GEOESPELEOLOGIA
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Item Speleothem in Sandstone: Maranhão as a Geo-Speleological Scenario(2024-06-26) Castro, Cláudio Eduardo de; Silva, Flávia MartinsThe municipality of Carolina, located in the southern region of Maranhão, features a terrain composed of hills and plateaus formed from sandstone lithology originating from the Balsas Group formations. This region houses geological features such as caves and speleothems, which pertain to endokarst, primarily formed through erosive processes. Due to its significant speleological potential, the region has been studied by the Conservation Units Research Group (GEUC) of the Maranhão State University (UEMA) since 2013.Item Relatos de Observação em Campo no Complexo da Gruta do Padre – Santana Bahia(2016-02) Cardoso, AloísioAs observações foram realizadas durante o mês de janeiro e fevereiro de 2016 com nativos aprendizes por vontade própria da espeleologiaItem Obtaining High‐Resolution Magnetic Records From Speleothems Using Magnetic Microscopy(2024) Borlina, C. S.; Lima, E. A.; Feinberg, J. M; Jaqueto, P.; Lascu, I.; Trindade, R. I. F.; et al.Speleothems are mineral deposits capable of recording detrital and/or chemical remanent magnetization at annual timescales. They can offer high‐resolution paleomagnetic records of short‐term variations in Earth's magnetic field, crucial for understanding the evolution of the dynamo. Owing to limitations on the magnetic moment sensitivity of commercial cryogenic rock magnetometers (∼10− 11 Am2 ), paleomagnetic studies of speleothems have been limited to samples with volumes of several hundreds of mm3 , averaging tens to hundreds of years of magnetic variation. Nonetheless, smaller samples (∼1–10 mm3 ) can be measured using superconducting quantum interference device (SQUID) microscopy, with a sensitivity better than ∼10− 15 Am2 . To determine the application of SQUID microscopy for obtaining robust high‐resolution records from small‐volume speleothem samples, we analyzed three different stalagmites collected from Lapa dos Morcegos Cave (Portugal), Pau d'Alho Cave (Brazil), and Crevice Cave (United States). These stalagmites are representative of a range of magnetic properties and have been previously studied with conventional rock magnetometers. We show that by using SQUID microscopy we can achieve a five‐fold improvement in temporal resolution for samples with higher abundances of magnetic carriers (e.g., Pau d'Alho Cave and Lapa dos Morcegos Cave). In contrast, speleothems with low abundances of magnetic carriers (e.g., Crevice Cave) do not benefit from higher resolution analysis and are best analyzed using conventional rock magnetometers. Overall, by targeting speleothem samples with high concentrations of magnetic carriers we can increase the temporal resolution of magnetic records, setting the stage for resolving geomagnetic variations at short time scales.Item A New Attempt to Estimate Underground Soil Leakage through High-Density, Fixed-Point Monitoring in a Typical Karst Rocky Desertification Region(2024-05-01) Dayun Zhu; Qian Yang; Hua Xiao; Yingshan ZhaoUnderstanding soil loss pathways in karst regions is crucial for erosion control. Combining high-density measurements of grid points with runoff plot monitoring, we attempt to use a new indirect method to study the characteristics of soil loss in karst rocky desertification areas of Salaxi Town, Guizhou province. One cycle year monitoring data of 12640 grid points were applied in the soil loss analysis. This study identifies underground leakage as the primary pathway of soil loss, with an mean soil leakage of 21.51 kg in potential areas, accounting for 83.12%, and an average leakage of 22.69 kg in in mild karst rocky desertification areas accounting for 81.48%. Mixed vegetation types (forest, shrub, and grass) were better at preventing surface soil loss but increased underground leakage compared to single vegetation types. The rainy season significantly influences soil erosion, accounting for 67.88% of total loss, with slight variations among different karst rocky desertification grades and vegetation types. Mean underground leakage rates during the rainy and dry seasons are 63.34% and 36.66%, respectively. Although this method still has certain limitations, it plays a