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Sumidouro (Sinkhole)
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Sumidouro (Sinkhole)

TORIma Academia — Geomorfologia

Sinkhole

Sumidouro (Sinkhole)

Um sumidouro é uma depressão ou buraco no solo causado por alguma forma de colapso da camada superficial. O termo às vezes é usado para se referir a dolina, incluída…

Um sumidouro constitui uma depressão ou cavidade no solo resultante do colapso da camada superficial. Este termo geológico é ocasionalmente aplicado a dolinas, que são depressões fechadas também identificadas como shakeholes, bem como a condutos onde a água superficial se infiltra em passagens subterrâneas, conhecidas como ponor, buraco de andorinha ou andorinha. Além disso, um cenote representa uma categoria específica de sumidouro que revela as águas subterrâneas subjacentes. Designações mais amplas, como sumidouro e sumidouro de riacho, denotam locais onde a água superficial é drenada, potencialmente por meio de infiltração em sedimentos ou formações rochosas fraturadas.

Um sumidouro é uma depressão ou buraco no solo causado por alguma forma de colapso da camada superficial. O termo às vezes é usado para se referir a dolina, depressões fechadas que também são conhecidas como shakeholes, e a aberturas onde a água superficial entra em passagens subterrâneas conhecidas como ponor, buraco de andorinha ou andorinha. Um cenote é um tipo de sumidouro que expõe a água subterrânea por baixo. Sumidouro e sumidouro de riacho são termos mais gerais para locais que drenam águas superficiais, possivelmente por infiltração em sedimentos ou rochas esfareladas.

A maioria dos sumidouros origina-se de processos cársticos, abrangendo a dissolução química de rochas carbonáticas, bem como mecanismos de colapso ou sufocação. Normalmente circulares, os sumidouros exibem dimensões que variam de dezenas a centenas de metros em diâmetro e profundidade, e sua morfologia varia de depressões revestidas de solo a abismos margeados por rocha. Essas características geológicas podem se desenvolver de forma progressiva ou abrupta e são observadas globalmente.

Formação

Processos Naturais

Os sumidouros são capazes de capturar a drenagem superficial de água corrente e estagnada, mas também podem se manifestar em ambientes elevados e áridos sob condições geológicas específicas. Esses buracos que interceptam a drenagem muitas vezes retêm água em extensos sistemas de cavernas calcárias. Posteriormente, essas cavernas subterrâneas podem descarregar em afluentes de redes fluviais mais substanciais.

A gênese dos sumidouros abrange processos erosivos naturais, incluindo a dissolução progressiva de rochas moderadamente solúveis (por exemplo, calcário) pela percolação da água, a falha estrutural dos tetos das cavernas ou um declínio no lençol freático. Freqüentemente, os sumidouros se desenvolvem através do mecanismo de asfixia. Por exemplo, a água subterrânea pode dissolver as partículas de arenito que se ligam ao cimento carbonatado, transportando subsequentemente essas partículas soltas para longe, criando assim progressivamente um vazio subterrâneo.

Ocasionalmente, um sumidouro pode revelar uma abertura discernível que leva a uma caverna subterrânea. Para sumidouros excepcionalmente grandes, exemplificados pelo sumidouro de Minyé em Papua Nova Guiné ou Cedar Sink no Parque Nacional Mammoth Cave em Kentucky, um riacho ou rio subterrâneo pode ser observado atravessando sua base de um lado a outro.

Os sumidouros são predominantes em regiões onde a litologia subterrânea compreende calcário, outras rochas carbonáticas, leitos de sal ou outras formações solúveis como gesso, que são suscetíveis à dissolução natural por circulação das águas subterrâneas. Além disso, essas depressões são observadas em terrenos de arenito e quartzito.

À medida que a rocha se dissolve, vazios subterrâneos e cavernas se formam progressivamente. Os buracos resultantes podem manifestar-se dramaticamente, uma vez que a superfície terrestre normalmente permanece estável até que o suporte estrutural se torne insuficiente. Posteriormente, pode ocorrer um colapso abrupto da superfície do solo.

Corpos extraterrestres e planetários

Em 2 de julho de 2015, pesquisadores documentaram a descoberta de poços ativos no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, identificado pela sonda espacial Rosetta. Esses poços estavam ligados a colapsos semelhantes a buracos e potencialmente associados a explosões cometárias.

