NÓMINA DE GEOINDICADORES

NÓMINA DE GEOINDICADORES
Compilado por:
COGEOENVIRONMENT (IUGS) Working Group on Geoindicators, 1995
Traducción al español y revisión:
MARCELA PÉREZ - Santa Fe (Argentina)
RAÚL CARREÑO - Cusco (Perú)
2002
DESCRIPCIÓN DE LAS
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE CADA INDICADOR
NOMBRE
Se aplica a un único indicador. Algunos son muy específicos (nivel relativo del mar, escurrimiento
encauzado), mientras que otros son más generales (actividad de los suelos congelados, calidad
del suelo).
BREVE DESCRIPCIÓN
¿Cómo es el geoindicador? ¿Cómo expresa los procesos y fenómenos geológicos?
IMPORTANCIA
¿Por qué es importante monitorear este geoindicador? ¿Cómo sus variaciones reflejan los
impactos producidos por la agricultura, la silvicultura, los asentamientos humanos, como así
también por otros sectores de la economía y actividades antrópicas?
CAUSA HUMANA O NATURAL
¿Puede este geoindicador usarse para distinguir si sus variaciones son producto de procesos
naturales o antrópicos? De ser así, ¿cómo?. Este aspecto hace explícita la facilidad o dificultad de
separar los cambios humanos de los naturales, una consideración fundamental al evaluar las
modificaciones ambientales.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
¿En qué tipo de paisaje o sitio se podría usar este geoindicador (por ejemplo: costas, desiertos,
tundras, montañas)?. Este aspecto facilita la identificación de los geoindicadores con referencia un
ambiente particular.
-1-
SITIOS DE MONITOREO
¿Dónde debe medirse este indicador? ¿En qué sitio específicamente?
ESCALA ESPACIAL
¿A qué escala se debe monitorear este indicador? ¿Hasta qué escala puede ser considerada?.
Por ejemplo: las fluctuaciones de los glaciares se evalúan sobre un glaciar en particular, pero a
pesar de las diferencias entre el comportamiento de uno y otro, esas evaluaciones se pueden
considerar en conjunto para obtener una evaluación promedio, o media de su condición sobre
toda una región de glaciares. La descarga de sedimentos en un curso de agua, que se mide río
por río, a menudo se suma para dar un panorama completo de una región en particular.
La escala espacial que se usa en esta nómina se basa en las escalas estándar empleadas en la
práctica de la ecología: de sitio o parcela (0 a 1 km), paisaje (1 a 10 km), mesoescala (10 a 100
km), regional (100 a 1.000 km), continental (1.000 a 10.000 km).
MÉTODOS DE MEDICIÓN
¿Cómo se puede medir en el campo este indicador? ¿Qué técnicas de laboratorio y otras
analíticas están involucradas?
El trabajo de campo es el requerimiento básico para estudiar la mayoría de los geoindicadores.
También se hace referencias especiales a nuevas herramientas y tecnologías, tales como los
sistemas de posicionamiento global (Global Positioning Systems, GPS), basados en la transmisión
de señales de onda corta hacia los receptores en superficie, cuyas posiciones se pueden
determinar con precisiones del orden de los 3 a 5 mm, para líneas de referencia cortas (100 km),
y de 10 a 15 mm, para distancias mayores (1.000 km). Las técnicas con GPS pueden combinarse
con técnicas de interferometría para establecer los campos de velocidades con precisión de 1 a 2
mm/año, sobre distancias de 10 a 500 km.
Las imágenes satelitales, adecuadamente procesadas, pueden suministrar información de gran
valor en estudios regionales, debido a que contienen datos espaciales y espectrales que pueden
proporcionar información que de otra manera no estaría disponible.
Los sistemas de información geográficos (Geographic Information Systems, GIS) constituyen una
tecnología en rápido desarrollo. Permiten organizar y manejar bases de datos espacialmente
relacionadas de maneras muy poderosa, y suministran una herramienta analítica para corroborar
los modelos de relieve y desarrollar nuevas hipótesis.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
¿Cada cuánto tiempo se debe medir un geoindicador específico en el campo, para así establecer
una serie temporal apropiada y una tendencia de referencia?. Estas son sólo líneas generales;
para la mayoría de los casos, la naturaleza del sitio y las características del ambiente a ser
investigado determinarán la frecuencia de las sucesivas mediciones.
