O vulcão da lava azul: paisagem bucólica e perigosa.

O complexo vulcânico Kawah  esta localizado na ilha de Java, (Indonésia). Entre os vários vulcões do conjunto,  um se destaca pela beleza singular: “o Kawah Ijen”. Esse vulcão quando entra em erupção ao invés de expelir um magma alaranjado pela cratera, ejeta uma lava de cor azul. O espetáculo fica mais fascinante durante noite, período em que o azul brilhante escorre em meio a escuridão, proporcionando um cenário magnifico.

Figura 1.  A lava azul do vulcão Kawah Ijen. Foto: Nacional geographic.

Figura 2. Lava azul abrindo caminho no entorno do vulcão Kawah Ijen. Foto: Nacional Geographic

Apesar dessa cor inusitada,  o vulcão  Kawah Ijen compartilha muitas características com outros vulcões ao redor do mundo, como a temperatura de 600 a 900°C, magma viscoso que se movimenta com lentidão e a própria lava alaranjada. O magma de cor laranja é devido a liberação de grande quantidade de energia térmica e esses fenômenos também acontecem com o Kawah Ijen, no entanto, esse vulcão apresenta o elemento químico enxofre (S)  em sua caldeira,  proporcionando o magma azul através de reações químicas. A cor de uma labareda, depende do elemento químico que esta em maior quantidade no material que esta em combustão, por exemplo a cor esverdeada pode ser decorrente da presença do elemento cobre (Cu) ou Bário (Ba). Já o vermelho intenso pode ser pela presença do Cálcio (Ca) e a cor lilás indica a presença de Potássio (K).

Uma outra curiosidade do  Kawah Ijen, são os vários mineiros que trabalham  manualmente dentro da cratera do vulcão, retirando e transportando os blocos de enxofre dentro de cestos. Cada trabalhador  carrega os blocos em seus ombros  de 70 e 90 quilos por viagem até a empresa que tem o direito de extração do minério no vulcão. A empresa paga um salario em torno de 4 a 8 euros por dia para os tralhadores. O enxofre extraído é utilizado nas industrias em seus produtos, como o fósforo, a pólvora,  em adubos e cosméticos. Além dos baixíssimos salários que mal sustentam suas famílias, a empresa não oferece equipamentos de segurança, seguro ou direitos trabalhista aos seus funcionários. Nos últimos 40 anos, mais  de 74 mineiros faleceram em decorrência de explosões repentinas de enxofre que envenenaram ainda mais o ar.

Figura 3. Mineiro organizando os blocos de enxofre em cestos para serem carregados em seus ombros. Foto: National geographic.

Figura 4. Mineiro trabalhando com enxofre em meio a paisagem bucólica e perigosa. Foto: National geographic.

A beleza do vulcão  Kawah Ijen hipnotiza nossos olhos com sua lava azul iridescente e ao mesmo tempo os preenchem de lágrimas pelas péssimas  condições de trabalho que são submetidos os mineiros. Eles e seus descendentes passam a maior parte do tempo em busca da sobrevivência enquanto morrem lentamente em um ambiente inóspito  para a maioria das formas de vida que vivem no  planeta.

Palavras-chave: Enxofre, Geologia, magma, manto, lava azul, mineração, rocha, vulcão, Vulcanismo,

Referencias

National Geographic. https://nationalgeographic.sapo.pt/natureza/grandes-reportagens/1366-vulcao-java-junh2014?showall=

49 cavernas encontradas na China recentemente

Os cientistas anunciaram em 2016 que um conjunto de 49  sumidouros naturais  ou cavernas (foto 1)  de relevo cársico que eram desconhecidas para ciência  foram encontradas nas montanhas Qinling-Bashan na cidade de Hanzhong, sudoeste da província de Shaanxi  (norte da China) em quatro meses de expedições cientificas (Rui 2017) . O relevo cársico é geralmente encontrado em regiões com alta pluviosidade anual e são raros em ambientes áridos. A sua formação acontece pelo  processo de  carstificação  e isso é causado pela ação da água das chuvas  que se infiltram em rochas calcárias que apresentam fendas, fissuras. As rochas apresentam em sua composição o carbono, fazendo com que a água se torne mais ácida , promovendo a dissolução química  das rochas por milhares de anos, resultando em diferentes tipos de formações que resultam no surgimento  de  cavernas, dolinas,rios subterrâneos, lapiás, cânions e vales cegos. No caso dos sumidouros, esses são  formados pelo colapso do leito rochoso e podem ser considerados parte ou um conjunto de cavernas  onde comumente há rios subterrâneos (Palmer & Palmer 2005).