Processos antropogênicos

Os colapsos, frequentemente identificados erroneamente como sumidouros, também podem surgir de atividades humanas, incluindo a falha de minas abandonadas e instalações de armazenamento em cavernas de sal dentro de cúpulas de sal em estados dos EUA como Louisiana, Mississippi e Texas. Em ambientes urbanos, os colapsos são mais frequentemente atribuídos a rupturas nas condutas de água ou a falhas nos sistemas de esgotos resultantes do envelhecimento da infra-estrutura. Além disso, estes eventos podem ser precipitados pelo bombeamento e extração excessivos de águas subterrâneas e outros fluidos subterrâneos.

Os sumidouros também podem desenvolver-se após alterações nos padrões naturais de drenagem da água e a implementação de novos sistemas de desvio de água. Além disso, certos sumidouros surgem quando a superfície do terreno é modificada, por exemplo, através da construção de lagoas industriais e de armazenamento de escoamento; a massa considerável do material recém-introduzido pode induzir o colapso do telhado de um vazio ou cavidade subterrânea pré-existente, levando assim à formação de sumidouros.

Classificação

Pontos de solução

Os sumidouros de solução ou dissolução se originam em áreas onde a água dissolve quimicamente o calcário abaixo da camada do solo. Este processo de dissolução expande as descontinuidades naturais dentro da rocha, incluindo juntas, fraturas e planos de estratificação. Posteriormente, o material do solo penetra nessas aberturas ampliadas, criando uma pequena depressão na superfície do solo.

Pontos de subsidência de cobertura

Dolinas de subsidência de cobertura se desenvolvem em locais onde vazios subterrâneos dentro do calcário subjacente facilitam o aumento do assentamento do solo, levando à formação de depressões superficiais maiores.

Pontos de colapso de cobertura

Dolinas de colapso de cobertura, também conhecidas como "dropouts", desenvolvem-se quando a subsidência significativa do solo em vazios de calcário leva ao colapso da superfície do solo. Esses colapsos superficiais podem se manifestar abruptamente, resultando em danos catastróficos. Além disso, alterações antrópicas nos padrões naturais de drenagem da água em regiões cársticas podem precipitar a formação de novos sumidouros.

Dolinas pseudocársticas

Dolinas pseudocársticas têm uma semelhança com suas contrapartes cársticas, mas se originam de processos geológicos distintos da dissolução natural da rocha.

Dolinas aceleradas pelo homem

As atividades antropogênicas podem acelerar significativamente o colapso dos sumidouros cársticos, comprimindo em poucos anos um processo evolutivo natural que se estende por milênios. Os sumidouros de colapso do solo, definidos pela subsidência de cavidades do solo em vazios rochosos subjacentes, representam as ameaças mais substanciais à vida e aos bens humanos. As flutuações no lençol freático exacerbam esse mecanismo de colapso. À medida que a água sobe através das fissuras das rochas, diminui a coesão do solo. Posteriormente, quando o nível da água diminui, o solo amolecido infiltra-se para baixo nas cavidades rochosas. O fluxo contínuo de água dentro dos condutos cársticos transporta então esse solo, evitando seu acúmulo e perpetuando o ciclo de colapso.

Os sumidouros induzidos se manifestam em locais onde as intervenções humanas modificam a recarga natural das águas superficiais das águas subterrâneas. Um número significativo destes buracos induzidos antropogenicamente surge quando a recarga natural difusa é interrompida, levando à concentração de águas superficiais. Atividades como remoção de madeira, valas, instalação de tubulações (incluindo esgotos, linhas de água e drenos pluviais) e perfuração podem acelerar o colapso de sumidouros. Estas acções aumentam a percolação descendente da água para além da taxa natural de recarga das águas subterrâneas. Além disso, o aumento do escoamento superficial gerado por superfícies impermeáveis, como estradas, telhados e estacionamentos, também contribui para a aceleração dos colapsos de sumidouros induzidos pelo homem.

Embora alguns buracos induzidos sejam precedidos por sinais de alerta discerníveis, incluindo rachaduras, flacidez estrutural, portas emperradas ou rachaduras audíveis, outros se desenvolvem com mínima ou nenhuma indicação prévia. No entanto, os processos de desenvolvimento cársico são completamente compreendidos, o que implica que a caracterização adequada do local pode mitigar os desastres relacionados com o cárstico. Conseqüentemente, a maioria dos incidentes de sumidouros são previsíveis e evitáveis, em vez de serem atribuíveis a “atos de Deus”. A Sociedade Americana de Engenheiros Civis afirmou que o potencial de colapso de buracos deve ser integrado ao planejamento do uso da terra nas regiões cársticas. Em cenários onde o colapso estrutural devido a sumidouros pode resultar em mortes, é imperativa a sensibilização do público para estes riscos inerentes.