-2-
Para algunos sistemas terrestres, cuanto más seguido se mida un geoindicador más fácil será
investigar el “ruido” de la señal. Los geoindicadores estacionalmente variables deberían
monitorearse todos los años en la misma época. No obstante, se debe tener en cuenta que
muchos geoindicadores permanecen estables por períodos de tiempo considerables y
experimentan un cambio, principalmente durante eventos extremos poco frecuentes, tales como
inundaciones, fallas en superficie, tormentas, deslizamientos de taludes, entre otros.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
¿Qué dificultades importantes existen al adquirir datos de campo y laboratorio o al aplicar un
determinado indicador?.
En muchos casos, los datos de campo y otros datos analíticos pueden ver limitada su aplicación
debido a que los sistemas naturales están expuestos a un amplio rango de influencias externas, o
debido a la complejidad espacial y temporal de los procesos terrestres. En muchos países los
esfuerzos actuales para la reducción de los presupuestos nacionales están comprometiendo la
efectividad de los programas de monitoreo existentes.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
¿Cómo pueden aplicarse estos geoindicadores al análisis paleoambiental? ¿Qué potencial de
predicción poseen?.
La mayoría de los sistemas terrestres funcionan durante largos períodos de tiempo, evolucionando
a velocidades que están más allá de la experiencia humana. Por lo tanto, los registros de los
eventos ambientales o naturales pasados son esenciales para comprender las tendencias y
direcciones de referencia de las variaciones de los paisajes.
Las predicciones y los pronósticos requieren de un completo entendimiento tanto de la dinámica
del comportamiento de los sistemas terrestres como de las direcciones en las que se desarrollaron
durante los últimos años.
Los estudios de las evidencias naturales preservados en, por ejemplo, sucesivas capas de hielo y
sedimento, el carácter de los perfiles de la temperatura subsuperficial, la composición isotópica de
las aguas subterráneas, y las capas de crecimiento de los corales, son de fundamental
importancia.
POSIBLES UMBRALES
¿A partir de qué valores umbral o límite habrá cambios drásticos en el ambiente o amenazas para
la salud humana o la biodiversidad?.
Virtualmente para todos los indicadores, se puede decir que un límite se “traspasa” cuando las
variaciones afectan los ecosistemas, o la salud humana. Estos límites son claramente una cuestión
de percepción: algunos pueden ver una variación del geoindicador como sin importancia,
mientras que otros lo consideran beneficioso o perjudicial. Por lo tanto, la cuestión aquí es
determinar este umbral sobre la base de parámetros físicos y químicos naturales, que determinan
el comportamiento del sistema, como, por ejemplo: temperatura de fusión y congelamiento de
suelos y aguas.
-3-
REFERENCIAS CLAVES
Se lista en este ítem una reducida serie de referencias claves, fácilmente obtenibles, manuales
prácticos o citas de publicaciones científico-técnicas sobre el geoindicador correspondiente. Para
evitar repeticiones, algunas de las más importantes para la mayoría de los geoindicadores son:
Berger, A. R. & W. J. Iams (eds.), 1996. Geoindicators: assessing rapid environmental change in
earth systems. Rotterdam: Balkema. (Es la base o soporte científico y de orientación de los
geoindicadores, que incluye una primer publicación formal de esta nómina).
Goudie, A., 1990. Geomorphological techniques. Second Edition. London: Allen & Unwin. (Una
revisión comprensiva de la técnicas que se han empleado para los estudios de las cuencas
fluviales, ríos, laderas, glaciares, y otras Geoformas).
Gregory, K. J. & D. E. Walling (eds), 1987. Human activity and environmental processes. New
York: John Wiley. (Precipitación; procesos hidrológicos, costeros y oceánicos; sistemas lacustres;
pendientes y erosión; hidráulica fluvial; suelos congelados; subsidencia del terreno; perfiles del
suelo; erosión y conservación; impactos sobre la flora y la fauna; desertificación).
Nuhfer, E. B., R. J. Proctor & P. H. Moser, 1993. The citizens' guide to geologic hazards. American
Institute for Professional Geologists (7828 Vance Drive, Ste 103, Arvada CO 80003, USA). (Un
resumen muy útil de un amplio rango de peligros naturales).