Os sumidouros que foram descobertos, estão distribuídos ao longo de 592 quilômetros quadrados e apresentam  grandes dimensões em diâmetro e profundidade.  De acordo com  Wang Weihua ( diretor do Departamento de Terras e Recursos),  o  maior sumidouro apresenta 520 metros de diâmetro  e os demais tem medidas que variam de 100 a 500 metros.

Devido ao acesso difícil, a entrada de pessoas  foi impedida nos sumidouros, proporcionado a preservação desses locais fabulosos, não havendo registros de desmatamentos e outros tipos de intervenções antrópicas.

Os sumidouros abrigam florestas que são consideradas primitivas, apresentando em seus interiores,  espécies de  plantas raras e animais desconhecidos para a ciência, como o esquilo gigante voador (foto 2) e o besouro  Qianaphaenops (Tiankengius) xigouicus (foto 3) (Tian & Huang  (Tian et al. 2018). 

Foto 1. Interior de um dos sumidouros. Fonte:  (Tian et al. 2018).

Foto 2. Nova espécie de esquilo voador que vive no interior do sumidouro.

Foto 3. Nova espécie de besouro  - Qianaphaenops (Tiankengius) xigouicus  (Tian & Huang. Fonte:  (Tian et al. 2018).

Palavras-chave: cavernas, biodiversidade, biologia, espeleologia, geologia, fauna, flora

Referencias

Karmann, Ivo. "Ciclo da Água, Água subterrânea e sua ação geológica". In Teixeira, Wilson et Alli. "Decifrando a Terra" (pg. 114-136). São Paulo: Oficina de Textos, 2000 ISBN 85-86238-14-7.

Palmer A.N & Palmer M.V. 2005. Hydraulic processes in the origin of Tiankengs. Cave and Karst Science. 32:101-106. 

Rui X.J. 2017. Shaanxi Hanzhong Tiankeng Cluster: a great geological discovery of the 21th century. Chinese National Geography. 6:26-75. 

Tian, M., Huang, S. &  Wang, D. 2018. Occurrence of hypogean trechine beetles in Hanzhong Tiankeng Cluster, southwestern Shaanxi, China (Coleoptera: Carabidae: Trechinae). Annales de la Société entomologique de France 54: 81-87.

A Caverna Glowworm ou  "A caverna do céu estrelado"

Waitomo é um conjunto de cavernas que se localizam abaixo das montanhas na região de Waikato,   Norte da Nova Zelândia (foto 1). O nome Waitomo vem das palavras wai= água e tomo= buraco. Entre as várias cavernas, uma merece destaque:  A Caverna Glowworm (foto 1) ou  "caverna do céu estrelado".  O local foi visitado por Tane Tinorau e Fred Mace, os primeiros exploradores da caverna em 1887, contudo, o lugar já era conhecido pelos povos nativos. Os dois exploradores entraram no local e navegaram de jangada, nas águas com  matéria orgânica de diferentes tamanhos. Quando ambos olharam para cima, tiveram uma visão encantadora e inesquecível: um teto repleto de pontos luminosos que parecia um céu estrelado. 

Foto 1. A caverna Glowworm  ou  caverna do céu estrelado. Fonte: Los Mas Viral.

Depois da primeira visita, os exploradores retornaram outras vezes e descobriram um acesso mais fácil a caverna. Em 1888, Tane Tinorau sugeriu as autoridades que a caverna fosse mapeada e aberta para os turistas, pois pensava que aquela preciosidade não deveria ficar longe dos olhos do ao público.

Com respeito a origem da caverna, ela foi  formada através da dissolução das rochas. As cavernas são comuns em zonas de rochas mármores, calcárias, ígneas, metamórficas e até mesmo geleiras.

A  caverna Glowworm  possui origem calcária e  foi formada ao longo de 30 milhões de anos  por atividade vulcânica e correntes marítimas. Essas ultimas conduziram os restos de animais marinhos, conchas e partículas de areia que com o passar do tempo se acumularam ao ponto de ficarem muito pesadas, resultando na compactação desses materiais e formando as camadas de calcário. Esse mineral geralmente apresenta fraturas, que quando em contato com água, promove a sua dissolução, provocando aberturas na rocha.

No local, há muitas estalagmites e estalactites. A primeira estrutura, é formada pelo gotejamento através de fissuras ou orifícios no teto. Já a segunda, apresenta um processo de formação semelhante, porém,  isso acontece a partir do sal que permaneceu  na gota d'água e quando essa precipitou no chão,  uma após a outra ao longo de milhares de anos resultou em sua formação.