As áreas que apresentam uma elevada densidade de sumidouros pré-existentes representam os locais mais prováveis ​​para futuros colapsos, uma vez que a sua presença indica a existência de sistemas de cavernas subterrâneas ou outros vazios instáveis. A presença de cavidades substanciais de calcário pode levar a extensos colapsos superficiais, exemplificados pelo evento de sumidouro de Winter Park, Flórida. As recomendações de uso do solo para regiões cársticas devem priorizar evitar ou minimizar alterações na superfície do terreno e nos padrões naturais de drenagem.

Dado que as flutuações nos níveis da água aceleram o colapso dos sumidouros, medidas proativas são essenciais para minimizar tais mudanças. Identificar e evitar áreas mais suscetíveis à formação de sumidouros é crucial. Nas regiões cársticas, as avaliações convencionais das fundações, que avaliam a capacidade de suporte e recalque do solo, devem ser complementadas por investigações geotécnicas abrangentes do local para detectar cavidades e defeitos na rocha subjacente. Devido à natureza altamente irregular da interface solo-rocha em terrenos cársticos, o número necessário de amostras de subsuperfície, incluindo perfurações e amostras de núcleo, por unidade de área normalmente excede o necessário em áreas não cársticas.

Em 2015, o Serviço Geológico dos EUA estimou que o custo anual para reparações decorrentes de danos relacionados com o carste ascendeu a pelo menos 300 milhões de dólares nos 15 anos anteriores, embora tenha alertado que este valor provavelmente representa uma subestimação significativa devido a dados insuficientes. Os estados que sofreram os danos mais substanciais por buracos cársticos nos Estados Unidos incluem Flórida, Texas, Alabama, Missouri, Kentucky, Tennessee e Pensilvânia. Potencialmente, o maior buraco recente nos EUA é o "Gigante de Dezembro" ou "Golly Hole", que se formou em 1972 em Montevallo, Alabama. Este evento foi atribuído ao rebaixamento antrópico do lençol freático em uma pedreira adjacente. Este sumidouro mede 130 m (425 pés) de comprimento, 105 m (350 pés) de largura e 45 m (150 pés) de profundidade.

As regiões que apresentam perigos cársticos consideráveis abrangem a Bacia do Ebro, no norte da Espanha, a ilha da Sardenha, a península italiana, as áreas de Chalk, no sul da Inglaterra, Sichuan, na China, Jamaica, França, Croácia, Bósnia e Herzegovina, Eslovênia e Rússia, onde aproximadamente um terço da massa terrestre total é sustentada por formações cársticas.

Ocorrência

Os sumidouros são elementos característicos das paisagens cársticas. Esses terrenos podem apresentar milhares de buracos dentro de uma área confinada, conferindo ao terreno uma topografia marcada e marcada. Essas depressões facilitam a drenagem completa das águas superficiais, resultando na prevalência de sistemas fluviais subterrâneos. Exemplos notáveis ​​de terrenos cársticos caracterizados por numerosos buracos enormes incluem as montanhas Khammouan no Laos e o planalto Mamo na Papua Nova Guiné. Entre os maiores sumidouros documentados originados em arenito estão Sima Humboldt e Sima Martel na Venezuela.

Certos sumidouros se desenvolvem dentro de estratos substanciais de calcário homogêneo. A sua génese é frequentemente acelerada por fluxos significativos de águas subterrâneas, frequentemente induzidos por precipitação abundante; esta precipitação contribui para o desenvolvimento de buracos colossais nas montanhas Nakanaï, situadas na ilha de New Britain, em Papua Nova Guiné. Rios subterrâneos robustos podem emergir na interface entre o calcário e a rocha insolúvel subjacente, gerando assim extensas cavernas subterrâneas.

Sob essas condições geológicas, alguns dos sumidouros mais extensos do mundo se originaram, incluindo o Xiaozhai Tiankeng, com 662 metros de profundidade (2.172 pés), em Chongqing, China, bem como sótanos colossais nos estados mexicanos de Querétaro e San Luis Potosí, entre outros.

Processos geológicos excepcionais contribuíram para a formação de imensos sumidouros dentro do Sistema Zacatón em Tamaulipas, México, onde mais de 20 sumidouros e características cársticas associadas foram esculpidas por águas subterrâneas ácidas e aquecidas vulcanicamente. Esta atividade resultou não apenas na gênese de Zacatón, o sumidouro cheio de água mais profundo do mundo, mas também em processos distintos de sedimentação de travertino nas seções superiores dessas depressões, culminando na sua vedação por tampas de travertino.

