Moray es un sitio arqueológico, a casi 50 kilómetros al noroeste de Cuzco en una meseta alta a unos 3500 metros y justo al oeste del pueblo de Maras. El sitio contiene ruinas incas, en su mayoria consistentes en varias depresiones circulares en terrazas. Está ampliamente aceptado que este punto de referncia se ha usado para la agricultura, asimismo, las muestras de suelo demostraron que se trajeron suelos de diferentes regiones cuyo uso tenia como fin ayudar a cultivar en los distintos niveles de las terrazas. Las amplias diferencias de temperatura en las terrazas crearon microclimas, similares a los que se logran en los invernaderos en los tiempos modernos, y se cree que el Inca los usó para estudiar los efectos de las diferentes condiciones climáticas en los cultivos.
Fig. 1 Sumidero (pero no el "nuestro")
Estas hermosas terrazas se construyeron en depresiones de origen natural. Pero ¿cómo surgieron estas hendiduras? Queremos proseguir con esta cuestión.
Desde el punto de vista geológico, aqui encontramos una extensa zona kárstica. El Karst es una topografia, formada a partir de la disolución de rocas solubles como la caliza, la dolomita y el yeso. Se caracteriza por los sistemas de drenaje subterráneo con sumideros y cuevas.
Fig. 2 Caracteristicas tipicas del terreno kárstico bien desarrollado
También se documetó para rocas más resistentes a la intemperie, como la cuarcita, dadas las condiciones adecuadas. El drenaje subterráneo puede limitar las aguas superficiales, con pocos o ningún rio o lago. Sin embargo, en las regiones donde el lecho rocoso disuelto está cubierto (tal vez por escombros) o confinado por uno o más estratos rocosos superpuestos no solubles, las caracteristicas cársticas destinatarias pueden ocurrir solo a niveles subterráneos y pueden faltar sobre el suelo.
El ácido carbónico que causa las caracteristicas kársticas se forma a medida que la Iluvia pasa a través de la atmósfera de la Tierra y recolecta dióxido de carbono (CO2), que se disuelve fácilmente en el agua. Una vez que la Illuvia Ilega al suelo, puede pasar a través de la tierra que proporciona CO2 adicional producido por su respiración. Algunas veces el dióxido de carbono disuelto reacciona con el agua para formar una solución débil de ácido carbónico, lo que disuelve el carbonato de calcio.
La caritificación de un paisaje puede resultar en una variedad de caracteristicas de gran o pequeña escala tanto en la superficie como por debajo. En superficies expuestas, las caracteristicas pequeñas pueden incluir canales de solución, arroyos pequeños, pavimento de piedra caliza (exposiciones superficiales de rocas duras y grietas vericales), coloquialmente Illamados "karren" o "lapiez". Las caracteristicas de superficie de tamaño mediano pueden incluir sumideros o cenotes (cuencas cerrades), pozos verticales, foibe, corrientes que desaparecen y manantiales que reaparecen. Las caracteristicas a gran escala pueden incluir pavimentos de piedra caliza, poljés y valles cársticos. Bajo la superficie, se pueden formar complejos sistemas de drenaje subterrráneo (como acuiferos cársticos) y extensas cuevas y sistemas de cavernas.
La piedra caliza también es de suma importancia en nuestra exploración. Es un tipo común de roca sedimentaria que es la fuente principal de la cal material.
Fig. 3 Afloramiento de piedra caliza
Se compone principalmente de los minerales calcita y aragonita, que son diferentes formas cristalinas de carbonato de calcio. La piedra caliza se forma cuando estos minerales se precipitan fuera de carbonato de calcio. La piedra caliza se forma cuando estos minerales se precipitan fuera del agua que contiene calcio disuelto. Esto puede ocurrir a través de procesos biológicos y no biológicos, aunque los procesos biológicos, como la acumulación de corales y conchas en el mar, fueron quizá más importantes durante los últimos 540 milliones de años. La piedra caliza se expone sobre grandes regiones de la superficie de la Tierra, y debido a que es ligeramente soluble en agua de Iluvia, estas exposiciones a menudo se erosionan para convertirse en paisajes cársticos. La mayoria de los sistemas de cuevas se encuentran en el lecho de piedra caliza.
