PETAR está situado no lado esquerdo da cabeceira do Rio Ribeira de
Iguape, nas escarpas sudestinas da
Serra da Paranapiacaba, com relevo montanhoso e diferenças de altitude de 700 m. O calcário em esta região fica em
uma zona de transição entre o Planalto Atlántico (ou Guapiara) no noroeste do parque
e a planície costeira no sul e sudeste. O parque é banhado pelos rios Betari, Iporanga e Pilões cujas nascentes estão
localizadas na borda do Planalto Atlántico entre 900 - 1.100 m e que desaguam no Rio Ribeira entre 70 - 80 m.
Durante milhões de anos, as atividades da água no calcário permitiram a formação de cavernas, decoradas por
inúmeros espeleotemas como estalactites, estalagmites, cortinas, perolas, etc.
Uma das maiores atrações do PETAR é a caverna Casa de Pedras que possui o maior pórtico de entrada do mundo, com 215 metros de altura.
O salão principal tem 350 metros de comprimento por 120 de largura e 70 de altura. Na caverna do Morro Preto foram encontrados
vestígios de habitantes pré-históricos.
A Caverna da Água Suja tem um rio subterrâneo e recebe dois afluentes.
A caverna do Couto atravessa a montanha e possui uma cachoeira em sua entrada, formada pelas águas de um rio que nasce no interior.
A caverna da Lage Branca é a única do PETAR e uma das poucas do país que tem dunas de argila seca.
A das Areias é a única do mundo em que vive o bagre cego, um peixe albino, sem olhos, que se orienta pelos longos
bigodes que funcionam como radares.
A Gruta das Pérolas tem o Abismo do Juvenal, o mais profundo do Brasil, com 252 metros e a Caverna dos Lagos Suspensos
esconde sítios arqueológicos.
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