A Flórida, um estado dos EUA na América do Norte, é reconhecida por seus frequentes colapsos de sumidouros, especialmente em sua região central. O calcário subjacente nesta área data de 15 a 25 milhões de anos. Por outro lado, ao longo da periferia do estado, os sumidouros são incomuns ou ausentes, correspondendo a formações calcárias com aproximadamente 120.000 anos de idade.

A região de Murge, no sul da Itália, também apresenta uma alta prevalência de sumidouros. Além disso, podem desenvolver-se sumidouros dentro de lagoas de retenção, especialmente após chuvas substanciais.

No fundo do mar Ártico, as emissões de metano instigaram a formação de sumidouros extensos.

Usos humanos

Durante séculos, os sumidouros serviram como locais de eliminação de diversos tipos de resíduos. Esta prática levou, consequentemente, à contaminação dos recursos hídricos subterrâneos, representando riscos significativos para a saúde nas regiões afetadas.

A civilização maia ocasionalmente utilizava buracos na Península de Yucatán, conhecidos como cenotes, como locais para depositar artefatos valiosos e realizar sacrifícios humanos.

Dolos extremamente profundos ou aqueles conectados a sistemas de cavernas apresentam desafios consideráveis ​​para espeleólogos experientes e, quando cheios de água, para mergulhadores. Entre os exemplos mais notáveis ​​estão o cenote Zacatón, no México, reconhecido como o buraco cheio de água mais profundo do mundo; o sumidouro de Boesmansgat, na África do Sul; Sarisariñama tepuy na Venezuela; o Sótano del Barro no México; e formações perto da cidade de Mount Gambier, no sul da Austrália. Os sumidouros que se desenvolvem em recifes de coral e ilhas, que desabam a imensas profundidades, são chamados de buracos azuis e frequentemente servem como destinos populares para mergulho.

Nomes locais

Dolinas substanciais e visualmente distintas foram reconhecidas pelas populações locais desde a antiguidade. Atualmente, os sumidouros são categorizados e designados por nomenclatura específica do local ou genérica.

Pseudokarst de tubulação

Em maio de 2010, um buraco significativo apareceu abruptamente na Cidade da Guatemala. Sua formação foi atribuída às chuvas torrenciais associadas à tempestade tropical Agatha e às deficiências na infraestrutura de drenagem local. Este evento resultou no engolfamento de um prédio de três andares e de um imóvel residencial, com o sumidouro medindo aproximadamente 20 metros (66 pés) de largura e 30 metros (98 pés) de profundidade. Uma feição geológica comparável desenvolveu-se nas proximidades em Fevereiro de 2007.

Esta depressão vertical substancial não é classificada como um verdadeiro sumidouro, dado que a sua formação não envolveu a dissolução de calcário, dolomite, mármore ou outras rochas solúveis em água. Em vez disso, exemplifica o 'pseudocárstico tubular', resultante do colapso de extensas cavidades subterrâneas que se desenvolveram dentro dos friáveis ​​depósitos vulcânicos do Quaternário abaixo da cidade. Apesar da sua fraqueza inerente, estes depósitos vulcânicos possuem coesão suficiente para manter faces verticais e acomodar a formação de vazios subterrâneos consideráveis. A criação inicial destes vazios ocorreu através de um processo denominado 'tubulação do solo', onde a água de adutoras comprometidas permeou os depósitos vulcânicos, deslocando mecanicamente partículas vulcânicas finas e subsequentemente erodindo materiais mais grossos. Com o tempo, estes vazios subterrâneos expandiram-se para um tamanho crítico, levando ao colapso dos seus telhados e à formação das grandes depressões superficiais observadas.

Buraco da Coroa

Um buraco de coroa é uma forma de subsidência diretamente atribuível a atividades antropogênicas subterrâneas, incluindo operações de mineração e escavação de trincheiras militares. Exemplos históricos incluem ocorrências acima das trincheiras da Primeira Guerra Mundial em Ypres, Bélgica; perto de locais de mineração em Nitra, Eslováquia; dentro de uma pedreira de calcário em Dudley, Inglaterra; e acima de uma mina de gesso desativada em Magheracloone, Irlanda.

Exemplos notáveis

Entre os sumidouros mais substanciais do mundo estão os seguintes:

África

Ásia

Região do Caribe

América Central

Europa

América do Norte

México

Estados Unidos

Oceânia

América do Sul

Referências

Referências

Este artigo integra conteúdo de domínio público proveniente de sites e documentos fornecidos pelo Serviço Geológico dos Estados Unidos.

Bibliografia

Sobre este artigo

O que é Sumidouro?

Um breve guia sobre Sumidouro, suas principais características, usos e temas relacionados.

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