Los afloramientos de piedra caliza se reconocen en el campo por su suavidad (la calcita y la aragonita tienen una dureza de Mohs de menos de 4, muy por debajo de los minerales de silicato comunes) y porque burbujea enérgicamente cuando cae una gota de ácido clorhidrico diluido sobre ella. Por lo general, la piedra caliza es de color blanco a gris. No obstante, aquella que normalmente es rica en materia orgánica, puede ser de color casi negro, mientras que las trazas de hierro o manganeso pueden darle un color blanquecino a amarillo a rojo. La densidad de la piedra caliza depende de su porosidad, que varia del 0,1 % para la más densa al 40 % para la caliza. Si bien es relativamente suave, con una dureza de Mohs de 2 a 4, la piedra caliza densa puede tener una fuerza de corteza de hasta 180 MPa. A modo de comparación, el concreto por lo general tiene una resistencia al aplastamiento de aproximadamente 40 MPa.
Las dolinas son las formas superficiales más distintivas del relieve cárstico. Representan depresiones cerradas de dimensiones variables con parades laterales apenas inclinadas o incluso verticales.Las depresiones cerrades ocurren en muchas escales de tamaño de metros a kilómetres.
En áreas de piedra caliza de alta precipitación anual, por ejemplo, la disolución superficial conduce a la formación de depresiones cerradas ("dolinas de solución"), que canalizan el agua superficial hacia el subsuelo.
Fig. 4 Principales tipos de dolinas
Los cuatro tipos principales de dolinas que no se originan directamente por solución de roca o cerca de la superficie:
a) Dolina de intersección, originada por el vaciado de rellenos de una antigua cueva fósil debido a la intersección con la superficie topográfica.
b) Dolina de colapso, como resultado del colapso del techo de una cueva.
c) Dolina de cubierta, que se desarrolló en rocas incoherentes a través del entierro de una roca soluble o el Ilenando parcial de la depresión cárstica.
d) Dolina de subsistencia, formado por el establecimiento de una roca insoluble después de la solución de la roca soluble subyacente.
A fin de registrar esta caché terrestre, envieme por correo electrónico las respuestas a las siguientes preguntas antes de registrar su hallazgo. Si se presenta algún problema con alguna de las respuestas, se lo comunicaré.
Pregunta 1:
1. De acuerdo con el listado, ¿cuál de los 4 tipos de sumideros puede ser este? Justifique su elección.
2. Estime el diámetro superior e inferior y la altura de este sumidero. ¿Qué ángulo aproximado de inclinación resulta de esto? ¿Se clasifica esto más como estable o inestable ?
Pregunta 2:
3. Aqui la roca cárstica está justo en el camino (no se debe salir del sitio). Describa la roca por color, compositión, dureza ( ¿se puede rayar con una uña?) y densidad.
4. Tome una foto de si mismo o con su GPS en el sitio.
Bibliografia
Imágens 1 y 3: proprias
Imagen 2: Wikipedia
Imagen 4: Lexikon der Geowissenschaften
Sinkhole Quechuyoq Muyu near Moray
Moray is an archaelogical site, approximately 50 kilometres northwest of Cuzco on a high plateau at about 3500 metres and just west of the village of Maras. The site contains Inca ruins, mostly consisting of several terraced circular depressions. This landmark ist widely agreed to have been used for farming, and soil samples have shown that soils were brought in from different regions to be used in helping grow crops at the different levels of the terraces. The wide temperature differences in the terraces have created micro climates, similar to what is achieved in greenhouses in modern times, and is believed to have been used by the Inca to study the effects of different climatic conditions on crops.
Fig.1 Sinkhole (but not "our" one)
These bautiful terraces were built in depressions of natural origin. But how did these indentations come about ? We want to pursue this question further.
From geological point of view, we find an extensive karst area here. Karst ia a topography, formed from the dissolution of soluble rocks such as limestone, dolomite and gypsum. It is charakterized by underground drainage systems with sinkholes and caves.