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
En este ítem se listan las agencias nacionales (por ejemplo: servicios geológicos, ministerios,
secretarías), programas y proyectos científicos (por ejemplo: de Naciones Unidas) u
organizaciones internacionales específicas (por ejemplo: Servicio Mundial de Monitoreo de los
Glaciares) a partir de los cuales se puede obtener información, bases de datos y experiencia
profesional. El Anexo al final de la nómina de los geoindicadores explica las abreviaturas de las
instituciones e incluye algunas de sus direcciones.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Se mencionan brevemente los aspectos y las situaciones ambientales y geológicas relacionadas al
geoindicador específico que se está considerando.
EVALUACIÓN GENERAL
Se indica muy brevemente la importancia de este geoindicador para el monitoreo ambiental y las
evaluaciones de sustentabilidad.
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NOMBRE
ACTIVIDAD DE LOS SUELOS CONGELADOS
BREVE DESCRIPCIÓN
Los suelos congelados, o permafrost, afectan a un 13% (18 millones de km2) de los suelos del
mundo. En los permafrost, en otras áreas criogénicas (periglaciares) y en regiones templadas
donde se produce un fuerte congelamiento y descongelamiento estacional de suelos, un amplio
abanico de procesos conducen a una variedad de expresiones superficiales, muchas de las cuales
tienen profundos efectos sobre las estructuras y los asentamientos humanos, así como sobre los
ecosistemas. Estos rasgos periglaciares característicos se encuentran próximos a los glaciares, en
la alta montaña (sobre todo a bajas latitudes) y alrededor de las regiones polares. El desarrollo
(agradación) o degradación de los permafrost es un indicador sensible y temprano de los cambios
climáticos [ver: Régimen de la temperatura subsuperficial]. Entre los parámetros geológicos más
importantes relacionados a las regiones afectadas por los permafrost se tiene:
1. Espesor de la capa activa: el espesor de la capa activa -la zona de congelamientodescongelamiento anual situada sobre el permafrost- determina no solamente la resistencia
integral o total del suelo sino también muchos de los procesos físicos y biológicos que tienen
lugar en los terrenos periglaciares. La temperatura y la humedad del suelo, la litología y la
morfología del paisaje ejercen controles importantes sobre el espesor de la capa activa. La
temperatura y la humedad del suelo dependen ampliamente de los factores climáticos, por lo
que si la temperatura media anual del aire se eleva varios grados Celsius, el espesor de la
capa activa puede cambiar durante períodos anuales o de 10 años.
2. El ascenso por congelamiento (combamiento) por heladas es un proceso físico básico
asociado tanto con el congelamiento invernal cercano a la superficie como con la agradación
profunda de los permafrost. Este combamiento puede desplazar edificios, caminos, tuberías,
sistemas de drenaje y otras estructuras. Muchos suelos congelados tienen un contenido mucho
mayor de agua que sus equivalentes secos y experimentan expansiones locales del 10% al
20% en su volumen durante la fase de congelamiento. El proceso de levantamiento por
congelación y las consecuencias del descongelamiento tienen gran importancia en el
desarrollo de muchas de las características únicas de los terrenos helados, incluyendo los
montículos perennes y estacionales, suelos estructurados, palsas y pingos (hidrolacolitos).
3. Las fisuras por congelamiento son fracturas profundas formadas por contracción térmica de
las rocas o suelos congelados con un substancial contenido de hielo. Comúnmente, estas
fisuras se intersecan para crear figuras poligonales, las cuales pueden conducir a la formación
de cuñas de hielo y materiales superficiales. La frecuencia de fisuración está asociada a la
intensidad del frío invernal. Donde el clima se está calentando los cuñas o capas de hielo son
reemplazadas, en décadas, por cuñas de hielo dispersas.
4. Los icings, o formaciones de hielo, son masas de hielo estratificadas formadas en la superficie
del suelo, o sobre el hielo de los ríos o los lagos, por congelamiento de flujos sucesivos de
agua que pueden filtrar desde el suelo, provenir de manantiales o emerger del hielo de los
ríos o lagos a través de fisuras. Para el Hemisferio Norte, la potencia de los icings en las
porciones septentrionales de la zona de permafrost puede variar anualmente,
incrementándose durante los inviernos fríos con menores coberturas de nieve, combinadas
con precipitaciones otoñales. Más al norte, los icings incrementan su tamaño pero disminuyen
en número cuando el clima se modera , y viceversa, cuando se enfría.
