Formação das Grutas
 
 Embora haja grutas formadas de diversas rochas carbonatadas, as rochas calcárias são mais estáveis e resistem mais a desabamentos. Por essa razão a maior parte das grutas de dissolução existentes atualmente são calcárias.

 A decomposição das rochas por meios químicos envolve, na maioria das vezes, a presença de água que atua como dissolvente, processo de carsificação. A decomposição por dissolução é desigual nas distintas rochas, dependendo dos minerais que as constituem e da sua respectiva resistência. Se pensarmos na calcita é um mineral muito solúvel em águas ricas em CO₂. A dissolução efetua-se tanto à superfície (com uma temperatura menor e grande presença de dióxido de carbono) pelas águas pluviais e águas de infiltração, como em profundidade pela ação das águas subterrâneas, onde a temperatura é maior e há menor percentagem de CO_2.

Regiões Cársicas


 As regiões cársicas costumam possuir vegetação cerrada, relevo acidentado e alta permeabilidade do solo, que permite o escoamento rápido da água. Além de grutas, o sistema cársico possui diversas formações produzidas pela meteorização química: as rochas de lapiás que vamos referir mais à frente.
 Os agentes químicos e físicos atuam na formação de grutas calcárias, sendo que, percentualmente, esta atuação pode ser considerada à razão de 90% e 10% respectivamente.

 A fase inicial consiste no processo de carsificação ou dissolução química e é resultado da combinação da água da chuva ou de rios superficiais com o dióxido de carbono (CO2) proveniente da atmosfera. O resultado é uma solução de ácido carbônico (H2CO3), ou água ácida, que corrói e dissolve os minerais das rochas. O CO2 reage, transformando o carbonato de cálcio (CaCo3) em bicarbonato ácido de cálcio - Ca (HCO3) 2 - solúvel e levado pelas águas. Os minerais removidos combinam-se ao ácido presente na água e são arrastados para rios subterrâneos ou para camadas geológicas mais baixas, onde se podem sedimentar novamente. As fendas aos poucos alargam-se e tornam-se grandes galerias. Deste modo as dimensões das grutas vão depender tanto do sistema de juntas e fraturas, como da quantidade e infiltração das águas.

Quando o nível freático baixa as galerias formadas esvaziam-se. Em muitos casos, tetos que eram sustentados pela pressão da água podem-se desmoronar, formando grandes salões de abatimento, uma explicação plausível para o que terá acontecimento com a gruta da boca do inferno.

 Quanto aos agentes físicos, embora sejam considerados mínimos, revelam um importante papel no desenvolvimento da gruta como por exemplo: o aquecimento e arrefecimento que provocam fraturas e diáclases por onde penetram as águas, o impacto causado pela força erosiva do mar que, por sua vez, aumenta a desagregação da rocha, e por fim a gravidade, o principal agente físico que não atua diretamente mas que vai influir na conformação da gruta.

Idade e mecanismos de deposição de fósseis em cavernas brasileiras

Augusto Auler e Luís Beethoven Piló

Grupo Bambuí

Importantes vestígios paleontológicos têm sido encontrados em cavernas em diversas áreas do planeta. Em regiões cársticas brasileiras, as cavernas encerram grande potencial fossilífero, apesar de que cacimbas ou lagoas (ou paleolagoas) cársticas também tem revelado importantes sítios paleontológicos, notadamente no nordeste brasileiro.

Desde os trabalhos pioneiros de Peter Wilhelm Lund na primeira metade do século XIX, as cavernas brasileiras têm fornecido importantes registros fossilíferos, os quais tem formado a base das pesquisas sobre a paleontologia de vertebrados do Pleistoceno. O grande paleontólogo gaúcho Carlos de Paula Couto supõe que, durante o Pleistoceno superior, o sudeste brasileiro apresentou clima diverso do atual, provavelmente caracterizado por maior pluviosidade e temperatura média mais baixa, abrigando, em geral, vegetação mais rica de modo a poder alimentar os grandes e numerosos rebanhos de grandes herbívoros e filófagos que ali viviam. O referido autor ainda destaca que os fósseis de vertebrados, tipicamente andinos, encontrados nas cavernas de Minas Gerais e Bahia, ou seja, pertencentes a uma fauna alóctone (lhamas e ursos) são conseqüência de uma migração em busca de climas mais propícios à sua subsistência nas terras baixas. Essa migração estaria associada à expansão de sistemas glaciais pleistocênicos na cordilheira dos Andes e planaltos adjacentes.

