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  • SPELEOLOGIA E RICERCA SCIENTIFICA – Società Speleologica Italiana 2007
  • Progetto Powerpoint, Società Speleologica Italiana 2007

Investigación Investigación Presentation Transcript

  • ESPELEOLOGÍA E INVESTIGACIÓN Paolo Forti Laboratorio experimental en la Cueva Novella Italia (foto Arch GSB/USB) Recursos Didácticos Espeleología y Karst 2008
  • ESPELEOLOGÍA E INVESTIGACIÓN
    • Las cuevas tienen algunas características peculiares :
    • Ambiente muy estable , constante durante largos periodos de tiempo
    • Baja o muy baja energía (física, química y biológica)
    • Gran poder de preservación de sus elementos internos
    Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008 Cueva de los Cristales (México) (foto Arch.La Venta) Estas peculiares características son explotadas por la mayoría de las disciplinas científicas
  • Por lo tanto   LA ACTIVIDAD ESPELEOLÓGICA es extremadamente importante para el campo científico Perforación en la Cueva del Ciervo de Pietrasecca, Italia (foto P. Forti) ESPELEOLOGÍA E INVESTIGACIÓN Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • En las últimas decenas de años las cuevas han demostrado ser UNA HERRAMIENTA MUY PODEROSA para un gran número de disciplinas científicas. Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008 ESPELEOLOGÍA E INVESTIGACIÓN
  • El hombre ha usado las cavidades durante un largo periodo de timpo y por distintas razones: Sin las cuevas, no tendremos un conocimiento pleno de nuestros antepasados ... Refugio, habitáculo, fortaleza, mina, lugar sagrado, cementerio, corral… Castel Lueghi (Eslovenia) (foto P.Forti) ARQUEOLOGÍA Y CUEVAS Mina de sal de nitro (Mammoth Cave, USA) (foto P.Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  •   Ofrenda de cerámica en la cueva de Balancancen (Yucatán)   Bisonte de arcilla Cueva de Balancancen, México (foto P. Forti) Cueva deBedejac, Francia (foto P.Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008 ARQUEOLOGÍA Y CUEVAS
  • Cueva de Pyndaya (Birmania) (foto P.Forti) ) Cueva de Pyndaya (Birmania) (foto Arch. La Venta) ) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008 ARQUEOLOGÍA Y CUEVAS
  • BIOLOGÍA Y CUEVAS Las cuevas son un ambiente hostil para la vida, debido a escasez de un soporte trófico. Solo pocos y pequeños animales viven dentro de ellas. Por lo tanto, las cavidades son extremadamente importantes para estudiar:
    • La evolución y hábitat de los animales
    • Estrategias reproductivas
    • Microorganismos
    • Ambientes quimioautotrófos
    Cueva de Bossea, Italia (foto P.Forti) Cueva en yeso del Buoi, Italia (foto P.Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • Algunas especies de murciélagos pasan parte de su vida en las cuevas (troglófilos) . Todas las salamandras de cuevas son trogloxenas. Murciélago en la cueva en yeso del Buoi, Italia (foto Arch. GSB-USB) Geotriton en la cueva de Taquisara, Cerdeña, Italia (foto P. Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008 BIOLOGÍA Y CUEVAS
  • Los troglobios muestran una notable auto-adaptación evolutiva al ambiente subterráneo Proteo en la cueva laboratorio de Moulis, Francia (foto P. Forti) Crustáceo en la cueva laboratorio de Moulis, Francia (foto P. Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008 BIOLOGÍA Y CUEVAS
  • En el ambiente subterráneo la mayoría de la biomasa se produce por reacciones bioquímicas controladas específicamente por microorganismos (principalmente bacterias) Mucolitos en la cueva de Frasassi, Italia (foto S.Galdenzi) Filamentos bacterianos, Moncalvo, Italia (foto J. De Waele) MICROBIOLOGÍA Y CUEVAS Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  •     Estalactitas biogénicas en la cueva de Lu Lampiune (Italia) Cueva de Lu Lampiune, Puglia, Italia (foto R. Onorato, Arch. CSS Apogon) ESPELEOTEMAS BIOGÉNICOS Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • MEDICINA Y CUEVAS Una de las primeras razones por las que el hombre exploró las cuevas fue: la búsqueda de principios activos para el cuidado de la salud Hace 5000 años BP la epsomita ya era utilizada como purgante en Mesopotamia y posteriormente en América del Norte.   Los chinos empezaron a visitar las cavidades hace varios siglos a.C. estalactitas, estalagmitas, moonmilk y huesos fósiles se usaron y todavía se utilizan para prepar medicinas. Descripción de espeleotemas en un libro chino de 1576 ( Pen Tshao Kang Mu de Li Shih-chen) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • Por toda Europa y hasta el siglo XIX, se suponía que el moonmilk era un elemento fundamental... ...para mejorar la producción de leche de las mujeres puérperas LAS CUEVAS “LÁCTEAS” Bandejas de Moonmilk en la Cueva Negra, Maiella, Italia (foto P.Forti) Moonmilk en la cueva de Frasassi, Italia (foto P.Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • ESPELEOTERAPIA Los Romanos fueron los primeros en transformar las cuevas en las que fluía agua termal en “ Baños termales ”, lugares en los que pasaban mucho tiempo reconfortándose. Por ello, los Romanos son acertadamente considerados los fundadores de la ESPELEOTERAPIA Sauna de San Calogero, Sciacca, Sicilia, Italia (Arch. de grabados antiguos de la SSI) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • Actualmente no solo las cuevas cálidas , sino las frías son utilizadas para trata-mientos espeleoterapéuticos En las cuevas se tratan diferentes tipos de enfermedades (principalmente del aparato respiratorio ). CUEVAS TERMALES Y CUEVAS FRÍAS Cueva Giusti, Toscana, Italia (de Internet) Hospital Espeleoterapéutico, Urales, Rusia, (foto P. Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • La Fisiología y la Psicología comienzan a interesarse por las cuevas durante la segunda mitad del siglo XX, cuando el viaje del primer hombre al espacio empieza a ser planeado. FISIOLOGÍA Y PSICOLOGÍA Consecuentemente, el comportamiento del cuerpo humano sería examinado en un ambiente sin apenas referencias del espacio y del tiempo. Michel Siffre durante su larga permanencia en una cueva (1962) (de Siffre, Más allá del tiempo , Gilman & Dean Ltd., Hamilton, Lanorkshire, UK, 1964) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • Una investigación completamente nueva sobre hipertermia , hasta ahora mucho menos investigada que la hipotermia , está en marcha. Cueva de los Cristales, Naica, México ( foto Arch. La Venta) FISIOLOGÍA Y PSICOLOGÍA Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • PSIQUIATRÍA Y SOCIOLOGÍA Cuando la sociedad empezó a cambiar paralelamente al proceso de la globalización , el concepto de Estado perdió parte de su significado y nuevas Tribus comenzaron a crecer. La “Tribu” de la UIS Reunión de la UIS, Brasilia 2001 (foto A. Labegalini) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • FÍSICA Y CUEVAS La Física es una de las primeras ciencias que llegan a interesar-se por las cuevas . Los primeros estudios sobre meteorología de cuevas comenzaron en el siglo XVI Movimientos del aire y del agua en cuevas, según Herbinius (1678) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • INGENIERÍA Y CUEVAS Las cuevas son perfectos laboratorios naturales para el estudio de Espacios vacíos
    • El interés de la Ingeniería por las cuevas es hacia:
    • Construcciones estratégicas
    • Depósitos de almacenamiento
    •  
    • Cuevas turísticas
    • …… ..
    Según Meredith et al. , 1992 – Giant Caves of Borneo . Art Printing Works, Kuala Lumpur, Malaysia, 142 pp. Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • GEOLOGÍA Y CUEVAS Casi todas las ramas de la Geología utilizan las cuevas como potente recurso de investigación . Las más interesadas son:
    • Estratigrafía
    • Paleontología
    • Geología estructural
    • Hidrogeología
    • Geofísica
    • Geoquímica
    • Mineralogía
    • Sedimentología
    • Geomorfología
    • Vulcanología
    Cueva Luigi Donini, Cerdeña, Italia (foto L. Donini, Arch. GSB/USB) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • GEOMORFOLOGÍA Las cuevas son peculiares “ formas paisajísticas ”. Por ello son objeto natural de la investigación geomorfológica Los principales estudios se refieren a:
    • Morfologías profundas
    • Espeleogénesis
    • Paleoambiente
    Sa Eni ‘e Istettai, Urzulei, Cerdeña, Italia (foto V. Crobu) Cueva de Monte Conca, Sicilia, Italia (foto P. Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • Las aguas del Karst son el objeto habitual de esta disciplina. GEOQUÍMICA Crecimiento de capas evidenciada por luminiscencia inducida por láser (foto Y. Shopov) Recientemente, el estudio de los espeleotemas ha demostrado ser una herramienta fundamental para transformar la secuencia de bandas en dataciones absolutas. Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • Un peculiar campo de interés para la Geoquímica es el estudio de las inclusiones fluídas (agua atrapada dentro de los espeleotemas en el momento de su formación). Éstas son útiles para estudiar... INCLUSIONES FLUÍDAS 1 cm Paleoambientes y el Paleoclima Inclusión fluida bifásica de la Cueva de los Cristales, Naica, México (foto P.Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • GEOFÍSICA Los geofísicos normalmente usan las cuevas de una “forma pasiva” , para estudiar fenómenos que en superficie están enmascarados por un “ ruido de fondo ”:
    • mareas terrestres
    • partículas subatómicas
    • difusión del Radón
    • …………… ..