5. La termoerosión se refiere a la erosión hídrica combinada con efectos termales sobre el suelo
congelado. Dentro de las cárcavas pueden desarrollarse pequeños canales de varios
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kilómetros, que crecen a razón de 10 a 20 m/año mientras que, en depósitos arenosos, a
razón de 1 m/hora. Los principales factores climáticos que controlan la intensidad de la
termoerosión son el régimen de fusión de la nieve y las precipitaciones estivales.
6. El termokarst se refiere a un rango de características que aparecen en áreas de relieve suave
donde se funde el permafrost con exceso de hielo. Estos están desigualmente distribuidos e
incluyen mamelones e hidrolacolitos, depresiones llenas de agua, bosques “saturados”, flujos
de barro sobre suelos con pendiente, pantanos recientes y otras formas de hundimiento por
descongelamiento que se cuentan entre muchos de los problemas geotécnicos e ingenieriles
presentes en los paisajes periglaciarios. En cualquier lugar donde se dé un congelamiento
repetido de suelos, los rasgos del termokarst, una vez formados, son muy proclives a persistir.
7. Los suelos congelados se caracterizan por un amplio rango de lentos movimientos pendiente
abajo incluyendo la reptación, tales como glaciares de roca y criofluxión, así como muchos
deslizamientos rápidos y aludes de nieve [ver: Deslizamiento de taludes].
IMPORTANCIA
Los permafrost influyen en los ecosistemas naturales y explotados, tales como bosques, pastizales y
praderas, montañas y humedales, como también en sus sistemas hidrológicos. Se trata de un
agente de cambio ambiental que afecta a ecosistemas y asentamientos humanos.
Los permafrost pueden amplificar muchos cambios climáticos, por la liberación de carbono y otros
gases invernadero, durante la fase descongelamiento. Se ha estimado que alrededor de un cuarto
del carbono terrestre mundial es emitido por materia orgánica muerta en las capas activas y en
permafrost: el calentamiento climático a largo plazo facilitaría la descomposición y el
desecamiento, liberando enormes cantidades de metano y CO2 [ver: Humedales: extensión,
estructura e hidrología].
Los permafrost pueden ocasionar serias y costosas interrupciones por subsidencia de suelos,
deslizamiento de taludes, icings y otros procesos criogénicos.
CAUSA HUMANA O NATURAL
El congelamiento y el descongelamiento de los suelos y materiales superficiales, y sus cambios
consecuentes, son procesos naturales controlados por las condiciones climáticas, pudiendo ser
modificados por acciones humanas en y alrededor de los asentamientos y obras de ingeniería.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Latitudes medias y altas y altitudes pronunciadas (desiertos helados y árticos, tundras, taigas,
montañas) donde el congelamiento de suelos está extendido.
SITIOS DE MONITOREO
Regiones polares con vegetación, localidades situadas a gran altitud, áreas donde hay
perturbaciones evidentes de la capa activa (por ejemplo: ambientes periglaciarios, polígonos,
taludes inestables, áreas de heladas intensas).
ESCALA ESPACIAL
De parcela a mesoescala / de regional a continental.
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MÉTODOS DE MEDICIÓN
Hay muchas aproximaciones al monitoreo de la actividad de los suelos congelados:
1. El espesor de la capa activa puede ser fácilmente medido -excepto en suelos cuarzosos y
pedregosos- sondeando con una vara de acero. Las técnicas geofísicas, tales como los
sondeos con radar, se pueden usar para detectar cambios relativamente amplios del
descongelamiento en profundidad de. Se pueden obtener medidas más cuidadosas
usando tubos de hielo relativamente poco costosos, los que se pueden utilizar en cualquier
intervalo de tiempo, aunque, idealmente, los datos sobre la capa activa se deben recoger
a intervalos regulares, comenzando en la temporada de fusión de nieves hasta la del
congelamiento anual. Los pruebas de temperatura del suelo son también útiles [ver:
Régimen de la temperatura subsuperficial].
2. El ascenso por congelamiento se puede determinar mediante punzones colocados en la
parte externa de los tubos de hielo o por otros tipos de brocas, que permiten medir el
máximo combamiento anual. El combamiento asociado al congelamiento profundo
(agradación del permafrost) se puede evaluar mediante sucesivas nivelaciones de un área.
En el caso de cuencas fluviales donde la agradación puede ser muy rápida, son mejores
las determinaciones anuales. Pero, en general, pueden ser suficientes controles cada 10
años.
3. El patrón de agrietamiento del hielo en las cuñas de hielo puede medirse anualmente
mediante el uso de cables de rompimiento, que registran la apertura de las grietas y su
expansión.
