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Aspectos hidrológicos del ciclo estival en la isla Livingstonestival en la isla Livingston
(Archipiélago de las Shetland del Sur)
Juan José Durán ValseroInstituto Geológico y Minero de España
José Antonio Cuchí OterinoEscuela Politécnica de Huesca, Universidad de Zaragoza
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
2Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
80°70°
60°WeddellSea
South ShetlandIslands
LivingstonIsland
King GeorgeIsland
58° 62° W
62°B
A B
C
C
ANTARCTICA
RossS
AntarcticPeninsula 63°S
IslandRobertIsland
0 50 km200 km01000 km0
DeceptionIsland
C
D
Sea 0 50 km200 km01000 km0
Livingston Island
N
Cape Shireff Point WilliamsD 61° W 60° W
Byers PeninsulaHero Bay
600 m
Samuel Peak Half Moon
Island
62° 30’ S
Rotch Dome
BarclayBay
353 mMount
Friesland
Hurd Peninsula
N
Friesland1650 m
0 5 km
62° 40’ SElephantPoint1 2
3R k t
3Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
NBarnard PointRock outcrops
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
61°08’ W 61°04’ W
StartPoint
EssexPoint
1Byers Peninsula
62°36’ S
265
Seasonal streams
Lake, pool
H l b h
LEGEND
PuntaOcoa
LairPoint
Middle platform
Upper platform
Glacier
Holocene beaches
PuntaCampamento Chester
Cone
188 Water stream
Glacial drainage
Gl i l i
Water sampling sites
Water stream
Glacial drain
Gl i l i
Water sampling sites
143
CerroNegro*
*
Glacial ice
Spring
Snow
Permafrost
Lake
*
Glacial ice
Spring
Snow
Permafrost
Lake
N
62°40’ S
DevilsPoint
Negro
0 2 km
Lake
RainLake
Rain
4Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
5Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
6Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
7Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
8Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
9Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
10Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
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Superficie vs Caudal
y = 0,0158x + 0,3095R2 = 0,8602
2 5
3
2
2,5
gund
o)
1,5
dal (
litro
s po
r seg
Serie1Lineal (Serie1)Lineal (Serie1)
0,5
1
Cau
d
00 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Superficie (km2)
20Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
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relación altura s.n.m. vs conductividad
1400
1600
Aguade
m ezcla
1000
1200
rica
(S/c
m)
m ezclam arina y dulce
600
800
nduc
tivid
ad e
léct
r
Serie1
200
400
con
00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
altura (m s.n.m.)
22Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
altura vs conductiv idad (agua subterránea)
600
400
500
m)
300
nduc
tivid
ad (m
S/cm
Serie1
100
200con
00 10 20 30 40 50 60 70 80
altura (m s.n.m.)
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Ciclo Arroyo Petreles 9-10 enero 2002y
0,06
0,07
0,04
0,05
seg
0,02
0,03m3/
s
0
0,01
0 200 400 600 800 1000 1200 14000 200 400 600 800 1000 1200 1400
Minutos
Máximo caudal durante la noche (inicio ciclo 11 horas a m )
24Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
Máximo caudal durante la noche (inicio ciclo 11 horas a.m.)
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
61°08’ W 61°04’ W
StartPoint
EssexPoint
1Byers Peninsula
62°36’ S
265
PuntaOcoa
LairPoint
PuntaCampamento
Ocoa
Chester188
Campamento ChesterCone
143
62°40’ S
Devils
CerroNegro
0 2 km
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DevilsPoint
0 2 km
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
60°20’ W60°25’3SouthBay
Seasonal streams
L k l
LEGEND
Juan Carlos IStation Middle platform
Upper platform
Lake, pool
Holocene beaches
62°40’
d PeninsulaWater stream
Water sampling sites
Water stream
G
Water sampling sites
Glacier
lse Bay
Hurd
SallyRocks
*
Glacial drainage
Glacial ice
Spring
Snow
Permafrost*
Glacial drain
Glacial ice
Spring
Snow
P f t
2 km0
Fals
62°43’ S
Permafrost
Lake
Rain
Permafrost
Lake
Rain
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
60°20’ W60°25’3SouthBay
Juan Carlos IStation
62°40’
d Peninsula
lse Bay
Hurd P
SallyRocks
2 km0
False
62°43’ S
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
60°52’ W 60°51’ 2Punta Elefante
62°42’ S
Seasonal streams
L k l
LEGEND
0 500m
62°42’ S
Middle platform
Upper platform
Lake, pool
Holocene beaches
60°52’ W 60°51’ 2P t El f t
Water stream
Water sampling sites
Water stream
G
Water sampling sites
Glacier
Punta Elefante
*
Glacial drainage
Glacial ice
Spring
Snow
Permafrost*
Glacial drain
Glacial ice
Spring
Snow
P f t
0 500m
62°42’ SPermafrost
Lake
Rain
Permafrost
Lake
Rain
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
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ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
33Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
60
80
60
80
O LagosO Aguas subterráneasO RíosO GlaciaresO LluviaO Nieve
20
40
20
40
OO O
O
C
O
O
O
O
OO
O
O
OO
OO
O
O
O
O
OO
1134 uS/cm6 uS/cm
80 80
Mg SO4
O
OO
O
O
OO
O O
40
60
80 80
60
40
O
CO
CCOO
OO
4 0 0
20
40 40
20
OO
O
OO
OO
O
O O
O
O
C
OO
O
O
OO O O
O
O
O
O
O
O O
O
O OO
O O
O
O
O OO
OO
O
O
OO
O
O
O
80 40 20 60
Ca Na+K HCO3 Cl
Las facies dominantes son cloruradas o cloruradas-bicarbonatadas, sódicas o sódico-ál i bl d ( t 10 50 /l d C CO3) d b j i li ió l l
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cálcicas, blandas (entre 10 y 50 mg/l de CaCO3) de muy baja mineralización, salvo la tomada en la laguna Maderos, conectada con el mar (1134 μS/cm).