      pero las cuevas pueden ser utilizadas también de una forma activa para estudiar... Los terremotos El péndulo gravitacional en la Grotta Gigante, Trieste, Italia (foto Arch. Commissione Grotte Eugenio Boegan) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • ESPELEOTEMAS Y TERREMOTOS espeleotemas rotos y estalagmitas todavía en pie.   Localización del epicentro   Evaluación de la magnitud   Dataciones relativas y absolutas hasta 600.000 años BP   Evaluación precisa del riesgo sísmico Los espeleotemas pueden registrar los siguientes datos: Estos datos provienen de: Cueva del Ciervo de Pietrasecca, Abruzzo, Italia (foto P. Forti) Cueva Frasassi, Marche, Italia (foto P. Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • SECUENCIAS DE TERREMOTOS DEDUCIDAS A PARTIR DE ESTALAGMITAS Cueva del Ciervo de Pietrasecca, Abruzzo, Italia (foto P. Forti) Speleology & Scientific research – Società Speleologica Italiana 2008 Tiempo
  • GEOLOGÍA ESTRUCTURAL En superficie estos elementos estructurales suelen estar enmascarados a causa de la exposición a la intemperie. definir el contexto estructural de las áreas kársticas. Por ello las cuevas son una herramienta fundamental para La infiltración del agua se produce a lo largo de los lugares más permeables, que normalmente corresponden a elementos estructurales , como fallas, fracturas, juntas de estratificación e intersecciones entre ellas Modificado de “Memorie IIS Santa Ninfa” Cueva de yeso, Nuevo México (foto M. Chiesi) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • EN LAS CUEVAS QUEDAN REGISTRADOS CON FRECUENCIA MOVIMIENTOS NEO-TECTÓNICOS Rotura de una columna en una cueva de Georgia (foto P. Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • HIDROGEOLOGÍA Las cuevas son creadas por el agua. Generalmente representan la red de drenaje preferente dentro del karst. Las cuevas son una herramienta fundamental:
    • para definir la transmisividad local
    • para evaluar la vulnerabilidad potencial
    • para los estudios de hidrogeología y paleohidrogeología
    • para establecer los límites de la cuenca de alimentación del karst
    Cueva de Bossea, Piamonte, Italia (foto P. Testi, Arch. GSB/USB) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • MINERALOGÍA Ocasionalmente las cavidades naturales pueden albergar desconocidos o raros “ minerales de cuevas ”, la génesis de los cuales obedece a mecanismos mineralogenéticos peculiares del medio subterráneo. Los minerales de las cuevas permiten estudiar:
    • mecanismos mineralogénicos
    • reacciones en condiciones de baja entalpía
    • paleoambientes
    Helictitas de tenardita, Cueva de Cutrona, Sicilia, Italia (foto P. Forti) Metavoltina(?), Cueva de Allume, Vulcano, Sicilia, Italia (foto P. Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • PALEONTOLOGÍA Las cuevas son muchas veces “ trampas de acumulación ” de restos de animales Los huesos son útiles para:
    • el estudio de especies extinguidas
    • y reconstrucciones paleoambientales
    Cráneo de ciervo de la cueva Lamalunga, Apulia, Italia (foto P. Forti) Cráneo de Prolagus sardus , Grotta dei Fiori, Cerdeña, Italia (foto P. Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • PALINOLOGÍA El estudio del polen atrapado a lo largo del tiempo proporciona abundantes datos sobre la vegetación que había en superficie y en consecuencia sobre el paleoclima de la época en que se produjo su incorporación al sedimento. El primer grano de polen extraído de un cristal de yeso de la Cueva de los Cristales , Naica, Méjico Fotos A.M. Mercuri Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • SEDIMENTOLOGÍA Las cuevas actúan a menudo como “ trampas ” donde se acumulan depósitos físicos y/o químicos Los sedimentos permiten la reconstrucción minuciosa de : paleoambientes Hirlatzhoehle, Austria (foto L. Plan) Hongos de barro en la Grotte de Lauzinas, Francia (foto P. Cabrol) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • Los espeleotemas son el más potente archivo para estudiar el Cuaternario reciente.
