El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica

El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Porque es Importante la Investigación en Antártida?
™Tratado Antártico y Protocolo de Madrid
™Ambiente extremo para la vida
™Ambiente sensible a los cambios climáticos
™Base para futuras reclamaciones territoriales
Porque es Importante la Investigación en Recursos Hídricos en Antártida?
™Agua recurso escaso hacia el siglo XXI
™Principales riquezas del continente
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Objetivo
Obj
ti Principal:
Pi i l
Caracterizar y
estudiar procesos hídricos, glaciológicos y geocriológicos
relacionados entre sí, comprender la interacción de estos y su participación en el
cambio climático mundial.
mundial
Objetivos Secundarios
9Evaluar los diferentes ambientes desde la perspectiva del agua (líquida y/o hielo)
permitiendo elaborar modelos conceptuales de funcionamiento que permitan
monitorear la evolución de los sistemas en los próximos años.
9Realizar un aporte directo a al investigación científica básica (geología,
hidrogeología, geocriología, cambio climático, etc.) y aplicada (geotecnia, uso de
recursos hídricos,, impacto
p
ambiental,, etc.))
Áreas de conocimiento:
9Hidrología
9Hidrogeología
9Geocriología (estudio del permafrost)
9Glaciología
9Geología del cuartario antártico
9Ambiente y protección del recurso
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
LA PENÍNSULA ANTÁRTICA: UN NUEVO HORIZONTE PARA LAS CIENCIAS HÍDRICAS
La superficie
p
de la Antártida,, sin contar las islas ni
las barreras, es de 13.177.000 Km2.
El continente pose un clima Sub-polar a Polar y las
bajas temperaturas se deben no sólo a la ubicación
geográfica,
g
g
su altura media y la p
poca radiación
solar que recibe esta región.
Las elevaciones de la p
península antártica dividen la
región norte de la Antártida geográficamente en la
Antártida del Este u Oriental, y la Antártida del Oeste
u Occidental.
El espesor promedio del hielo que cubre el continente
es de 2,500
2 500 m,
m siendo el máximo espesor registrado
de 4,800 m.
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
EL MANTO DE HIELO ANTÁRTICO: ESTRUCTURA INTERNA
INTERNA, DINÁMICA Y ESTABILIDAD
Topografía subglacial Antártica, incluyendo el fondo oceánico al sur del
paralelo 60°S. Los datos provienen de la recopilación realizada por el
consorcio internacional BEDMAP (Lythe et al. 2001). No está incluida la
compensación isostática.
Distribución de las temperaturas promedio en grados centígrados (°C) en
el continente Antártico, según el reanálisis ERA-40 del Centro Europeo
para el Pronóstico de Rango Intermedio (ECMWF)
Velocidades balance en el interior del Continente Antártico en metros por
año (m a-1) según Bamber et al. (2000). Este mapa muestra que los
tributarios de las corrientes de hielo se originan en el interior del Manto de
Hielo Antártico muy lejos de las márgenes
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Aspectos Climáticos la Región Oriental de la Península
Clima Tipo: Subpolar Semiárido
Temperaturas
p
medias anuales: entre –5°C y –10°C
Temperaturas medias Verano: entre 0°C y –2°C
Temperaturas medias Invierno: entre –12°C y –17°C
Vientos dominantes: sector S y SO
Precipitaciones:
p
250 mm anuales
80% níveas y 20% líquidas
Aspectos Climáticos de la Región Occidental de la Península
Clima Tipo: Subpolar Semiárido
Temperaturas medias anuales: entre –2°C y –8°C
Temperaturas medias Verano: entre 2°C y 0°C
Temperaturas medias Invierno: entre –10
10°C
C y –14
14°C
C
Vientos dominantes: sector ONO
Precipitaciones: 400-450 mm anuales
70% níveas y 30% líquidas
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Términos relevantes en el balance hidrológico local son el
agua en los glaciares,
glaciares permafrost,
permafrost escorrentía superficial,
superficial
los acuíferos y las precipitaciones
Escaso desarrollo de sistemas hidrogeológicos
g
g
estivales a
latitudes mayores a los 67° lat sur. Las regiones de estudio
se concentran entre los 60° - 64° lat sur
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Procesos Hídricos en las Áreas de Estudio Piloto
Islas Shetland,
Shetland Isla 25 de Mayo en la latitud 62
62° 17
17´
S y en la longitud 58° 40´ W. Comprende la cuenca
del Arroyo Matías en el área de la Caleta Potter.
Isla Vega en la latitud 63° 49´ S y en la longitud 57°
20´ W. Comprende la cuenca del Arroyo del Diablo
al sudoeste del Cabo del Buen Encuentro.
Isla Seymour (Base Marambio) en la latitud. 64°14´
S y en la longitud. 56° 43´W. Comprende la cuenca
del Arroyo Celia y la Meseta Marambio.
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
AGUAS SUPERFICIALES Y SUBTERRÁNEAS EN EL NORTE DE LA PENINSULA ANTÀRTICA
Tipos de Ambiente Hídrico
Sistemas Hidrogeológicos relacionados con la
descarga de Glaciares Politermales
Sistemas Hidrogeológicos efluentes del
Permafrost
Sistemas Hhidrogeológicos alimentados por
precipitaciones
p
níveas
ablación de p
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
9El agua disponible en el sistema hídrico
superficial posee el aporte del acuífero libre
estival.
9El agua contenida a consecuencia del descenso
de la capa activa desarrollada en el verano.
9El sistema hídrico se encuentra durante el
verano alimentado casi exclusivamente p
por el
aporte de la ablación superficial del glaciar.
9Los glaciares que se encuentran en el área
corresponden al tipo politermal.
politermal
9La relación entre incrementos de precipitación y
caudales de descarga son significativos
significativos.