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
C.E. ( S/cm)
Si se exceptúan las aguas procedentes de lluvia y nieve, que presentan conductividades muy
Lakes
bajas, entre 35 y 39 (μS/cm) las primeras y entre 6 y 8 (μS/cm) las segundas, el resto están entre el í[26-1134] límite superior con 329 μS/cm en la laguna de la morrena de la punta Elefante y el límite inferior en el agua d l l i J h 20 S/
GlaciarRiver
Groundwater[38-239]
del glaciar Johnson, con 20 μS/cm. Dejando aparte valores extremos, claramente las aguas menos mineralizadas son las procedentes de
Rain[35-39] Snow
[6-8]
Glaciar[20-196]
River[39-176]
mineralizadas son las procedentes de la fusión de los glaciares, mientras que las procedentes de lagos, ríos o surgencias subterráneas tienensurgencias subterráneas tienen valores similares, aunque las procedentes de ríos se muevan dentro de un margen mucho másRango de variación de la conductividad
35Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
dentro de un margen mucho más estrecho.
Rango de variación de la conductividad eléctrica (μS/cm) según el origen del agua
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
3 Ri
Lakes[ ]22.5 -193.3
g/l C
aCO
3 River[ -1 ]18 44
Groundwater[ ]11-106
mg
Rain[ ]35-39
Glaciar[ - ]10 8 41 6
[ ]11 106
[ ]35 39
Snow[ ]11-11
[ ]10.8 41.6
Variación de la dureza (mg/l de CaCO3,) según el origen del agua
36Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
ºCºC
LagosAguas subterráneasRíosRíosGlaciares
Las variaciones encontradas en las temperaturas del agua sonrelativamente importantes; de más frías a más calientesencontramos: las procedentes de glaciares (de 0 0 a 2 3 ºC) ríosencontramos: las procedentes de glaciares (de 0,0 a 2,3 C), ríos(entre 0,8 y 5,1 ºC), lagos (entre 0,9 y 11,1 ºC) y aguassubterráneas (entre 1,2 y 13,5 ºC).
Durante la época estival existe una notable cantidad de agualíquida que permite el establecimiento de un ciclo hidrológicocompleto con presencia de ríos, lagos, aguas subterráneas yp p g g ymanantiales. Se constata que las aguas más cálidas son las quepresentan mayor contenido en nutrientes (nitratos y fosfatos) y unvalor de DQO (existe una fuerte correlación entre DQO y Tª, r2
37Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
=0.759) más alto.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
Comparando el contenido en metales en cada muestra con las demás y con el resto de los parámetros determinados se observa una fuerte correlación en losresto de los parámetros determinados se observa una fuerte correlación en los contenidos de hierro y manganeso y de estos con el cobre. Cobre, plata, cromo y molibdeno muestran un comportamiento parejo, correlacionándose de forma muy similar con el cloruro, sodio y mineralización, lo que hace suponer un origen común
38Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
similar con el cloruro, sodio y mineralización, lo que hace suponer un origen común que debe ser investigado.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
Se han encontrado concentraciones relativamente elevadas de Aluminio; numerosas muestras presentan concentraciones por encima de 1 mg/L. Se trata de un metal ubicuo generalmente asociado a aguas de reacción francamente ácidaun metal ubicuo, generalmente asociado a aguas de reacción francamente ácida. El resto de los metales analizados se encuentran en concentraciones que pueden considerarse normales en agua naturales, aunque en ocasiones (Zn, Pb, V, Cd) podrían considerarse algo elevados para aguas de tan baja mineralización,
39Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
podrían considerarse algo elevados para aguas de tan baja mineralización, alejadas de la influencia antrópica.
ASPECTOS HIDROLÓGICOS DEL CICLO ESTIVAL DE LA ISLA LIVINGSTON
Las relaciones isotópicas de D (δDvsmow varía entre -42 1 y -100 8 con un valorLas relaciones isotópicas de D (δDvsmow varía entre -42,1 y -100,8 con un valormedio de -73,7) y de 18O (δ 18Ovsmow entre -12,3 y -5,09 con un valor medio de -9,33) muestran una distribución similar a la recta meteórica mundial, con valorespor lo general más negativos en las aguas de lluvia y de nieve y menos negativos
40Jornada de Introducción a la Hidrogeología en la Península Antártica, IGME, 24 de junio de 2010, Madrid.
por lo general más negativos en las aguas de lluvia y de nieve y menos negativosen las aguas subterráneas y en las procedentes de la fusión del permafrost.