    • Son valiosos para estudiar:
    • Ambientes
    • Climas
    Permitiendo además ser datados con una resolución extremada-mente alta. ESPELEOTEMAS Cueva de Argentarola: cambios de nivel del mar registrados en una estalagmita (foto F. Antonioli) Grotta di Frasassi: testigo de perforación en una estalagmita (foto P. Forti) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • ESTRATIGRAFÍA Las cavidades (especialmente las verticales) pueden compararse con “ sondeos ” en los cuales queda expuesta la secuencia estratigráfica. Por ello las cuevas son útiles para:
    • reconstrucción estratigráfica detallada
    • reconstrucción tridimensional
    Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008 Leyenda Nivel freático
  • VULCANOLOGÍA Existen diversos tipos de “ cuevas volcánicas ”: entre ellos los más interesantes son los “ tubos de lava ” y los “ conductos eruptivos ” Las cuevas volcánicas permiten investigar:
    • la morfología, dinámica y geoquímica de los flujos de lava
    • las estructuras volcánicas profundas
    Tubo de lava, Arabia Saudí (foto J. Pint) Según Gunn 2004, modificado Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • EL FUTURO DE LAS INVESTIGACIONES EN CUEVAS Reconstrucciones paleoambientales de alta resolución Reacciones en condiciones de baja entalpía Ecosistemas microbiológicos excepcionales Prospección extensiva en busca de nuevos recursos de agua potable Nuevos principios activos para la Medicina INVESTIGACIÓN APLICADA INVESTIGACIÓN PURA Pero el más importante problema a resolver es: La conservación del medio subterráneo Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • Lago Layla (Arabia Saudí) 1980 1995 RÁPIDO AGOTAMIENTO DE LOS RECURSOS HÍDRICOS Se considera que la dramática sobre-explotación y/o contaminación de los recursos hídricos a nivel mundial constituye la principal emergencia que la humanidad habrá de afrontar en el presente siglo. Lago Layla, Arabia Saudí (de Internet) Lago Layla, Arabia Saudí (foto S.Kempe) Espeleología e Investigación – Società Speleologica Italiana 2008
  • NUEVOS RECURSOS DE AGUA POTABLE En un futuro próximo la mayoría de los recursos de agua potable en nuestro planeta provendrán de los acuíferos kársticos . Cueva Afqa que alimenta el acueducto de Beirut, Líbano (foto P. Forti) Variación en el suministro de agua en el período 1975-2025 (FAO informe inédito) Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008 acuíferos kársticos otros acuíferos otros acuíferos acuíferos kársticos
  • NUEVOS PRINCIPIOS ACTIVOS EN MEDICINA Es cuestionable el hecho de que las cuevas podrían haber sido la “ incubadora " para nuevas enfermedades como el terrible Ébola y/o el SIDA   Cueva de Kitum, Mt Elgon, Kenia: supuesta “incubadora” para Ébola (de J.P. Van Der Pas) Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008
  • Se ha demostrado que las cuevas albergan nuevos virus, bacterias y/o otros micro-organismos. Entre ellos algunas decenas se han seleccionado como “ vehículos activos ” para luchar contra enfermedades actualmente incurables Bacteria sobre sulfuro, Cueva Cala Fetente, Italia (de P.Ferrieri) Más de 138 especies bacterianas, muestreadas en un tubo de lava de Canarias, pusieron de manifiesto sus propiedades para inhibir agentes patógenos . 1. Proteus 2. Salmonella spp. 3. Escherichia coli 4. Staphylococcus aureus ATCC 9144 5. Staphylococcus aureus 2 LAQ 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 (foto D. Northup) NUEVOS PRINCIPIOS ACTIVOS EN MEDICINA Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008 GA-100308-8C
  • El papel de los espeleólogos antes y durante la investigación es fundamental. Hay que proporcionar:   1. ANTES mapas precisos, fotos, informes escritos   2. DURANTE soporte técnico ayuda en la recolección de datos y muestras EL PAPEL DE LOS ESPELEÓLOGOS Cueva de la Spipola, Bolonia, Italia (foto Arch. GSB/USB) Buco dei Buoi, Bolonia, Italia (foto P. Forti) Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008
