Os sistemas cársticos, compreendendo vazios e cavernas interligados, são onipresentes nas formações carbonáticas e desempenham um papel fundamental no abastecimento global de água. O acúmulo de evidências sugere que uma porção significativa do cárstico global é hipogênica, formada através da dissolução da rocha pelas águas subterrâneas que ascendem das profundezas (e não pela infiltração da superfície), mas o mecanismo exato de formação permanece obscuro. Aqui mostramos que o resfriamento de fluidos geotérmicos ricos em dióxido de carbono, que os transforma em agentes altamente corrosivos devido à sua solubilidade retrógrada, pode dissolver e esculpir grandes cavernas em escalas de tempo geológicas curtas. Um cenário hidro-termo-geoquímico conceitual é simulado numericamente, mostrando a formação de cavernas pela subida da água quente descarregando em uma camada confinada. Nossos modelos prevêem observações de campo características de cavernas hipogênicas, incluindo localizações enigmáticas das maiores passagens e intrincadas redes labirínticas. Finalmente, sugerimos que o consumo profundo de dióxido de carbono durante a formação cárstica pode constituir uma ligação com o ciclo global do carbono.
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