A  Caverna Glowworm abriga um espetáculo a parte que já foi vislumbrado desde os primeiros exploradores. O teto do local, apresenta diminutas partículas luminosas que lembram as estrelas no céu. No entanto, essas não são astros celestes e sim  larvas de mosquitos do sexo feminino e  masculino  do gênero Arachnocampa (ordem Diptera). Esse grupo é composto por oito espécies endêmicas da Austrália e Nova Zelândia (Baker et al. 2008). A espécie Arachnocampa luminosa Skuse pode ser encontrada em áreas úmidas de florestas, córregos e cavernas em todo o país. As larvas atraem suas presas (outras espécies de mosquitos e mariposas), emitindo uma luz de cor verde-azulada (fotos 2 e 3) devido a presença de um órgão especializado na cauda e  que é derivado dos  túbulos de Malpighi. No órgão acontece a oxidação da molécula luciferina,  reação  que é catalizada pela enzina luciferase. A reação produz um estado intermediário altamente energético, liberando energia na forma de  luz visível.

Foto 2. Teto da caverna glowworm ou caverna estrelada repleta de luzes azul-esverdeadas que são produzidas pela larvas do mosquito  Arachnocampa luminosa. Foto : Joseph Michael.

Foto 3. Teto da caverna iluminado pelas luzes de  Arachnocampa luminosa . Foto : Joseph Michael.

No estágio larval  também acontece a  produção de fios de seda semelhantes aos que são  fabricados pelas aranhas. A função dos filamentos é a para captura de insetos que são atraídos por suas luzes, momentos em que ficam presos e posteriormente são devorados pelas larvas (fotos 4 e 5). Além dessa função, as luzes emitidas também atraem o sexo oposto no estágio de  pupa e  adulto.

O ciclo de vida desses insetos dura em torno de 11 meses e quando há um aumento da população e as larvas começam a competir por espaço na caverna, ocorre o canibalismo. O fungo Tolypocladium sp. também tem causado a morte dos indivíduos de Arachnocampa luminosa. A temperatura elevada no interior da caverna favorece a reprodução do fungo. Portanto, a preservação dessa caverna e de outras localidades ao seu redor são muito importantes, porque em seu interior acontece um fenômeno fantástico que é único em todo mundo.

Foto 4. Detalhes dos filamentos de seda produzidos pela Arachnocampa luminosa. Os fios capturam outros insetos que são atraídos pela luz do mosquito.

Foto 5. Ilustração de Arachnocampa luminosa no momento da predação. Fonte: demonstrando https://sciblogs.co.nz/infectious-thoughts/2015/08/20/meet-arachnocampa-luminosa-new-zealands-amazing-glowing-maggot/

Palavras-chave:  Arachnocampa, Caverna, Geologia,  Microbiologia, Subsolo.

Referencias bibliográficas

Baker, C,H. Graham, G.C., Scott, K.D., Camerson, S.L., Yeats, D.K & Merrit, D.J. 2008. Distribuition and phylogenetic relatioships of Australian glow-worms Arachnocamp (Diptera, Keroplatidae). Molecular philogenetic evolution 48: 506-514.

A Caverna de Cristal

Localizada no Estado de Chihuahua, no Norte do México, a "Caverna de Cristal" (foto 1) foi descoberta no ano 2000 por dois irmãos que trabalhavam na mina  Naica há cerca dee 290 metros de profundidade.  Ambos cavavam tunéis buscando por jazidas de chumbo, prata e zinco. Naica é a mina de prata mais  importante do mundo e esta em atividade desde o século XIX. Um milhão de toneladas de rochas são extraídas para obtenção de 170 toneladas de Prata e também para a retirada de 50.000 toneladas de Chumbo  por ano (Giulivo et al. 2007).

Foto 1. A Caverna de Cristal. Fonte National Geographic.