  • CIENTÍFICOS Y ESPELEÓLOGOS Dos categorías de personas que apenas se comprenden y cooperan unas con otras. No es posible hacer una buena investigación sin la ayuda de los espeleólogos La “cueva caníbal”, Arabia Saudí (foto J. Pint) Aeropuerto de Ciudad de México (foto A. Naseddu) Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008
  • LA DOCUMENTACIÓN ESPELEOLÓGICA Las publicaciones espeleológicas se hallan dispersas en centenares de “oscuros” boletines , por lo que el acceso a la bibliografía espeleológica a menudo es harto dificultosa. Hasta 1970-80 las “ Bibliotecas de Club ” constituían una buena aproximación a este problema. Pero ahora ya no son una buena solución Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008
  • INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA Es fundamental, y el éxito de la investigación, depende principalmente de ella. Debe centrarse en:
    • El área
    • Las metodologías
    Para no malgastar tiempo y dinero Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008
  • Hace mas de 20 años que la UIS publica los “ Speleological Abstracts” UNA HERRAMIENTA PODEROSA Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008
  • En la actualidad una red de 16 Centros de Documentación de la UIS están distribuidos en 4 Continentes. CENTROS DE DOCUMENTACIÓN Cualquier científico puede beneficiarse de la actividad de estas bibliotecas. El Centro Anelli, Bolonia, Italia (foto P.Forti) Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008
  • El medio ambiente subterráneo es y lo será aún mas en el futuro, de creciente importancia en numerosos campos científicos. Como consecuencia de este desarrollo las cuevas se enfrentaran a: grandes riesgos de depredación El objetivo principal para la comunidad científica debe ser: el control y la limitación del muestreo destructivo dentro de las cavidades OBSERVACIONES FINALES Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008 Un espectrómetro Raman miniaturizado para el análisis no destructivo probado en las cuevas de Naica, México (foto Arch. La Venta)
  • Geotritón en Grotta ‘e s’Arena, Gairo, Cerdeña, Italia (Foto J. De Waele) Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008 ¡No matar si no es estrictamente necesario !
  • PARA SABER MÁS FORTI P. (2002), Speleology a powerful tool for scientific research, Proc. “The Middl East Speleology Symposium” , Beirut, Libanon, 20-22/04/2001, pp.110-119 FORTI P. (2002), Scientific Research and Speleology , Atti Montello 2002 “Conglomeriamoci”, Nervesa della Battaglia, pp.99-116 GUNN J. (ed. 2004), Encyclopedia of Caves and Cave Sciences , Fitzroy Dearborn, New York, pp. 902 Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008
  • CRÉDITOS Esta presentación ha sido elaborada por Paolo Forti. Traducción al español: José María Calaforra (coord.), Policarp Garay, Ángel Ginés y Josep Manuel Victòria. (Sociedad Española de Espeleología y Ciencias del Karst, SEDECK) Fotografías suministradas por Fabrizio Antonioli, Patrick Cabrol, Mauro Chiesi, Vittorio Crobu, Jo De Waele, Luigi Donini, Paolo Ferrieri, Sandro Galdenzi, Stephan Kempe, Jose Ayrton Labegalini, Anna Maria Mercuri, Angelo Naseddu, Diana Northup, Raffaele Onorato, John Pint, Lukas Plan, Yavor Y. Shopov, Federico Testi, Jan Paul Van Der Pas y los archivos fotográficos de GSB/USB Bologna, CGEB Trieste y La Venta Exploring Team. Agradecimiento especial para Mauro Kraus y Maria Luisa Perissinotto por sus correcciones y otras muchas sugerencias © Società Speleologica Italiana Manteniendo intacto su contenido, cualquier parte de esta presentación puede ser reproducida bajo su responsabilidad. Es un buen hábito citar este proyecto Espeleología y Investigación Científica – Società Speleologica Italiana 2008