4. La persistencia de los icings durante el verano es un indicador de la relativa calidez de la
estación. En años más fríos, los icings persisten. Donde abundan los manantiales, los
cambios temporales (años-décadas) pueden deducirse a partir de fotos aéreas o imágenes
satelitales secuenciales.
5. La frecuencia y la distribución de la termoerosión y de los termokarst proveen indicadores
de cambios regionales, fácilmente evaluados o medidos durante períodos anuales a varias
décadas mediante fotos aéreas o imágenes satelitales sucesivas.
6. La inestabilidad de taludes y la reptación pueden medirse a través de la instalación de
tubos inclinómetros; aunque éstos pueden tornarse inoperables al producirse una
reptación considerable.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Como se detalla a continuación, depende del tipo de perturbación a ser monitoreada. Ciertas
características necesitan monitorearse semanalmente y aún más seguido durante el verano; otras
a intervalos anuales o cada diez años.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Es difícil realizar trabajos de campo en áreas de derretimiento activo sin perturbar los suelos
móviles y las geoformas o sin dañar ecosistemas sensibles. En respuesta a las condiciones locales
altamente variables, las grillas (retículas) instaladas para monitorear el desarrollo de los polígonos
deben permanecer en el lugar o ser prolongadas año a año.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
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Los permafrost y otras características criogénicas son registros selectivos del cambio climático a
través de sus registros térmicos y estratigráficos. Los rasgos fósiles formados durante episodios
previos de congelamiento-descongelamiento pueden usarse para indicar y, al mismo tiempo,
datar la presencia de antiguos permafrost, por cuanto las formas degradacionales en áreas donde
actualmente hay suelos congelados indican ya sea antiguos períodos calurosos o inestabilidad
térmica actual.
POSIBLES UMBRALES
La transición congelamiento-descongelamiento es un valor principal, que, una vez franqueado,
puede llevar al desarrollo de varias geoformas, algunas de las cuales (como el termokarst) son
irreversibles, al menos dentro de escalas temporales inferiores al siglo. Muchas características de
los suelos congelados están estrechamente vinculadas al régimen térmico del terreno. Los cambios
en las condiciones de humedad, de vegetación o de la capa de hielo pueden resaltar los cambios
en la temperatura del aire [ver: Régimen de la temperatura subsuperficial].
REFERENCIAS CLAVES
Romanovskii, N., G. F. Gravis, M. O. Leibman & E. Melnikov, 1996. Periglacial processes as
geoindicators in the cryolithozone. In Berger, A. R. & W. J. Iams (eds). Geoindicators: Assessing
rapid environmental changes in earth systems:33-54. Rotterdam: A. A. Balkema. (Ver también
artículo de Rasch et al.)
Washburn, A. L., 1980. Geocryology. New York, Wiley & Sons, Halstead Press.
Williams, P. J. & M. W. Smith, 1989. The frozen Earth - fundamentals of geocryology. Cambridge:
Cambridge University Press.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Servicios geológicos, agencias de recursos hídricos e hidrológicas, IGA, IPA, ITEX (International
Tundra Experiment, c/o The Danish Polar Center, Strandgade 100H, DK-1401 Copenhagen K,
Denmark), Centro-A Mundial de Datos para Glaciología.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Los efectos del descongelamiento son peligrosos para los hábitat humano y animal, y los
ecosistemas permafrost son fácilmente perturbados.
EVALUACIÓN GENERAL
La actividad en los suelos congelados (permafrost y ambientes periglaciares) es sensible al clima
local, a la hidrología y a la cobertura vegetal. Además del espesor de la capa activa, que es el
indicador más útil de los cambios ambientales locales, la mayoría de las características de los
suelos congelados refleja el cambio regional en relación al punto de congelamiento y requiere el
mayor esfuerzo para su monitoreo.
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NOMBRE
FLUCTUACIONES DE LOS GLACIARES
BREVE DESCRIPCIÓN
Los cambios en el movimiento, la longitud y el volumen de los glaciares pueden ejercer profundos
efectos sobre el ambiente circundante como por ejemplo: a través de una fusión repentina que
puede generar inundaciones catastróficas, u oleajes que desencadenan rápidos avances (el oleaje
provocado por el glaciar Bering, en Alaska, alcanzó 12 km en 60 días). Los parámetros estándar
incluyen el balance de masas y la longitud del glaciar, que determinan la posición del extremo. La
ubicación del extremo y de las márgenes laterales del hielo y de los glaciares de roca ejercen una
poderosa influencia sobre los procesos físicos y biológicos cercanos.
