A show cave management: Anthropogenic CO2 in atmosphere of Výpustek Cave (Moravian Karst, Czech Republic)

LANG, Marek, Jiří FAIMON, Pavel PRACNÝ and Sandra KEJÍKOVÁ. A show cave management: Anthropogenic CO2 in atmosphere of Výpustek Cave (Moravian Karst, Czech Republic). Online. Journal for Nature Conservation. JENA, GERMANY: Elsevier, 2017, vol. 35, February, p. 40-52. ISSN 1617-1381. Available from: https://dx.doi.org/10.1016/j.jnc.2016.11.007. [citováno 2024-04-23]

Basic information

• Original name: A show cave management: Anthropogenic CO2 in atmosphere of Výpustek Cave (Moravian Karst, Czech Republic)
• Name in Czech: Management zpřístupněné jeskyně: Antropogenní CO2 v atmosféře jeskyně Výpustek (Moravský kras, Česká republika)
• Authors: LANG, Marek (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution), Jiří FAIMON (203 Czech Republic, belonging to the institution), Pavel PRACNÝ (203 Czech Republic, belonging to the institution) and Sandra KEJÍKOVÁ (616 Poland, belonging to the institution)
• Edition: Journal for Nature Conservation, JENA, GERMANY, Elsevier, 2017, 1617-1381.

Other information

• Original language: English
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 10510 Climatic research
• Country of publisher: Netherlands
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• Impact factor: Impact factor: 1.971
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/17:00095959
• Organization unit: Faculty of Science
• Doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jnc.2016.11.007
• UT WoS: 000395459400005
• Keywords (in Czech): antropogenní vliv; čas zadržení; dynamický model; oxid uhličitý; recesní analýza; zpřístupněná jeskyně
• Keywords in English: Anthropogenic impact; Carbon dioxide; Dynamic model; Recession analysis; Response time; Show cave
• Tags: NZ, rivok
• Tags: International impact, Reviewed

Abstract

Anthropogenic impact on CO2 levels was studied in the Bear Chamber of the Výpustek Cave, a show cave in the Moravian Karst (Czech Republic), during a period of active ventilation and enhanced attendance. The study showed that the natural CO2 levels were controlled by (i) the natural CO2 influxes from soils/epikarst (up to ~ 5.64 × 10-2 mol s-1); and, (ii) the advective CO2 fluxes out of cave atmosphere (up to 4.66 × 10-2 mol s-1). During visitor presence, the anthropogenic CO2 flux into the chamber reached up to ~ 0.13 mol s-1 and exceeded all other CO2 fluxes. The reachable anthropogenic steady states at sufficient duration of stay (up to 2.65 × 10-1 mol m-3) could exceed the natural CO2 levels by factor of more than nine based on the number of visitors. Recession analysis of anthropogenic pulses showed that intervals between individual visitor groups would have to be up to ~ 6 hours long if the cave environment has to return to natural conditions. As such pauses between individual tours are hardly realizable, a risk analysis was conducted to find the consequences of breaking natural conditions. It showed that the condition under which dripwater becomes aggressive to calcite (i.e., the point when PCO2 in cave atmosphere exceeds the hypothetical CO2 concentrations in epikarst that has participated on the water formation, PCO2(H) = 10-1.56) is potentially reachable under extreme conditions only (enormous visitor stay period and visitor number). In case of condensed water, however, any increase in CO2 concentration will cause an increase of water aggressiveness to calcite. Therefore, in the periods and sites of enhanced condensation, it is important to strive for preservation of natural conditions.

Abstract (in Czech)

Antropogenní vliv na koncentrace CO2 byl studován v Medvědím dómu jeskyně Výpustek, zpřístupněné jeskyni v Moravském krasu (Česká republika), během období aktivní ventilace a zvýšené návštěvnosti. Studie ukázala, že přírodní koncentrace CO2 byly řízeny (i) přírodními vstupními toky CO2 z půd/epikrasu (až ~ 5.64 × 10-2 mol s-1); a (ii) advektivními toky CO2 z jeskynní atmosféry (až 4.66 × 10-2 mol s-1). V přítomnosti návštěvníků dosahoval antropogenní tok CO2 do dómu až ~ 0.13 mol s-1 a převyšoval všechny ostatní toky CO2. Dosažitelné antropogenní stacionární stavy při dostatečné době pobytu (až 2.65 × 10-1 mol m-3) by mohly přesáhnout přírodní koncentrace CO2 více než devětkrát v závislosti na počtu návštěvníků. Recesní analýza antropogenních pulzů ukázala, že intervaly mezi jednotlivými skupinami návštěvníků by musely být až ~ 6 hodin, aby se jeskynní prostředí mohlo vrátit do přírodních podmínek. I když takové pauzy mezi jednotlivými návštěvami jsou těžko realizovatelné, byla provedena analýza rizik spojených s porušením přírodních podmínek. Ukázala, že podmínka, podle níž se skapová voda stává agresivní ke kalcitu (tj. bod kdy PCO2 v jeskynní atmosfře přesáhne hypotetické koncentrace CO2 v epikrasu participující na vzniku vody, PCO2(H) = 10-1.56) je potenciálně dosažitelná pouze za extrémních podmínek (enormní doba pobytu návštěvníků a jejich počet). Avšak v případě zkondenzované vody, žádný nárůst koncentrací CO2 nezpůsobí nárůst agresivity vody ke kalcitu. Proto je v obdobích a místech zvýšené kondenzace důležité usilovat o ochranu přírodních podmínek.