5.5.3 Isotopía
El estudio de las relaciones isotópicas, junto con la aplicación de técnicas hidrológicas y geoquímicas más tradicionales, proporciona a una herramienta muy útil en la investigación del ciclo hidrológico.
Es utilizada en investigaciones del recurso de agua, para determinar el origen, edad de la agua subterránea, procesos de la recarga, de circulación subsuperficies, de las interacciones de la agua - roca, también permite rastrear fuentes y transporte de contaminantes.
5.5.3.1 Relación isotópica S34/S32
Dentro del llamados isótopos ambientales, está el estudio de las variaciones de la relación S34/S32. Ésta permite identificar posiblemente el origen de ciertas aguas subterráneas de alto contenido salino, ya que la relación es diferente en el agua de mar y en la continental. El fraccionamiento máximo posible es del 50 ‰. Existe un fraccionamiento entre el SH2, S=, SO4= y Sº en el terreno; el estudio de la relación S34/S32 permite conocer el origen del sulfato de las aguas en especial de las aguas muy sulfatadas, y estudiar el aporte de aguas salinas profundas. (Custodio y Llamas, 1983)
Los océanos de la tierra contienen una amplia cantidad de azufre en solución como iones sulfato. La composición isotópica del azufre en los sulfatos marinos modernos constante dentro de estrechos limites y esta representada por un valor de d34S = 20 ‰. Esto indica que esta enriquecido en el isótopo pesado 34S respecto del azufre terrestre medio y por lo tanto provee un nivel de base a partir del cual calcular el fraccionamiento isotópico. La homogeneidad isotópica observada en los sulfatos disueltos en el mar evidencia la buena capacidad de mezcla del medio, al igual que la enorme masa de azufre disuelta en él. (Linares et al, 1995).
El valor de d34S de los sulfatos disueltos en el agua de mar puede interpretarse como determinado por el equilibrio existente entre los procesos de aporte y de extracción del elemento en este medio. En este sentido, la precipitación bacteriana de sulfuros y la formación de evaporitas (procesos de extracción) junto con la acción erosiva del drenaje continental y de las exhalaciones volcánicas submarinas (procesos de aporte) constituyen los principales factores que controlan dicho equilibrio. Asimismo, seguramente en el mar existe azufre primario como componente primario desde la formación de la hidrosfera. (Linares et al, 1995).
La precipitación de evaporitas no origina ningún fraccionamiento isotópico en el azufre apreciable. Sin embargo, existen eventos que pueden modificar la composición isotópica original de los sulfatos, por ejemplo la evaporación del agua de mar en cuencas marginales más o menos cerradas, donde pueden producirse aportes suplementarios de azufre debidos al drenaje continental, o bien es separación de sulfuros por la continua actividad bacteriana en ese medio. Simultáneamente, las rocas eruptivas, extrusivas e intrusivas, básicas y ultrabásicas presentan un valor de d34S con una estrecha dispersión cercana al 0 ‰. También la proporción isotópica del azufre biogénico se diferencia considerablemente del azufre de origen volcánico. (Linares et al, 1995).
5.5.3.2. Aplicación:
Teniendo en cuenta esto, y en vista de que las aguas de la zona en estudio son ricas en sulfatos, se consideró de utilidad estudiar la relación isotópica del azufre para caracterizar la zona de recarga.
En vista de que en el país sólo existían antecedentes al respecto en la industria petrolera aplicados al estudio de origen de aguas de formación; como una primera aproximación se consideró acertado efectuar los análisis sobre tres muestras, representativas de los diversos ambientes presentes en el área en estudio.
Las aguas de todas las muestras están insaturadas en sulfato de calcio (Gráfico 36), lo que implica que no hay precipitación de esa sal. Si puede ocurrir que exista disolución de esa sal presente abundantemente en los sedimentos de origen marino, descriptos por Lizuaín y Sepúlveda (1978), y observados en los afloramientos que la Formacion Gran Bajo del Gualicho tiene en los acantilados del Balneario de Las Grutas. Si consideramos las relaciones iónicas descriptas en el punto 5.6.3.1 y expresadas en los Gráficos 37, 38 y 39, se ve que no varía en forma apreciable la proporción de sulfatos desde la recarga a la zona de descarga. Esto nos lleva a inferir que no se produce disolución de los niveles yesíferos durante el recorrido de las aguas subterráneas. Pero este mantenimiento de proporciones no significa que haya un reemplazo en la composición isotópica, sustituyéndose parcialmente.
Si bien las aguas se van empobreciendo en sulfatos en términos relativos, perdiendo su carácter de ion dominante, no se aprecia un enriquecimiento o empobrecimiento en términos absolutos, por lo que no se puede descartar que interactúe con los sedimentos de origen marino que atraviesa, enriqueciéndose en la relación isotópica, típicamente volcánica que tiene al surgir en los manantiales que descienden de la Meseta de Somuncurá, y adquiriendo gradualmente un carácter mixto, respecto a la relación isotópica típicamente marina, llegando a un porcentaje de mezcla aproximada del 25 al 50%. Cabe aclarar que la solubilidad del yeso aumenta con la presencia de otras sales. En agua destilada es de 2,095 g/l, pudiendo llegar a 7,30 si el contenido en ClNa es de 131 g/l, y en el ambiente que nos ocupa las aguas aumentan su tenor en ClNa a mayor tiempo de permanencia y recorrido en el acuífero.
El ion sulfato procede de fundamentalmente del lavado de terrenos formados en condiciones de gran aridez o en ambiente marino. también se origina en la oxidación de sulfuros de rocas ígneas, metamórficas o sedimentarias, en la disolución de yeso, anhidrita y terrenos yesíferos o en la concentración en el suelo de agua de lluvia.
Siendo tan conspicua la presencia del anión sulfato en este ambiente, es interesante señalar que Risacher et al (1998), en el ambiente árido del norte de Chile, estudió unas 53 cuencas endorreicas cuyo nivel de base la constituyen lagos salados y salares. Ese estudio abarcó la calidad de las aguas de los aportes, el balance hídrico-salino y la hidroquímica de las lagunas saladas, así como, el origen de las sales y de los factores que controlan la hidrogeoquímica de esos salares. Según los iones dominantes, propone básicamente tres vías de evolución para las sales de estas cuencas: carbonática, sulfatada y cálcica. Señalando la anomalía de que si bien las aguas de aporte en general son carbonáticas, en los cuerpos de agua y salares toman características netamente sulfatadas. Atribuye esto a la abundancia de azufre proveniente desde los volcanes andinos, arrastrado a estas cuencas por los vientos dominantes. Observó que la casi totalidad de las soluciones salinas de las lagunas y salares chilenos pertenecen a los grupos sulfatado y cálcico. Hay 39 lagunas o salares sulfatados, 19 cálcicos y sólo 2 carbonáticos. El fuerte predominio de salares y lagunas sulfatadas lo atribuye a la abundancia del azufre volcánico proveniente de erupciones cenozoicas y recientes en la Cordillera de los Andes, y señala que la mayor parte de los salares cálcicos se encuentran también en un ambiente volcánico y la composición de sus aguas de aporte no tiene relación con la litología superficial de las cuencas de drenaje, proviniendo de la disolución de salmueras residuales cálcicas de antiguos salares recubiertos por formaciones volcánicas.
Hola, estuve leyendo este escrito y descubrí que el paper que citan: Risacher et al (1998) me puede servir mucho para mi trabajo de título, yo soy una estudiante de geología de la Universidad de Chile.
ResponderEliminarMe gustaría saber si pueden enviarme ese paper, por favor, se los agradecería mucho.
Natalia Navarrete