Gruta do Carvão [São Miguel - Açores] EarthCache

Volcanic caves are not a very frequent geologic phenomena though they can be found in several places where magma ascends to the surface, like the Azores, Canary islands, Iceland, Italy, Japan, Kenya and Korea.

The Azores archipelago displays a rich and diversified speleological heritage due to its volcanic nature and the presence of basaltic lava flows.

We can consider two main types of volcanic caves: lava tubes and volcanic pits.

Lava tubes genesis can be simply explained the following way: a lava flow moves down the slope, the cooling of its superficial and lateral zones (in contact with the air and surrounding rock formations) occurs and a crust is formed, nevertheless, underneath it hot lava continues to flow. After that, due to a decrease in the volcano´s emission rate the lava level inside the tube lowers gradually, forming, thus, a cavity under the already solidified superficial crust. When the volcanic eruption ends a lava tube is formed and later some ceiling collapses tend to occur originating skylights. Over time there is also the colonization by plants on the lava fields particularly near the cave entrances.



On the other hand, volcanic pits are mostly ancient vertical volcanic conduits that have been lava drained as a consequence of the arise of a new vent/eruptive center at a lower level or the decrease of lava emissions from depth leading to a lateral and/or in depth drainage of magma and the partial emptiness of the feeding conduits. As the eruption ends there is the cooling and solidification of the conduits and there might be some collapses from the walls, increasing pit´s dimensions and creating gravity deposits at the bottom of the pit.

Schematic model a lava pit genesis

As cavidades vulcânicas, não sendo fenómenos geológicos muito comuns, encontram-se em locais do globo onde o magma ascende à superfície, como por exemplo nos Açores, Canárias, Islândia, Itália, Estados Unidos, Japão, Quénia e Coreia.

O arquipélago dos Açores, dada a sua natureza vulcânica e a presença de escoadas lávicas basálticas, apresenta um diversificado património espeleológico.

Podem considerar-se dois tipos principais de cavidades vulcânicas: as grutas ou tubos lávicos e os algares vulcânicos.

Os tubos lávicos resultam do arrefecimento das zonas da escoada lávica em contacto com o ar e as formações envolventes (laterais e em profundidade), formando-se uma crosta mais ou menos endurecida, debaixo da qual continua a escorrer lava ainda quente e fluida. Posteriormente, devido a uma diminuição nas emissões a partir da boca eruptiva, há um abaixamento do nível de lava no interior do tubo, com a formação de um vazio sob a crosta superficial já solidificada. Quando a erupção vulcânica termina, fica formada a gruta ou tubo lávico, podendo, mais tarde, ocorrer abatimentos do tecto, com a formação de skylights ou clarabóias. Com o decorrer do tempo ocorre, ainda, a colonização dos campos lávicos por plantas, em especial junto às aberturas da gruta.

Esquema geral da formação dos tubos lávicos

Os algares vulcânicos são, na sua maioria, antigas condutas ou chaminés vulcânicas, mais ou menos verticais, que se esvaziaram na sequência do aparecimento de uma nova boca eruptiva, a cota mais baixa, ou da diminuição nas emissões a partir de profundidade, originando uma drenagem lateral e/ou em profundidade do magma e o esvaziamento parcial das condutas de alimentação do vulcão. No final da erupção, com o arrefecimento e solidificação das condutas, podem ocorrer colapsos das paredes do algar, com incremento das suas dimensões e formação de depósitos de gravidade (e.g. derrocadas) no chão do algar. À semelhança dos tubos lávicos, é frequente a colonização por plantas da abertura do algar e das escoadas lávicas recentes associadas.

Esquema geral de formação dos algares vulcânicos

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A ilha do Pico é a que apresenta o maior número de cavidades vulcânicas (129), com cerca de 48% do total, seguida pela ilha Terceira, com 26% das cavidades do arquipélago.

Na ilha de S. Miguel são conhecidas, actualmente, 28 cavidades vulcânicas, que se localizam na sua grande maioria no Complexo Vulcânico dos Picos, uma região de vulcanismo fissural basáltico recente, que se desenvolve entre os vulcões das Sete Cidades e Fogo, sensivelmente entre as freguesias Capelas e Ribeira Grande (na costa Norte) e Ponta Delgada e Lagoa (na costa Sul).

O sistema cavernícola da Gruta do Carvão é o maior conhecido na Ilha de S. Miguel e um dos mais notáveis do arquipélago dos Açores, desenvolvendo-se ao longo de cerca de 2500 m de extensão, desde a orla costeira da cidade de Ponta Delgada até à freguesia de Arrifes.

Devido à sua localização, dimensões, variedade de estruturas geológicas presente e aos fenómenos vulcânicos associados, uma extensão de cerca 1950 m desta gruta, entre a Rua de Lisboa (em Ponta Delgada) e a Rua da Saúde (Arrifes) foi classificada como Monumento Natural Regional, pelo Decreto Legislativo Regional Nº4/2005/A, de 11 de Maio.

Actualmente, não é conhecida a idade dos basaltos associados à Gruta do Carvão, estando em curso a sua datação radiométrica pelo método 40Ar/39Ar. No entanto, a idade desta gruta estará compreendida entre 5.000 a 12.000 anos BP (Before Present) atendendo a que datações radiométricos (14C) realizadas pelo Geochron Laboratory (USA) em material vegetal carbonizado colhido (na zona da Escola Primária do Carvão) em paleossolo sob a escoada lávica da Gruta do Carvão, forneceram idades de 11.880 BP (± 80) e 12.100 BP (± 140) anos. Adicionalmente, esta escoada basáltica está coberta por materiais piroclásticos pomíticos (cf. cinzas e lapilli), incluindo do Vulcão do Fogo e da “erupção Fogo A”, com uma idade aproximada de 4.550 anos BP (Bootl et al.).

Neste contexto, tendo em conta os dados atrás reportados e o trabalho de Booth e colaboradores, parece possível atribuir à Gruta do Carvão uma idade Holocénica.