Fig. 2 Features typical of well-developed karst terrain
It has also been documented for more weathering-resistant rocks, such as quartzite, given the right conditions. Subterranean drainage may limit surface water, with few to no rivers or lakes. However, in regions where the dissolved bedrock is covered (perhaps by debris) or confined by one or more superimposed non-soluble rock strata, distinctive karst features may occur only at subsurface levels and can be totally missing above ground.
The carbonic acid that causes karstic features is formed as rain passes through Earth's atmosphere picking up carbon dioxide (CO2), which readily dissolves in the water. Once the rain reaches the ground, it may pass through soil that provides additional CO2 produced by soil respiration. Some of the dissolved carbon dioxide reacts with the water to form a weak carbonic acid solution, which dissolves calcium carbonate.
The carstification of a landscape may result in a variety of large - or small - scale features both on the surface and beneath. On exposed surfaces, small features may include solution flutes, runnels, limestone pavement (clints and grikes), collektively called karren or lapiez. Medium-sized surface features may include sinkholes or cenotes (closed basins), vertical shafts, foibe, disappearing streams and reappearing springs. Large scale features may include limestone pavements, poljes and karst valleys. Beneath the surface, complex underground drainage systems (such as karst aquifers) and extensive caves and cavern systems may form.
Limestone is also of central importance in our exploration. It is a common type of sedimentary rock which is the main source of the material lime.
Fig. 3 Outcrop of limestone
It is composed mostly of the minerals calcite and aragonite, which are different crystal forms of calcium carbonate. Limestone forms when these minerals precipitate out of water containing dissolved calcium. This can take place through both biological and nonbiological processes, though biological processes, such as the accumulation of corals and shells in the sea, have likely been more important for the last 540 million years. Limestone is exposed over large regions of the Earth's surface, and because limestone is slightly soluble in rainwater, these exposures often are eroded to become karst landscapes. Most cave systems are found in limestone bedrock.
Limestone outcrops are recognized in the field by their softness (calcite and aragonite both habe a Mohs hardness of less than 4, well below common silicate minerals) and because limestone bubbles vigorously when a drop of dilute hydrochloric acid is dropped on it. Limestone is commonly white to gray in color. Limestone that is unusually rich in organic matter can be almost black in color, while traces of iron or manganese can give limestone an off-white to yellow to red color. The density of limestone depends on its porosity, which varies from 0,1 % for the densest limestone to 40 % for chalk. Although relatively soft, with a Mohs hardness of 2 to 4, dense limestone can have a crushing strength of up to 180 MPa. For comparison, concrete typically has a crushing strength of about 40 MPa.
Dolines are the most destinctive surface forms of the karstic relief. They represent closed depressions of variable dimensions with slightly angled or even vertical side walls. Closed depressions occur on many size scales from meters to kilometers.
In limestone areas of high annual precipitation, for example, surface dissolution leads to the formation of enclosed depressions ("solution dolines"), which channel surface water into the underground.
Fig.4: Main types of dolines
The four main types of dolines that do not directly originate by solution of rock or near the surface:
a) intersection doline, originating from the emptying of fillings of an old fossil cave due to intersection with the topographical surface
b) collapse doline, resulting from the collapse of the roof of a cave
c) cover doline, which has developed in incoherent rocks burying a soluble rock or partially filling karst depression
d) subsidence doline, formed by the setting of an insoluble rock following solution of the underlying soluble rock
To log this earthcache, please email the answers to the following questions at me before you log your find. If there is a problem with any of the answers, I will let you know.
WP1:
1. Which of the 4 types of sinkholes according to the listing can this be ? Explain why do you think so.
2. Estimate the top and bottom diameter and height of this sinkhole. Which approximate angle of inclination results from this ? Is this more classified as stable or unstable ?
WP2:
3. Here the karst rock is right next to the path (you don't have to leave it). Describe the rock by color, composition, hardness (can it be scratched with a fingernail?) and density.
4. Take a photo of yourself or with your GPS on site.
Bibliography:
Wikipedia
Picture 1 and 3: Own
Picture 2: Wikipedia
Picture 4: Lexikon der Geowissenschaften