otro nivel de base (el flanco norte con el ro Esla como nivel de base). Tambin nos muestra que aunque un valle es relativamente profundo, no es seguro que funcione como nivel de base, especialmente si la caliza tiene un contacto con otro valle todava ms bajo. Otra vez el principio del punto ms bajo dentro de una formacin.

El tramo C consiste de un conjunto de dos formaciones carbonatadas de una edad muy diferente, donde la formacin ms antigua se ha superpuesto sobre la ms joven mediante un cabalgamiento. El afloramiento en la zona central es prcticamente horizontal, de tal modo que no se puede identificar claramente el punto ms bajo. Puede que una parte del desage sea hacia el suroeste, pero la mayor parte desage ocurre

hacia un profundo valle en el norte (zona del noroeste) donde existe un manantial muy abundante (figura 8). Su caudal es tan desproporcionado en relacin con la superficie de ambas formaciones, que hace pensar que la mayora del agua debe de provenir, en forma de escorrenta, de la gran vertiente situado al este y por encima de las calizas. Este ejemplo indica, una vez ms, el principio del punto ms bajo y adems la importancia de la escorrenta.

LA ZONA DEL NOROESTE, EL TRAMO DE ARVEJALES. El tercer ejemplo se trata de un tramo donde se ha desarrollado una de las cuevas ms largas de Len: la Cueva de Arvejales (en exploracin por el GETOTE), y por tanto lo llamo el tramo de Arvejales.

Este tramo consiste de las formaciones Portilla (8) y Lancara (0). Segn el mapa ambas formaciones estn separadas por las areniscas de la Formacin Nocedo (9), pero en realidad desde el yacimiento de plomo y plata (Pb,Ag en la figura 7) hacia el noroeste ya no est presente. La Cueva de Arvejales (1) se ha desarrollado en la Formacin Portilla, principalmente en direccin del ro Esla (hacia el sureste) y pasa por debajo de la Cueva la Riera (originalmente parte del mismo sistema) cuya conexin con Arvejales probablemente solo es cuestin de tiempo. Al suroeste de la Cueva la Riera se encuentran varias cuevas cortas pero amplias, todas cortadas por colmataciones de sedimento o espeleotemas. Son partes del nivel original (el ms superior) que hoy en da se ha quedado obstruido o se ha desaparecido por la erosin. Un kilmetro y medio hacia el sureste se encuentra un gran manantial en medio del ro Esla y una pequea boca de una cueva obstruida. Dentro de la Cueva de Arvejales hay un ro con un caudal que en poca de deshielo lo hace impracticable y no existen fuentes en todo el trayecto entre la cueva y el ro. Por tanto se cree que el manantial proviene de la cueva y que la cueva pequea puede ser una antigua salida de la cueva. El origen del caudal del ro de la Cueva de Arvejales es mltiple. Por una parte proviene de la precipitacin directa sobre ambas formaciones y por otra (gran) parte proviene de escorrenta de las laderas superiores (figura 8). Esta escorrenta ha formado varios arroyos pequeos que todos se pierden en el contacto con la Formacin Lancara (es decir con el primer contacto con las calizas). Dentro de la cueva reaparecen estos arroyos como pequeas aportaciones laterales con un fuerte desnivel. Tambin se sospecha que la cueva recibe agua del arroyo principal del valle, donde este entra en contacto con las calizas de la Formacin Portilla, probablemente en tres puntos (A, B y C en la figura 8). Es que el ro de Arvejales se encuentra topogrficamente ms bajo que el arroyo del valle y se ha encontrado un aporte importante desde la direccin del valle.

Este es un ejemplo de una formacin que se encuentra en paralelo a un valle y cuyo acufero recoge agua tanto de precipitacin como de escorrenta, adems de cierta cantidad de aporte del arroyo principal del valle. La superficie total de recogida de precipitacin es bastante grande lo que se refleja en el volumen de sus galeras.

En este caso el acceso a la cueva se ha abierto por erosin de una parte de la roca madre donde se encuentra la cavidad, lo que por un lado negativo implica una prdida de parte de la cueva.

La figura 7 es una ampliacin de la parte noroeste del mapa, indicando las cuevas y fuentes. Indicados en negro: Cueva de Arvejalesl (1), Cueva la Riera (2), pequeas cuevas (3, 4, y 5). Indicados en azul el desage de Arvejales (1), y el desage del tramo C de la zona central (5).

RESUMEN.

En este artculo se ha descrito los sistemas hidrolgicos y su relacin con las cuevas existentes (y conocidas) en una parte de un mapa geolgico. El primer paso es distinguir cuales son las formaciones favorables, lo que se hace con ayuda de la leyenda, para poder descartar las formaciones no favorables. Ahora se llega al momento de un escrutinio minuciosamente de cada tramo de cada formacin favorable. En este ejemplo practico hemos topado con algunas situaciones bastante comunes: 1) La acumulacin de precipitacin directa y aguas de escorrenta en un acufero que luego desagua en su punto ms bajo (zona oriental, tramo B). 2) El acufero dentro de un tramo de roca favorable recibe agua de un arroyo, situado topogrficamente ms alto, y el desage ocurre en su punto ms bajo (zona oriental, tramo A). 3) El acufero dentro de un tramo de roca favorable recibe agua de un arroyo, situado topogrficamente ms alto, adems de agua de precipitacin directa y el desage ocurre en su punto ms bajo (zona central, tramo B, Cueva de Valdelajo).

4) El acufero recibe la mayora del agua de escorrenta, y el desage ocurre en su punto ms bajo (zona central, tramo C). 5) El acufero recibe agua de precipitacin directa, escorrenta, y adems de un arroyo topogrficamente ms alto. (zona noroeste, tramo de Arvejales).

En todos los casos el punto de desage es un lugar de inters mximo (Cuevas de la Hoja, Cueva de San Antonio) y tambin las zonas de entrada de agua de los arroyos superiores (Cueva de Valdelajo).

La figura 8 indica el tramo de Arvejales (en rojo) y la superficie de donde proviene la escorrenta hacia este tramo (en negro). Las flechas indican la direccin de la escorrenta. La fuente 2 es el caudaloso manantial del tramo C de la zona central. En los sitios A, B y C (en azul) es posible que el arroyo del valle pierde agua hacia la caliza.

NOTA FINAL.

Me doy cuenta que hasta ahora solo he dado una descripcin de unos ejemplos que provienen todos de una zona reducida. Hay ms situaciones que son favorables para la localizacin de entradas o que resultan en una captacin de mucho agua, lo que se refleja en la longitud y volumen de la cueva. Mi idea original fue tratar estas situaciones en este artculo, a continuacin de los ejemplos, sin embargo la longitud del tema, pues ya voy por la pgina 13, hace que las trate en un prximo artculo.