A passagem que permite  acesso a caverna  estava bloqueada por água quente, que após ser removida por meio de bombas, revelou um ambiente repleto de cristais gigantescos que foram identificados como Selenita,  uma variedade de Gipsita. A Gipsita apresenta importância econômica, sendo empregada em muitas áreas, como, a  agricultura, construção civil, medicina, odontológica, escolar, decoração de interiores e esotérica. É um mineral que esta presente em várias partes do globo, inclusive no Brasil, mas os maiores produtores mundias são: os  Estados Unidos da América (17%), Irã (10%), Canadá (8%), México (7%) e a Espanha (6,8%) (Lyra Sobrinho et al, 2004). O cristal Selenita  apresenta em sua composição química um sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4.2H2O). Já as suas características externas são marcantes, pois  exibem  clivagens largas e aspecto vítreo.  Esse mineral apresenta  valor de dureza 1 na escala Mohs. Essa escala foi proposta pelo geólogo alemão Friedrich Vilar Mohs (1773-1839), onde ele  quantificou a dureza dos minerais, sendo a dureza 1 para o Talco porque apresenta menos resistência ao risco e 10 para o Diamante. Esse ultimo, é considerado o material natural mais resistente conhecido, todavia, pode sofrer alterações na forma, uma vez que pode ser lapidado. A escala demostra que o mineral que demonstra maior dureza riscará aquele com menor dureza e que o primeiro não será riscado ou fraturado pelo ultimo.  Apesar de sua beleza, a Selenita não é considerada um mineral valioso, devido a sua baixa dureza.

Equipes de cientistas já visitaram o local e coletaram amostras para estudos. Os resultados indicaram que os cristais se formaram  por volta de  26 milhões de anos. As atividades vulcânicas que ocorreram, inundaram  a caverna com água quente que reagiram com anidrita (abundante no local). Esse mineral apresenta  estabilidade em temperaturas acima de  58°C, mas conforme  o magma foi resfriado, a anidrita foi dissolvida na água. Ao longo do tempo, os  componentes químicos existentes na caverna se recombinaram lentamente como gipsita e assumiram a forma de cristais de Selenita (García-Ruiz et al. 2007; Forti  2010). As reações químicas que resultam na formação do cristal na caverna, são  complexas e  estão detalhadas estudos científicos que foram citados na frase anterior.

Segundo os pesquisadores, a caverna exibe o tamanho de um campo de futebol, com magníficos pilares de Selenita que medem até 11 metros de altura e um metro de largura (fotos 2, 5), emergindo das paredes, teto e do chão do local.

Foto 2. Cristais gigantes de Selenita no interior da caverna. Fonte: National Geographic.

No interior da caverna de cristais, a temperatura pode passar de  50°C e 100% de umidade do ar, o que pode causar a morte se o visitante permanecer por mais de cinco minutos no local, sem o uso de roupas e equipamentos adequados para esse tipo de exploração. As mortes podem ser em decorrência do acumulo de líquidos no pulmão ou ataque cardíaco. Sendo assim, a entrada de pessoas que não sejam cientistas,é proibida.  Portanto, o uso de uso de roupas adequadas e portar boas condições de saúde, tornam possível a permanência do pesquisadores  por mais tempo no interior da caverna para realizarem suas observações (foto 3).

Foto 3. Cientistas usando trajes  e equipamentos especializados durante a exploração da Caverna de Cristais para retirada de amostras para estudos. Fonte: National Geographic.

Pesquisas de várias áreas da ciência foram realizadas com a utilização de amostras que foram coletadas no interior da caverna. Garofalo et al. (2010) realizaram extrações  de  grãos de pólen e esporos (maioria em bom estado de preservação) dos fragmentos de cristais. Eles identificaram  os matériais  de vários grupos botânicos (foto 4), como, Lycopodiophyta (Lycopodiaceae), Gimnospermas (Cupressaceae e  Pinaceae) e Angiospermas (Asteraceae, Chenopodiaceae, Ericaceae, Fabaceae, Fagaceae, Oleaceae, Plantaginaceae, Poaceae,  Taxaceae, Typhaceae e Urticaceae)  do interior de duas amostras de cristais de selenita  que foram comparados  as chuvas  polínicas atuais em Naica. Os resultados da pesquisa indicaram que os grãos de pólen e esporos foram transportados pela água para o interior da caverna e aprisionados dentro dos minerais. A maioria  dos grãos de pólen analisados, pertenciam a plantas  que vegetavam em uma  floresta úmida e  formada  predominantemente por representantes de  folhas mais largas. Isso indica que parte do cristal gigante, foi formado durante em uma fase climática mais úmida e fria que as condições ambientais atuais.  Atualmente, o Deserto de Chihuahuan apresenta uma vegetação que inclui comunidades desérticas em planícies quentes e secas (Elias & Van Devender 1990). Essas informações são fantásticas porque são baseadas em grandes evidências e  que demonstram que as paisagens  do planeta não são estáticas e que passam por transformações naturais ao longo do tempo.

