Les cavitats subaquàtiques de les zones costaneres del Llevant i Migjorn de Mallorca

Introducció La Tesi és obra de l’esforç i dedicació compartit amb molts companys i col·laboradors al llarg de gairebé 22 anys ininterromputs i més de 1.000 dies d’immersions. L’objectiu general és realitzar l’estudi de les cavitats subaquàtiques costaneres del Llevant i Migjorn de Mallorca, és a dir, d’una part important del carst eogenètic litoral, concretament de l’endocarst inundat, al menys parcialment, per les aigües freàtiques litorals. La zona freàtica de l’endocarst, afectada per les variacions del nivell degudes a causes glacio-eustàtiques, és també la responsable de l’espeleogènesi de les mateixes cavitats. La franja costanera posseeix una amplària d’ordre quilomètric, ja que la influència de la mar a les poroses calcarenites amb permeabilitat primària i secundària determinen la penetració de les aigües marines terra endins i la disposició d’una zona de mescla, agressiva químicament. Contingut de la investigació S’ha estructurat la Tesi en 4 parts i 23 capítols: Part I: Introducció i marc metodològic; Part II: Antecedents; Part III: Cavitats litorals del Llevant i Migjorn de Mallorca amb continuacions subaquàtiques; Part IV: Discussió del carst costaner i Part V: Conclusions i bibliografia. S’han situat les cavitats investigades en relació amb les que es troben al litoral espanyol i al carst eogenètic mundial, amb l’evolució històrica de les exploracions. Per a les principals cavitats s’ha realitzat l’exploració, la topografia, la descripció, les característiques hidrològiques, l’estudi de les morfologies primàries o de dissolució, les morfologies secundàries o espeleotemes, la distribució de les sales d’esfondrament, l’espeleogènesi proposada, els sediments, les restes arqueològiques sota les aigües, la fauna anquihalina, els fòssils, la relació de la cavitat amb la superfície, la relació de les coves amb les cales i surgències submarines i els impactes que afecten a la cova, a més a més de la dificultosa documentació fotogràfica d’aquests ambients extrems. En darrer lloc, s’ha discutit de forma global per al conjunt de cavitats tots els aspectes mencionats abans i les seves interferències. Conclusions S’ha incrementat l’interès espeleomètric d’importants cavitats ja conegudes o fins i tot de cavitats inèdites i s’ha descobert la connexió entre coves abans considerades independents. La suma del recorregut explorat supera els 50 km de galeries subaquàtiques. S’ha contribuït a determinar el perfil hídric vertical de salinitat i temperatura i les característiques diferencials en els casos de la presència d’una connexió directa amb la mar. La troballa de cavitats dins materials del Pliocè i especialment del Pleistocè, a més a més del Miocè superior, suposa incrementar la distribució de les formacions endocàrstiques i representa que els mecanismes espeleogenètics que les han generat han actuat també dins el Pleistocè, un període d’activitat espeleogenètica fins ara no documentat per Mallorca. S’ha intentat establir un intent de classificació i sistematització de les morfologies de corrosió lligades a la zona de mescla d’aigües i de les morfologies hipogèniques trobades a les galeries sotaiguades. S’ha descrit i documentat els espeleotemes més freqüents i interessants que es troben a les galeries i sales sotaiguades. La presència de sediments a l’interior de les cavitats és prou important, amb gruix i tipologia extraordinàriament divers. L’anàlisi de les topografies, fotografies a més dels estudis de camp in situ, han permès delimitar les sales d'esfondrament. Les cavitats constitueixen en un sentit ecològic ambients anquihalins, amb algunes galeries amb corrents intensos per la proximitat a la mar, amb presència de comunitats d’organismes sèssils filtradors. S’han trobat nous gèneres i espècies i s’ha estudiat la distribució de la fauna. Algunes de les coves constitueixen importants jaciments paleontològics i arqueològics. Una part de les cavitats estudiades han estat declarades ZEC.Introducción La Tesis es obra del esfuerzo y dedicación compartido con muchos compañeros y colaboradores a lo largo de casi 22 años ininterrumpidos y más de 1.000 días de inmersiones. El objetivo general es realizar el estudio de las cavidades subacuáticas costeras del Llevant y Migjorn de Mallorca, es decir, de una parte importante del karst eogenético litoral, concretamente del endokarst inundado, al menos parcialmente, por las aguas freáticas litorales. La zona freática del endokarst, afectada por las variaciones del nivel debidas a causas glacioeustáticas, es también la responsable de la espeleogénesis de las propias cavidades. La franja costera posee una anchura de orden quilométrico, ya que la influencia del mar en las porosas calcarenitas con permeabilidad primaria y secundaria determina la penetración de las aguas marinas tierra adentro y la disposición de la zona de mezcla, químicamente agresiva. Contenido de la investigación Se ha estructurado la Tesis en 4 partes y 23 capítulos: Parte I: Introducción y marco metodológico; Parte II: Antecedentes; Parte III: Cavidades litorales del Llevant y Migjorn de Mallorca con continuaciones subacuáticas; Parte IV: Discusión del karst costero y Parte V: Conclusiones y bibliografía. Se han ubicado las cavidades investigadas en relación con las que se encuentran en el litoral español y en el karst eogenético mundial, así como la evolución histórica de las exploraciones. Para las principales cavidades se ha realizado la exploración, la topografía, la descripción, las características hidrológicas, el estudio de las morfologías primarias o de disolución, las morfologías secundarias o espeleotemas, la distribución de las salas de hundimiento, la espeleogénesis propuesta, los sedimentos, los restos arqueológicos bajo las aguas, la fauna anquihalina, los fósiles, la relación de la cavidad con la superficie, la relación de las cuevas con las calas y surgencias submarinas y los impactos que afectan a la cueva, además de la documentación fotográfica de estos ambientes extremos. En último lugar, se ha discutido de forma global para el conjunto de cavidades todos los aspectos mencionados anteriormente y las interferencias entre diferentes apartados. Conclusiones Se ha incrementado el interés espeleométrico de importantes cavidades ya conocidas o incluso de