positive role in revealing the mechanism of soil erosion processes in karst regions.Item Karst Hydrological Connections of Lakes and Neoproterozoic Hydrogeological System between the Years 1985–2020, Lagoa Santa—Minas Gerais, Brazil(2024-09-12) Pacheco Neto, Wallace; Paula, Rodrigo de; Galvão, PauloThis study focuses on a complex Brazilian Neoproterozoic karst (hydro)geological and geomorphological area, consisting of metapelitic–carbonate sedimentary rocks of ~740–590 Ma, forming the largest carbonate sequence in the country. At the center of the area lies the Lagoa Santa Karst Environmental Protection Area (LSKEPA), located near the Minas Gerais’ state capital, Belo Horizonte, and presents a series of lakes associated with the large fluvial system of the Velhas river under the influence, locally, of carbonate rocks. The hydrodynamics of carbonate lakes remain enigmatic, and various factors can influence the behavior of these water bodies. This work analyzed the hydrological behavior of 129 lakes within the LSKEPA to understand potential connections with the main karst aquifer, karst-fissure aquifer, and porous aquifer, as well as their evolution patterns in the physical environment. Pluviometric surveys and satellite image analysis were conducted from 1984 to 2020 to observe how the lakes’ shorelines behaved in response to meteorological variations. The temporal assessment for understanding landscape evolution proves to be an effective tool and provides important information about the interaction between groundwater and surface water. The 129 lakes were grouped into eight classes representing the hydrological connection patterns with the aquifers in the region, with classes defined for perennial lakes: (1) constantly connected, (2) seasonally disconnected, and (3) disconnected; for intermittent lakes: (4) disconnected during the analyzed time interval, (5) seasonally connected, (6) disconnected, (7) extremely disconnected, and (8) intermittent lakes that connected and stopped drying up. The patterns observed in the variation of lakes’ shorelines under the influence of different pluviometric moments showed a positive correlation, especially in dry periods, where these water bodies may be functioning as recharge or discharge zones of the karst aquifer. These inputs and outputs are conditioned to the well-developed karst tertiary porosity, where water flow in the epikarst moves according to the direction of enlarged karstified fractures, rock foliation planes, and lithological contacts. Other factors may condition the hydrological behavior of the lakes, such as rates of evapotranspiration, intensity of rainfall during rainy periods, and excessive exploitation of water.Item Investigating speleothem magnetism as a proxy for dust mobilization and rainfall(2024-04-15) Kimberly Hess; Roger R. Fu; Samuel Piascik; Nicolas M. Stríkis; Ricardo I.F. Trindade; Tyler Kukla; Alec R. Brenner; Plinio Jaqueto; Michail I. Petaev; Francisco W. Cruz; Placido Fabricio Silva Melo Buarque; Carlos Pérez-Mejías; Hai ChengCommonly used speleothem-based paleoclimate proxies such as δ18O, δ13C, and trace element ratios are capable of high temporal resolution, but their interpretations are often ambiguous due to the conflated effects of multiple forcings. This complexity motivates the development of targeted proxies that can track specific local hydrological conditions. To this end, the concentration of ferromagnetic Fe-oxide particles in speleothem laminae has been suggested as a potential tracer for local precipitation. Here we use the quantum diamond microscope (QDM) to obtain a sub-annual resolution time series of ferromagnetic content in a Brazilian speleothem from a well-ventilated cave environment covering the period between 1913 and 2016 CE. This high resolution allows us to quantify the correlation between speleothem magnetic properties and an instrumental precipitation record for the first time. We find that ferromagnetic content in the central column displays a modest but significant negative correlation with rainfall ( , while magnetism in the speleothem flanks shows a weaker, statistically insignificant relationship. Rock magnetic analyses of the speleothem further reveal ultrafine, pedogenic grains to be the dominant ferromagnetic carriers. Combining QDM and electron microprobe