Foto 4. Imagens em microscopia óptica dos grãos de pólen que foram extraídos das amostras de cristais de Selenita. A) Juniperus (Gimnosperma) cf.; B) Tipo Juniperus (Gimnosperma);  C) Lithocarpus densiflora cf. (Angiosperma); D)   Poaceae (Angiosperma). Escala das imagens= 10 μm. Fonte: Garofalo et al. 2010.

Outro estudo realizado em 2008 sob a coordenação da Dra. Penelope Boston (astrobiologa da Nasa) com apoio de uma equipe de cientistas, perfuram bolsões dos cristais e extrairam fluídos com vários grupos de organismos. No laboratório, eles identificaram os organismos (maioria bactérias) e constataram que alguns grupos já haviam sido descritos por taxonomistas, contudo, outros eram desconhecidos para a ciência e com ocorrência  restrita para a  aquela localidade. Os cientistas não encontraram sequências de DNA dessas bactérias disponíveis no Genbank.  A equipe descobriu também  que as espécies de bactérias são seres quimiossintetissantes e que estavam estado de latência por mais de 50 mil anos. Eles conseguiram ativar as bactérias em meios de cultura e essas ainda continuam se reproduzindo o que permite que mais estudos sejam realizados. Embora o estudo não esteja publicado ainda, esses achados são muito importantes, pois demonstram que vida  pode existir, mesmo em condições mais hostis. A caverna esta localizada sob um bolsão de magma, aonde a temperatura é muito elevada, o que dificulta o desenvolvimento da vida. Entretanto as bactérias estudadas são muito especiais porque são extremófilas e conseguiram se desenvolver em local em que a maioria dos seres vivos não sobrevivem em decorrência da ausência de luminosidade, oxigênio, temperatura elevada e baixa disponibilidade de substâncias orgânicas. Essas formas de vida foram selecionadas pelas condições  ambientais da caverna por gerações, até chegarem ao ponto  de se alimentarem  de moléculas inorgânicas, como o Ferro, Manganês, Óxidos de Cobre e Sulfetos. Esses indícios reforçam as afirmações a maioria dos cientistas  com respeito a existência de vida fora do planeta terra. Se houver formas de vida em outros planetas, eles seriam organismos simples e com adaptações para sobreviverem em condições ambientais extremas, ou seja, (não são complexos como os humanos) e viveriam abaixo do solo.

Os cientistas não podem retornar a caverna para coletar novas amostras, porque os equipamentos que bombeavam a água do interior para fora do local, foram retiradas, já que  a mina não possui lucratividade. A caverna de cristal encontra-se inundada de água atualmente, permitindo assim que os cristais continuem a crescer, o que é muito bom para a conservação dessas maravilhas, já que o contato com o ar causam a deterioração dos minerais. Eles foram e ainda são testemunhas das transformações que ocorreram e que ocorrem no mundo. Os cristais gigantes de Selenita continuam crescendo imponentes na escuridão, enquanto guardam com eles,  uma  parte da história e até mesmo respostas sobre a origem da vida no planeta.

Foto 5. Cristais de Selenita em evidência. Fonte: National Geographic.

Palavras-chave:  Alien, Biologia, Colonização, Cristal,  Extraterrestre, Exobiologia,  Geologia,  Microbiologia, Pólen, Subsolo.

Referências

Elias, S.A. & Van Devender, T.R. 1990. Fossil insect evidence for late Quaternary climatic change in the Big Bend Region, Chihuahuan Desert, Texas. Quat. Res. 34: 249-261.

Forti, P. 2010. Genesis and evolution of the caves in the Naica mine (Chihuahua, Mexico). Zeitschrift für Geomorphologie 54: 115-135.

García-Ruiz, J.M., Villasuso, R., Ayora, C., Canals, A. & Otálora, F. 2007. Formation of Natural Gypsum Megacrystals in Naica, Mexico. Geology  35: 327-330.

Garofalo, P.S., Fricker, M., Günther D., Mercuri, A.M., Loreti, M., Forti, P. & Capaccioni, B. 2010. A climatic control on the formation of gigantic gypsum crystals within the hypogenic caves of Naica (Mexico). Earth and Planetary Science Letters 289: 560-569.

Giulivo, I., Mecchia, M., Piccini, P. & Sauro, P. 2007. Geology and hydrogeology of Naica. In: Forti, P. (ed.): Le Grotte di Naica: Esplorazione, documentazione, ricerca. University of Bologna. Bologna  49-50.

Lira- Sobrinho, A.C.P.; Amaral, A.J.R. & Dantas, J.O.C. 2004. Gipsita. Sumário Mineral DNPM, p. 80-81.