cavidades inéditas y se ha descubierto la conexión entre cuevas antes consideradas independientes. La suma del recorrido explorado supera los 50 km de galerías subacuáticas. Se ha contribuido a determinar el perfil hídrico vertical de salinidad y temperatura y las características diferenciales en los casos de la presencia de una conexión directa con la mar. El hallazgo de cuevas en materiales del Plioceno y especialmente del Pleistoceno, además del Mioceno superior, supone incrementar la distribución de las formaciones endokársticas y representa que los mecanismos espeleogenéticos que las han generado han actuado también dentro del Pleistoceno, un periodo de actividad espeleogenética hasta ahora no documentado en Mallorca. Se ha intentado establecer una clasificación y sistematización de las morfologías de corrosión ligadas a la zona de mezcla de aguas y de las morfologías hipogénicas localizadas en las galerías subacuáticas. Se han descrito y documentado los espeleotemas más frecuentes e interesantes que se encuentran las galerías y salas bajo el agua. La presencia de sedimentos en el interior de las cavidades es bastante importante, con grosores y tipología extraordinariamente diversos. El análisis de las topografías, fotografías además de los estudios de campo in situ, han permitido delimitar las salas de hundimiento. Las cavidades constituyen en un sentido ecológico ambientes anquihalinos, con algunas galerías con corrientes intensas por la proximidad al mar, con presencia de comunidades de organismos sésiles filtradores. Se han descubierto nuevos géneros y especies y se ha estudiado la distribución de la fauna. Algunas de las cuevas constituyen importantes yacimientos paleontológicos y arqueológicos. Una parte de las cavidades estudiadas han sido declaradas ZEC.Introduction This Ph.D. thesis is the result of the effort and dedication shared with many colleagues and caving companions for nearly 22 uninterrupted years of underwater explorations, totalizing more than 1,000 days of diving activities. The overall target is the study of the subaqueous coastal caves in the East and South of Mallorca, that is, an important part of the littoral eogenetic karst in the Island, specifically the endokarst drowned at least partially for coastal groundwater. The phreatic zone within the endokarst, which is affected by the sea-level variations due to glacial-eustatic causes, is also responsible for the speleogenesis of the littoral caves themselves. The coastal fringe has a width in the order of a few kilometres because the influence of the sea on the porous calcarenites ‒with high primary and secondary permeability‒ determines the penetration of sea water inland together with the establishment of a chemically aggressive mixing zone. Content of the research The Ph.D. dissertation is structured in 4 sections and 23 chapters: Section I: Introduction and methodological frame; Section II: Previous background; Section III: Coastal caves with underwater extensions in Eastern and Southern Mallorca; Section IV: Discussion on the coastal karst; and Section V: Conclusions and bibliography. The investigated caves have been placed in relation to those found along the Spanish coast and the eogenetic karst areas worldwide, taking into account the historical evolution of the explorations. In each of the investigated caves the following aspects have been dealt with in detail: the exploration, the topographical surveying, the description of the cavity, the hydrological characteristics, the study of the primary dissolution morphologies, the secondary morphologies or speleothems, the distribution of the breakdown chambers, the proposed speleogenetic processes, the sediments, the archaeological remains recovered underwater, the anchialine fauna, the paleontological remains, the relationship of the cave with the surface landscape, the relationship of the cavity with the coast-line morphology and the submarine springs, the anthropic impacts affecting the cave, and additionally the very difficult photographic documentation of these extreme environments. Finally, a comprehensive discussion of the whole caves is provided in which all aspects mentioned above and their interferences are addressed thoroughly. Conclusions The planimetric development of important already known caves ‒or even of some unknown cavities‒ has reached very relevant figures, being discovered at the same time the connection between caves before considered as independent phenomena. The accumulated length of the explored galleries and chambers totalizes over 50 km of underwater passages. Contributions have been made in order to determine the hydric vertical profile of temperature and salinity, and the distinctive features in the cases of the presence of a direct connection to the sea. The discovery of caves in Pliocene and especially Pleistocene rocks, in addition to Upper Miocene materials, results in an increase in the distribution of endokarstic formations and supports the fact that speleogenetic mechanisms having generated them have also acted in the Pleistocene, a period of speleogenetic activity not documented so far in Mallorca. An attempt has been made trying to establish a classification and systematization of solutional morphologies related to the phreatic waters in the coastal mixing zone, and the features of hypogenic origin observed in the subaqueous passages. The most frequent and interesting speleothems found in the underwater galleries and chambers have been extensively described and documented. Detrital sediments are present inside some caves as relatively important accumulations, showing very diverse thicknesses and typologies. The interpretation of topographical surveys, aerial photographs, as well as in situ field observations, have allowed a careful delimitation of the collapse chambers. In an ecological sense the caves are anchialine environments, that show some passages with strong water flows due to the proximity to the sea, with the presence of communities of sessile filtering organisms. The distribution of the aquatic fauna has been studied, with the discovery of new genus and species of stygobiontic organisms. A few caves are important paleontological and archaeological sites. Some of the investigated caves have been declared ZEC (Special Conservation Zone) by the regional environmental authorities