Origen del 18O y el 2H del agua subterránea y factores de control

Las aguas subterráneas pueden tener tres orígenes:

ü Meteórico: aguas subterráneas derivadas de lluvia, nieve, hielo o de cuerpos de agua superficial derivados de aguas meteóricas. La composición isotópica del agua subterránea casi siempre coincide o es cercana a la de la lluvia local que recarga al acuífero, sobre todo en áreas de clima húmedo. En climas áridos el agua de recarga está enriquecida isotópicamente en distintos grados respecto a la lluvia.

ü Paleoaguas: son aguas meteóricas originadas en el pasado (>8000 – 10000 años) bajo condiciones climáticas diferentes a las actuales. Su composición isotópica es distinta de la del agua meteórica local en la actualidad.

ü Aguas de formación: frecuentemente asociadas a depósitos de petróleo o gas, son salmueras remanentes bien del agua marina intersticial original, bien de las aguas que reemplazaron a aquellas durante los movimientos post-deposicionales. Son aguas casi estancadas cuya composición refleja la interacción con los minerales del terreno.

El agua de lluvia actual constituye, con mucho, la principal fuente de las aguas subterráneas que habitualmente se estudian. La variación espacial y temporal del contenido isotópico de la lluvia puede usarse para estudiar la recarga de los acuíferos.

El OIEA y la Organización Metereológica Mundial (OMM) toman y analizan aguas de lluva mensuales en varios lugares del mundo para conocer la distribución y variación de su composición y los factores que la controlan. Estos factores, generalmente conocidos desde hace años, son:

· Efecto de temperatura: la temperatura es el primer parámetro de control de la composición isotópica del agua de la lluvia. Esta depende de la temperatura a la cual se evaporó el agua de mar y, aún más, de la temperatura a la cual condensó la lluvia o la nieve, ya que el fraccionamiento isotópico depende de la temperatura,

· Efecto de altitud: en el lado de barlovento de las montañas los contenidos de ¹⁸O y D en lluvia disminuyen al aumentar la altitud y se convierten en agua más ligeras. Esto se debe fundamentalmente a la combinación de dos factores: aguas arriba, por una parte, la lluvia procede de masas de vapor progresivamente empobrecidas isotópicamente por la pérdida de isótopos pesados en las lluvias precedentes; y por otra, la temperatura es más baja y por tanto el fraccionamiento de la condensación de vapor es mayor.

Este efecto es de gran utilidad para localizar la ubicación de las zonas de recarga. En ciertos casos ha puesto de manifiesto que la recarga local es poco o nada relevante respecto a la recarga en las zonas altas más lejanas, o viceversa. En otros ha ayudado a identificar y discriminar las zonas de recarga de acuíferos multicapa o de líneas de flujo individuales en acuíferos de gran espesor. En algunas zonas el gradiente isotópico de las lluvias de verano es distinto al de las lluvias de invierno, en general debido a la distinta procedencia de los frentes nubosos que ocasionan las lluvias de ambas estaciones, y esto ha podido ser utilizado para trazar la recarga de verano y de invierno en distintas zonas del acuífero o distintos acuíferos.

· Efecto de latitud: los contenidos de ²H (D) y ¹⁸O en lluvia disminuyen al aumentar la latitud. Se trata de un efecto aparente pues en realidad se debe a la temperatura a la cual se generan las masas de vapor y de lluvia o nieve a escala del planeta, combinado con una escasa mezcla de las masas de aire, y de las nubes, que se mueven a distinta latitud.

· Efecto continental: los contenidos de D y 18O en lluvia disminuyen en tierra adentro desde la costa. Este hecho se debe fundamentalmente a la historia previa de las masas de vapor, que son progresivamente más ligeras tierra adentro por pérdida de humedad y de isótopos pesados.

· Efecto de cantidad: las lluvias más abundantes son más ligeras. Esto se debe a que la lluvia se va haciendo más ligeras conforme va condensando la humedad residual del aire, previamente empobrecida en isótopos pesados durante los episodios anteriores de lluvia.

· Variación estacional: la lluvia de invierno es más ligera que la de verano. Se debe también fundamentalmente a la temperatura de evaporación y de condensación: a menor temperatura de evaporación más ligeras son las nubes, mayor es el fraccionamiento y más abundantes son las lluvias. A estas dos causas se suma la mayor evaporación de las gotas de lluvia en verano por la menor humedad ambiental y mayor temperatura. Esto no es aplicable a las zonas del hemisferio norte con lluvias monzónicas de verano.

Date: 2015-01-29; view: 720