data, we show that these pedogenic grains were likely developed in surface soils and delivered into the cave as part of airborne, 10–200 μm silicate-carbonate soil agglomerates. Our results show that speleothem magnetism holds strong potential as a targeted proxy for paleorainfall and demonstrate a method for identifying the mechanism of magnetic enhancement, which sets the necessary foundation for any paleoclimatic interpretations.Item Growth rates of Brazilian carbonate speleothems by the 210Pb chronological method(2024-03-14) Figols, A.P.; Bonotto, D.M.Carbonate speleothems contain measurable concentration of 210Pb, which can be used to estimate modern growth rates up to a 150-years timescale. However, data referring to such application of this geochronological method are scarce in the Southern Hemisphere, with most studies based on temperate climate locations in the Asian continent. Such a lack of data makes it difficult to approach an investigative comparison of the main physical parameters that influence the precipitation rate of calcium carbonate in caves. In this context, the present study describes the record of longitudinal growth rates of carbonate speleothems sampled in two different Brazilian regions: Pains municipality (Midwestern Minas Gerais State) and Curitiba Metropolitan Area (CMA, eastern Paraná State), whose climates are subtropical with dry winter (Cwa) and wet temperate (Cfb), respectively. Segments of variable thickness from eight stalactites samples were subjected to HCl dissolution, 210Po deposition onto copper discs, and 210Po analysis by alpha spectrometry for yielding the activity concentration data. 210Po activity concentration data provided the 210Pb values due to radioactive equilibrium condition between these radionuclides. Although all samples exhibited a quantifiable measure of the 210Pb activity concentration in their sectional layers, the longitudinal growth rate could not be estimated by the CF:CS method for three of the eight stalactites. However, the modified CRS method allowed determine growth rates for all speleothems. The mean 210Pb CRS growth rate obtained at Pains and CMA sites is 1.4 ± 0.1 mm/year and 1.5 ± 0.2 mm/year, respectively, indicating coincidence at both sites and suggesting that the approach is reliable for determining modern growth rates.Item DINÂMICAS DA NATUREZA NA REGIÃO DE CARAJÁS COM FOCO NOS ATRIBUTOS CLÁSSICOS DA GEODIVERSIDADE(2024-06) Santos, Railson Luz; Mascarenhas, Abraão Levi dos Santos; Vidal, Maria RitaOs aspectos da geodiversidade têm abarcado discussões teóricas e metodológicas, e na ciência geográfica os estudos de padrões de geodiversidade buscam a identificação e a classificação dos padrões espaciais, sendo cruciais para melhor gestão do geopatromônio. A presente seção elencou a região de Carajás como locus de rica geodiversidade. Partindo da análise dos componentes geodiversos que integram a paisagem, tais como as estruturas litológicas, pedológica e geomorfológica, e posteriormente classificando-os por sua relevância científica, educacional e cultural. Para melhor estruturar os níveis de geodiversidade, os dados foram distribuídos em uma escala de importância de 1 a 5. Espera-se que tais valores possam ser usados como dados técnicos para subsidiar planos de geoconservação da geodiversidade das áreas em tela.Item CARSTE EM ROCHAS SILICICLÁSTICAS NA CHAPADA DIAMANTINA: GEOESPELEOLOGIA DA GRUTA DO CANAL DA FUMAÇA, VILA DE IGATU, ANDARAÍ (BA)(2024) PARRA, RAPHAEL; Pereira, Ricardo Galeno Fraga de Araújo; Maia, Rubson Pinheiro; Pontes, Henrique SimãoA formação de relevos cársticos em rochas siliciclásticas é fato já reconhecido e estudado pela ciência nas últimas décadas. Neste sentido, a região da Chapada Diamantina, no centro do Estado da Bahia, que é notória pela presença de amplos sistemas de cavernas instalados em rochas carbonáticas, atualmente vem ganhando visibilidade também para terrenos cársticos siliciclásticos, sobretudo na Serra do Sincorá. Esta unidade de relevo montanhoso, que alcança 1.700 m, é sustentada pelos metarenitos e metaconglomerados da Formação Tombador (Grupo Chapada Diamantina, Supergrupo Espinhaço), de idade Mesoproterozoica. Nela, destacam-se a Gruta do Lapão, no município de Lençóis, com 1,6 km de desenvolvimento e a Gruta do Castelo, no Vale do