El balance de masas que refleja la diferencia anual entre las incrementos netos (acumulación) y
las pérdidas (ablación) puede expresarse a través de una combinación del balance específico, el
balance específico acumulativo, la relación del área de acumulación y la altitud de la línea de
equilibrio,. Esto también puede ser importante para rastrear los cambios en la descarga de agua
de los glaciares como indicadores de la hidrología glaciar. Las variaciones abruptas permiten
alertar sobre una inminente aceleración del derretimiento, de la cavitación o de las crecidas
destructivas.
IMPORTANCIA
Los glaciares son altamente sensibles como indicadores naturales ya que representan a gran
escala el balance energético en la superficie terrestre de las regiones polares y de grandes
altitudes. Su capacidad de almacenar agua durante largos períodos de tiempo ejerce un control
significativo sobre el ciclo del agua superficial. El avance o retroceso de los glaciares de montaña
da lugar a amenazas sobre las estructuras y comunidades cercanas, que se traducen en aludes,
deslizamientos, inundaciones catastróficas provenientes de la ruptura o desborde de los lagos
formados por represamiento de hielo y morenas.
A pesar de los avances de glaciares locales, la longitud de los glaciares de montaña y sus
volúmenes de hielo han decrecido en todo el mundo durante el último o los dos últimos siglos, lo
cual proporciona una fuerte evidencia del calentamiento climático, aunque esto puede también
estar localmente correlacionado con la disminución de las precipitaciones. Se estima que los
Alpes europeos han perdido más de la mitad de su hielo en el siglo pasado.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Los glaciares crecen o disminuyen en respuesta a las fluctuaciones naturales del clima. Registran
los cambios anuales y de largo plazo y prácticamente no sufren perturbación por acciones directas
del hombre.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
En cualquier lugar donde existan glaciares y nieves eternas.
SITIOS DE MONITOREO
Nieves eternas y frentes de glaciares estratégicamente localizados como para registrar los cambios
climáticos, o expuestos a avances/retrocesos rápidos que pueden afectar los sistemas fluviales o
asentamientos cercanos.
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ESCALA ESPACIAL
De parcela a mesoescala / continental
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Análisis de fotos aéreas e imágenes satelitales de alta resolución, reconocimientos de campo. Los
datos de GPS pueden ser útiles para detectar avances rápidos y estimar el volumen de hielo que
se está transfiriendo.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Anualmente y con más frecuencia donde los glaciares están avanzando.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
El monitoreo de los glaciares continentales, tales como las masas de hielo de la Antártida y
Groelandia, es un problema complejo; no existe ninguna técnica sencilla para detectar los
cambios de volumen que afectarían los niveles del mar. Los avances y retrocesos horizontales de
una margen de una masa de hielo pueden no proporcionar oportunamente información sobre los
cambios volumétricos, mientras que los estudios de campo acerca del balance de masas nunca
pueden cubrir adecuadamente todo el manto de hielo.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Las variaciones de los glaciares en lugares con alta nivosidad pueden proveer indicios anticipados
sobre el inicio de un cambio climático. Las burbujas de hielo y aire atrapadas entre los cristales de
hielo en los glaciares y mantos de hielo, proporcionan un registro invalorable de los climas
pasados, que, como en Groelandia y en la Antártida y en ciertos glaciares de montaña, pueden
extenderse incluso hasta el Pleistoceno. También contienen un registro de los cambios en la
composición atmosférica ocurridos en el pasado, incluyendo trazas de las concentraciones de
gases, impurezas químicas de origen terrestre y marino, isótopos cosmogénicos, material
extraterrestre y aerosoles de origen volcánico, desértico y humano. La cronoestratigrafía de los
depósitos formados por los aludes de nieve puede también ser una importante fuente de
información paleoclimática (nivosidad, viento) en áreas montañosas.
POSIBLES UMBRALES
No se consignan.
REFERENCIAS CLAVES
Hambrey, M., 1994. Glacial environments. London, UCL Press.
Matthews, J. A., 1992. The ecology of recently- deglaciated terrain: a geoecological approach to
glacier forelands and primary succession. Cambridge University Press.
