A case study of anthropogenic impact on the CO2 levels in low-volume profile of the Balcarka Cave (Moravian Karst, Czech Republic)

LANG, Marek, Jiří FAIMON and Camille EK. A case study of anthropogenic impact on the CO2 levels in low-volume profile of the Balcarka Cave (Moravian Karst, Czech Republic). Acta Carsologica. Ljubljana: Slovenská akademia znanosti in umetnosti, 2015, vol. 44, No 1, p. 71-80. ISSN 0583-6050.

Basic information

• Original name: A case study of anthropogenic impact on the CO2 levels in low-volume profile of the Balcarka Cave (Moravian Karst, Czech Republic)
• Name in Czech: Případová studie antropogenního vlivu na koncentrace CO2 v nízko-objemových pasážích jeskyně Balcarka (Moravský kras, Česká republika)
• Authors: LANG, Marek (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution), Jiří FAIMON (203 Czech Republic, belonging to the institution) and Camille EK (56 Belgium).
• Edition: Acta Carsologica, Ljubljana, Slovenská akademia znanosti in umetnosti, 2015, 0583-6050.

Other information

• Original language: English
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: Geochemistry
• Country of publisher: Slovenia
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• Impact factor: Impact factor: 0.792
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/15:00083430
• Organization unit: Faculty of Science
• UT WoS: 000362697900006
• Keywords (in Czech): antropogenní vliv; dynamický model; oxid uhličitý; proudění vzduchu; zpřístupněná jeskyně; ventilační mód
• Keywords in English: airflow; anthropogenic impact; carbon dioxide; dynamic model; show cave; ventilation mode
• Tags: AKR, rivok
• Tags: International impact, Reviewed

Abstract

Anthropogenic impact on CO2 levels was studied in the low-volume chamber connected with the low-profile corridor in Balcarka Cave, the show cave in Moravian Karst, during the period of limited ventilation. Modeling showed that the natural CO2 levels were controlled by the CO2 fluxes (up to ~ 3.14 × 10-2 mol s-1) from adjacent spaces. These fluxes changed with cave airflows and ventilation modes. Two main components of anthropogenic impact were recognized: (1) visitor breathing and (2) visitor movement. The CO2 input derived from individual visitor groups varied from 1.96 × 10-4 to 2.45 × 10-3 mol s-1, which was the significant part of the CO2 fluxes from adjacent spaces. The visitor movement induced the airflows up to 0.2 m3 s-1. They exceeded the natural airflows (up to 3.2 × 10-3 m3 s-1) by factor of more than 60. These airflows caused cave ventilation mode’s switching and, significant drop of CO2 fluxes/levels due to changed ventilation. The study therefore indicates that various anthropogenic influences in show cave can balance and neutralize each other, in dependence on cave morphology and seasonal conditions.

Abstract (in Czech)

Antropogenní vliv na koncentrace CO2 byl studován v menším dómu spojeném s úzkou chodbou v jeskyni Balcarka, zpřístupněné jeskyni v Moravském krasu, během období potlačené ventilace. Modelování ukázalo, že přírodní koncentrace CO2 byly řízeny toky CO2 (dosahující ~ 3.14 × 10-2 mol s-1) ze sousedních prostor. Tyto toky se měnily v závislosti na proudění vzduchu jeskyní a ventilačních módech. Byly rozlišeny dvě hlavní složky antropogenního vlivu: (1) dýchání návštěvníků a (2) pohyb návštěvníků. Příspěvek CO2 spojený s pobytem jednotlivých skupin návštěvníků se pohyboval od 1.96 × 10-4 do 2.45 × 10-3 mol s-1, což představovalo významnou část toků CO2 ze sousedních prostor. Pohyb návštěvníků indukoval proudění vzduchu dosahující 0.2 m3 s-1. Návštěvníci zvýšili hodnoty přírodního proudění vzduchu (dosahující 3.2 × 10-3 m3 s-1) více než 60krát. Takovéto proudění vzduchu způsobilo přepnutí ventilačního módu jeskyně a významný skok v tocích a následně koncentracích CO2 jako důsledek změněné ventilace. Studie proto indikuje, že různé antropogenní vlivy ve zpřístupněných jeskyních mohou působit proti sobě a navzájem se neutralizovat v závislosti na morfologii jeskyně sezónních podmínkách.