Castor Cartelle defende a idéia de que a fauna determinada no Brasil, através de achados em cavernas (Minas Gerais, São Paulo, Goiás, Bahia, Ceará, Piauí, Mato Grosso e Rio Grande do Norte), são absolutamente sincrônicas e que, provavelmente, a deposição de fósseis nessas jazidas foram o resultado de um mesmo fenômeno de âmbito regional. As idades já obtidas em Lagoa Santa (MG) e em outras regiões cársticas da Bahia, no entanto, demonstraram que os sítios deposicionais contendo restos da antiga fauna pleistocênica não são resultado do mesmo evento e sim derivados de processos complexos que não guardam necessariamente relação com eventos paleoclimáticos. Não foi confirmado o "sincronismo absoluto" proposto por Cartelle.

Tafonomia e cronologia

Peter Lund também foi pioneiro nos estudos tafonômicos no Brasil e demonstrou particular interesse pelos fatores que teriam causado a entrada de ossos nas cavernas: 1) predadores que usam a zona de entrada como abrigo e para se alimentar da presa; 2) a ocasional queda de animais na caverna e nas fendas; 3) animais que entram nas cavernas à procura de abrigo, água ou para lamber o salitre, se extraviam e morrem; 4) animais que vivem parte de seu ciclo vital dentro da caverna, como morcegos; 5) carreamento de cadáveres e restos esqueletais pelo fluxo da água vinda de fora.

Datação pelo método Urânio/Tório (230Th/234U) em placa estalagmítica da Gruta do Baú, região de Lagoa Santa, possibilitou a obtenção de idade mínima de 70.000 anos para fósseis de Hoplophorus euphractus e Pampatherium humboldti (Piló 1998). No sítio arqueológico da Lapa Vermelha IV, em Lagoa Santa, ossos de preguiça terrícola (Scelidodon = Ccuvieri) foram datados, de forma indireta (carvões no mesmo nível sedimentar), em 9.600 anos, mas não foi possível, segundo a equipe de A. Laming-Emperaire, estabelecer uma relação entre os restos faunísticos e as fogueiras ou instrumentos líticos.

Visando a obtenção de novos dados, agora através de técnicas de datações absolutas por Carbono 14 (14C - AMS), um projeto coordenado pelo Laboratório de Estudos Evolutivos Humanos do Departamento de Biologia da USP datou, recentemente, fragmentos ósseos de uma preguiça terrícola (Scelidodon = Catonyx cuvieri), descoberto na década de 1980, em uma gruta a norte de Matozinhos (MG). A idade de 9.900 anos veio confirmar a coexistência entre o homem pré-histórico na região de Lagoa Santa e a preguiça terrícola (de porte médio) extinta, tendo em vista que a idade mais antiga de esqueleto humano na região encontra-se entre 11.000 e 11.500 anos.
Acreditamos que essa idade não representa, necessariamente, o momento da extinção desses animais, sendo possível que eles tenham sobrevivido até épocas mais recentes. Paula Couto sugeriu, por exemplo, idade de aproximadamente 7.000 anos para a extinção da megafauna na região. Osvaldo Baffa e equipe realizaram datações ESR em dente de Toxodon provindo de uma caverna no Vale do Ribeira (SP) obtendo uma idade média de 6.500 anos.

Nas cavernas do norte da Bahia, Nicholas Czaplewski e Cástor Cartelle reportaram duas datações por Carbono 14 em coprólito associado à preguiça terrestre e em morcego fóssil, de respectivamente 12.000 e 20.000 anos. Auler (1999) também apresenta uma série de datações Urânio/Tório em placas calcíticas sobre e sob fósseis nas cavernas Toca da Boa Vista e Toca da Barriguda, norte da Bahia. As idades são bastante variadas e cobrem boa parte do último período glacial. Este autor interpreta a entrada dos animais nestas cavernas como fortuita, estando estes em busca de água ou proteção (situação no3 de Lund, 1844), o processo de entrada não possuindo, assim, qualquer significado paleoambiental imediato. Em cavernas vizinhas, no entanto, como na Toca dos Ossos, carreamento por enxurradas parece ter sido o mecanismo dominante.

Na região de São Raimundo Nonato (PI), uma série de estudos paleontológicos em cavernas foram efetuados por uma equipe franco-brasileira. Datação por Carbono 14 em carvão por sobre ossos fósseis na Toca do Garrincho forneceu idade em torno de 10.000 anos. Na Toca do Serrote do Artur, um perfil sedimentar exibe duas camadas fossilíferas separadas por uma placa de calcita. Duas idades pelo método Carbono 14 (6.900 e 8.500 anos) foram obtidas para a camada superior. Os fósseis aí encontrados (compreendendo gêneros variados como Hoplophorus, Glyptodon, Palaeolama, etc) foram interpretados como sendo provavelmente holocênicos.

Apesar das incertezas na interpretação de habitats primitivos de animais extintos, parece certo que a fauna fóssil do nordeste brasileiro é indicativa de climas mais úmidos do que o atual.