Nesje, A., 1996. Geological indicators of rapid environmental change - Glacier fluctuations and
avalanche activity. In Berger, A. R. & W. J. Iams (eds). Geoindicators: Assessing rapid
environmental changes in earth systems:17-32. Rotterdam: A. A. Balkema.
UNEP/GEMS, 1992. Glaciers and the environment. United Nations Environment Programme,
Environment Library 9.
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OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Los cambios en la extensión y movimiento de glaciares han sido monitoreados internacionalmente
desde 1894 siendo, en la actualidad, una tarea coordinada por la WGMS (ver GEMS/UNEP y
IHP). Servicios geológicos, agencias de recursos hídricos/hidrológicas, ITEX (International Tundra
Experiment, c/o The Danish Polar Center, Strandgade 100H, DK-1401 Copenhagen K, Denmark),
IGA, IPA, Centro-A de datos mundiales para glaciología.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
El derretimiento de glaciares puede a veces desencadenar crecidas catastróficas a partir de lagos
marginales bloqueados por morenas, aunque la ruptura de estos diques naturales puede tener
una gran variedad de otras causas. La capacidad decreciente de los glaciares en retroceso para
almacenar agua, afecta el suministro aguas abajo y, en consecuencia, su disponibilidad para uso
agrícola y consumo humano. Los terrenos glaciarios recientemente expuestos en el frente de los
glaciares en retroceso, proporcionan excelentes laboratorios naturales para el estudio de la
reproducción de plantas y el desarrollo de suelos.
EVALUACIÓN GENERAL
Las variaciones de los glaciares están entre los indicadores más sensibles del cambio climático.
Estos también pueden usarse como indicadores de los cambios en la temperatura y la
precipitación que han ocurrido antes de que haya registros del clima a través de instrumentos.
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COSTRAS Y FISURAS
EN SUPERFICIES DESÉRTICAS
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
La aparición o desaparición de delgadas (mm a cm) costras superficiales en playas y depresiones
en regiones áridas y semi-áridas podrían indicar cambios en la aridez. La formación de grietas
poligonales persistentes y profundas en el fondo arcilloso y limoso de cuencas y depresiones
cerradas pueden indicar el inicio de la aridización o de sequías severas. Las superficies pueden
evidenciar otros rasgos de desecación tales como diques sedimentarios, depósitos evaporíticos
(especialmente yeso y halita), ondulitas de adhesión y grandes polígonos de sal.
IMPORTANCIA
Las costras superficiales de los desiertos son importantes porque protegen el material fino
subyacente de la erosión eólica.
CAUSA HUMANA O NATURAL
En principio la formación de costras superficiales está relacionada a causas naturales, pero los
regímenes hidrológicos que afectan la formación y persistencia de las costras pueden ser
alterados por actividades humanas, tales como la desviación de ríos y la extracción de agua
subterránea.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Terrenos áridos y semiáridos.
SITIOS DE MONITOREO
Lecho de lagos interiores (habitualmente secos) y salares en regiones áridas.
ESCALA ESPACIAL
Parcela / mesoescala.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Mediciones de campo de las características de tamaño, profundidad y extensión, complementadas
por exploraciones del terreno, fotografías aéreas e imágenes satelitales.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Fisuras: 1-50 años. Costras: 5-10 años
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Los rasgos superficiales pueden no conservarse.
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APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
El espesor, composición y número de las costras evaporíticas pueden indicar patrones históricos
de precipitación y temperatura a nivel local y regional.
POSIBLES UMBRALES
No se consignan.
REFERENCIAS CLAVES
Bowler, J. M., 1986. Spatial variability and hydrologic evolution of Australian lake basins:
analogue for Pleistocene hydrologic change and evaporite formation. Palaeogeography,
Palaeoclimatology, Palaeoecology 54: 21-41.
Petit-Maire, N., 1996. Geoindicators of natural climatic change in semi-arid transitional areas of
the tropics. In Berger, A.R. & W.J.Iams (eds). Geoindicators: Assessing rapid environmental
changes in earth systems:269-276. Rotterdam: A.A. Balkema.
Rosen, M. R. (ed), 1994. Paleoclimate and basin evolution of playa systems. Geological Society of
America Special Paper 289.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Servicios geológicos, instituciones de investigación en temas referidos a desiertos, INQUA, IGA.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Cambios en la calidad del agua subterránea poco profunda.