Pati, município de Mucugê, com 383 m de desenvolvimento. Ambas são pontos de visitação turística dentro do Parque Nacional da Chapada Diamantina e, por isso, têm maior visibilidade no meio acadêmico e para o público em geral. Por sua vez, a Vila de Igatu, no município de Andaraí, abriga valiosos sistemas cársticos, com complexas redes de condutos subterrâneos e relevo ruiniforme, ainda pouco estudados e compreendidos. Na área da Bacia Hidrográfica do Rio Coisa Boa, um dos afluentes do Rio Paraguaçu, são reconhecidas 12 cavernas, algumas das quais já reconhecidas em trabalhos anteriores e cadastradas em bancos de dados espeleológicos. Nesse trabalho, foi realizada a caracterização de um dos sistemas cársticos, a Gruta do Canal da Fumaça, através da cartografia espeleológica, análises estruturais por sensoriamento remoto e em campo, descrições de amostras de rocha através de microscópio óptico e eletrônico de varredura, além da determinação da composição química (FRX) e mineralógica (DRX). Observou-se que estruturas NNE-SSW, NNW-SSE e ENE-WSE, associadas à deformação transpressiva sinistral que estruturou a Serra do Sincorá, exerce importante influencia na abertura dos condutos e na formação do relevo ruiniforme, atuando como frentes preferenciais de intemperismo. A avaliação petrográfica sugere que o ataque químico se dá, principalmente, sobre os filossilicatos (pirofilita e caulinita) que compõem a matriz dos metarenitos da área, sendo mais solúveis em pH ácido. Secundariamente, os grãos de quartzo também são afetados. Esse processo, denominado fantomização, reduz a coesão entre os grãos e, então, os processos de piping os removem mecanicamente. Por outro lado, identificou-se também um profundo impacto da atividade de garimpo de diamante, desenvolvida nos séculos XIX e XX. Modificações como escavações e detonações de condutos, construções de muros e pilares, alteraram significativamente o interior da caverna, colaborando, inclusive, para aumentar suas dimensões de extensão e volume. Tendo isso em vista, foi proposto um modelo de evolução para a Gruta do Canal da Fumaça, considerando os processos geológicos cársticos e também as alterações antrópicas.Item CARACTERIZAÇÃO DAS MORFOLOGIAS CÁRSTICAS DO METACALCÁRIO DO VALE DO SÃO ROMÃO, CEARÁ-BRASIL(2023) ARAÚJO, CARLOS RENIR SOARES DEEste trabalho efetua uma caracterização da morfologia cárstica presente na região do Vale do São Romão, entre os municípios de Altaneira e Farias Brito, estado do Ceará. A região se encontra inserida no contexto geológico e tectônico da porção setentrional da Província da Borborema, Domínio Rio Grande do Norte. Trata-se de uma região de clima semiárido, que apresenta um conjunto de formas típicas constituídas em metacalcários, tais como os lapiás, que se encontram expostos à superfície e compõem a paisagem das vertentes do Vale do São Romão. Com o objetivo de caracterizar as referidas feições presentes na região, o trabalho visa entender os aspectos morfológicos das feições presentes na região, além de descrevê-las e mapeá-las. A metodologia da pesquisa se baseou em quatro etapas, a pesquisa bibliográfica, trabalho de campo e mapeamento, subsidiando a compreensão e descrição da dinâmica das formas e processos da litologia em estudo. A área de estudo é parte integrante da depressão sertaneja, com a presença de um grande maciço (serra do Quincuncá), sendo comum a presença de cristas residuais, estruturadas nos metacalcários e uma morfoestrutura com forte influência de lineamentos estruturais. A gênese e evolução do carste da região ocorreu pela ação conjunta de fatores exógenos, tais como a umidade e temperatura, condições que não estão presentes nos dias atuais. Por conta das temperaturas elevadas e baixos índices de umidade ao longo do ano, a morfologia cárstica da região é reflexo de uma formação em condições climáticas pretéritas. Estas feições, possuem uma gênese particular, necessitando de climas propícios, com grande aporte de umidade, temperaturas elevadas e componentes mineralógicos ideais para dissolução/erosão, como a calcita e dolomita. As morfologias mais comuns identificadas na área, fazem parte do carste exógeno, com a presença de paredões lapiezados, lapiás em caneluras, campo de lápias e blocos exumados, mas também, o endocarste, com a presença de cavernas e condutos calcários.