9Los factores climáticos como temperatura e
insolación ejercen cierta influencia sobre la
hidrología superficial.
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Métodos Geofísicos – Geoeléctricos
Método Schlumberger
Microsondeos
Macrosondeos
G
Geoeléctrica
lé t i 2D Dipolo-Dipolo
Di l Di l
Espesores
Profundidades
Litología
Contenido relativo de Hielo
Hielo-agua
agua
Variaciones salinas en agua
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Perforaciones y pozos
9Acuífero Suprapermafrost
9Niveles
9Espesores
9Conductividades, pH y parámetros en boca de pozo
Hidrogeoquímica
9Toma de parámetros en arroyos de conductividad
y temperatura.
9T
9Toma
d muestras
de
t
para análisis
áli i químico
í i
•Especies mayoritarias
•Trazas
•Nutrientes
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Medición de caudales
9Mejorar el Balance Hídrico a nivel cuneca
9Cuencas relacionadas con descarga
g g
glaciaria
9Cuencas con ablación directa de las precipitaciones
9Medición con micromolintes, limnígrafos y/o reglas
9Mediciones automáticas de presión,
presión temperatura y
columna de agua
9Cuencas con aportes a partir de permafrost se
emplean métodos hidroquímicos por dilución de carga
salina
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
PERMAFROST Y HIELOS SUBTERRÁNEOS EN EL NORTE DE LA PENÍNSULA ANTÁRTICA
La criosfera
L
i f
consiste
i t de
d las
l regiones
i
cubiertas
bi t por nieve
i
o hielo, sean tierra o mar. Incluye la Antártida, el Océano
Ártico, Groenlandia, el Norte de Canadá, el Norte de
Siberia y la mayor parte de las cimas más altas de
cadenas montañosas.
En el sentido termodinámico es una capa discontinua de
l Tierra
la
Ti
que incluye
i l
zonas definidas
d fi id
d la
de
l atmósfera,
t ó f
litosfera y de la superficie.
La característica peculiar de la criosfera es que al estar
por debajo 0 °C hace posible la existencia de agua bajo
forma de hielo.
El límite
lí it inferior
i f i de
d la
l criosfera
i f
pasa por ell fondo
f d de
d
permafrost y glaciares de unos 4-5 Km de la superficie
en la Antártica u de 1-1.5 Km en regiones subpolares del
norte.
Limite superior avanza unos 100 Km en la atmósfera
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Permafrost: Región del Subsuelos que permanece por debajo de 0°C por lo menos 2 años
¾Permafrost Continuo: Aéreas permanentemente por
debajo de 0°C
¾Permafrost Discontinuo: Alternancia de zonas por
debajo y por encima de 0°C
¾Permafrost Esporádico: Areas por debajo de 0
0°C
C
estacionales o esporádicas
¾Talik: zonas descongeladas en conexión con agua
superficial
¾Criopeg:
p g Alternancia de p
permafrost,, agua
g
salobre y
salada
¾Zonas Suprapermafrost: se desarrolla el acuífero
libre y la zona no saturada sobre el suelo congelado
permanente.
¾Zona Intrapermafrost: Se desarrolan acuíferos dentro
de suelo congelado (talik) relacionado con cambios de
salinidad, litología o anomalías térmicas
¾Zonas Infrapermafrost: Se desarrollan bajo el suelo
congelado, su existencia es teórica, y las
caractaristicas esperables pueden ser muy diversas
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CAMBIOS EN LA ZONA DEL PERMAFROST
Aumento del espesor de la capa activa
Desarrollo de los procesos de termokarst
Aumento de procesos criogéncios
Formación de crioeluviun
Deshielo del permafrost rico en hielo
(Termoerosión)
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Aumento del espesor de la capa activa
Monitoreo de capa activa
Cambios geomorfológicos
g
g
Métodos geoeléctricos
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Desarrollo de los procesos de termokarst
Singenético Morenas actuales
Postgenético: Morenas màs antiguas
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Aumento de procesos criogéncios
Procesos de Icing
Suelos poligonales
Cambios en la temperatura de Lagos (Talik)
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
Deshielo del permafrost rico en hielo (Termoerosión)
Natural
Antrópica
El Ciclo Hidrológico en el Norte de la Península Antártica
GLACIAR BAHIA DEL DIABLO – Balance de masas
Periodo
Balance de masa
neto (m)
1999-2000
-0.56
2000-2001
-0.06
2001-2002
-0.51
2002-2003
-0.15
2003-2004
-0.11
2004-2005
-0.23
Promedio -0.28m
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Fundacion felix de Azara, http://www.fundacionazara.org.ar/
Virasoro 732 Ciudad Autónoma de Buenos Aires
Adrián Giacchino.
Giacchino Teléfono: 011-5217-7888
011 5217 7888 (int
(int. 367).
367)
pedirlo a:
info@vmeditores com ar
[email protected]
[email protected]
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Equipo de Trabajo
j actual
Grupo Argentino
Evgueniy Ermolin
Hernán Sala
Adrián Silva Busso
IAA
IAA
INA-UBA
Grupo Español
Juan J. Duran
Luis Moreno
Carlos Martínez Navarrete
Jerónimo López Martínez
José Antonio Cuchi
IGME
IGME
IGME
UAM
UZ
Gracias a todos por su presencia !
Equipo de Trabajo
Dr. Silva Busso
Dr
Busso, Adrián
Dr. Evgueniy Ermolin
DSH-INA
DSH
INA
IAA-DNA
Agradecimientos
Instituto Antártico Argentino – DNA
Instituto Nacional de Agua
Universidad de Buenos Aires
Fuerzas Armadas de la República Argentina