EVALUACIÓN GENERAL
En los desiertos las costras y fisuras superficiales son buenos indicadores de los cambios rápidos
en la precipitación y la temperatura.
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NOMBRE
TORMENTAS DE POLVO:
MAGNITUD, DURACIÓN Y FRECUENCIA
BREVE DESCRIPCIÓN
La magnitud (intensidad), duración y frecuencia de las tormentas de polvo son medidas que
permiten estimar el transporte de polvo y otros sedimentos finos en las regiones áridas y semiáridas [ver: Erosión eólica]. Los vientos desérticos transportan más sedimentos finos que cualquier
otro agente geológico: el Sahara probablemente mueve de 60 a 200 millones de toneladas de
polvo por año. A partir de datos provenientes de muestras tomadas en océanos y en glaciares, se
puede correlacionar un flujo de polvo creciente con períodos de climas más secos y/o más
ventosos en regiones áridas. Se sabe que material muestreado en el desierto del Sahara ha sido
transportado a través de la atmósfera cruzando el océano Atlántico.
IMPORTANCIA
Los modelos climáticos a escala local, regional y global pueden estar fuertemente influenciados
por la acumulación de polvo en la atmósfera. Las tormentas de polvo remueven grandes
cantidades de sedimentos superficiales y de suelo con nutrientes y semillas: en los años ´30, la
sequía y las tormentas de polvo crearon el “Dust Bowl” reduciendo enormemente en esa época la
producción agrícola en las praderas norteamericanas. El polvo acarreado por el viento,
especialmente cuando el tamaño del grano es menor de 10µm, y las sales son peligros conocidos
para la salud humana. Las tormentas de polvo son también una importante fuente de nutrientes
para los suelos de las áreas marginales de los desiertos.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Las tormentas de polvo son eventos naturales, pero la cantidad de sedimento disponible para el
transporte puede estar relacionada con distorsiones de la superficie, tales como el sobrepastoreo,
el arado de tierras, o la remoción de la vegetación.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Regiones áridas y semi-áridas, latitudes templadas, tropicales y subtropicales.
SITIOS DE MONITOREO
Áreas de origen ubicadas a favor del viento, cerca de áreas urbanas y/o rurales, y lejos de
barreras eólicas locales.
ESCALA ESPACIAL
De paisaje a mesoscala / de regional a continental.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Determinación de la frecuencia y la duración de la estación de tormentas, volumen del material
transportado, con observaciones de visibilidad en las estaciones meteorológicas de primer orden.
La reducción de la visibilidad a los límites especificados por la WMO (Organización
Meteorológica Mundial) da un índice de la intensidad del evento; la duración brinda una
aproximación de la magnitud. Se están desarrollando registros satelitales de tormentas de polvo
para el monitoreo regional y establecer sus trayectorias.
- 14 -
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Se debe registrar cada evento. El mejor estadístico es la frecuencia anual de ocurrencia. Se
debería estimar el transporte de sedimentos a grandes distancias al menos cada 10 años.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
La distribución geográfica de los sitios de monitoreo es restringida.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Buen índice de la aridez y/o velocidades del viento. Se pueden desarrollar paleoregistros a partir
de antiguos depósitos provenientes de tormentas de polvo encontrados en muestras de hielo,
sedimentos oceánicos y loess.
POSIBLES UMBRALES
Para el transporte se requieren velocidades del viento superiores a los 5-10 m/seg. Los umbrales
pueden ser fuertemente afectados por el tipo de superficie del terreno y cubierta vegetal.
REFERENCIAS CLAVES
Goudie, A. S. & N. J. Middleton, 1992. The changing frequency of dust storms throughout time.
Climatic Change, 20: 97- 225.
Lancaster, N., 1996. Geoindicators from desert landforms. In Berger, A. R. & W. J. Iams (eds).
Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in earth systems:251-268. Rotterdam: A. A.
Balkema.
Pye, K., 1987. Aeolian dust and dust deposits. London: Academic Press.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Servicios geológicos, agencias ambientales, institutos de investigación en temas referentes a
desiertos. Las agencias meteorológicas y ambientales pueden tener algunos datos útiles de
medición de la calidad del aire. WMO.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Erosión eólica, cambios en los sistemas hidrológicos.
EVALUACIÓN GENERAL
Las tormentas de polvo pueden contribuir mucho a la reducción de la calidad del aire y pueden
significar peligro para la salud humana. Su magnitud, duración y frecuencia son indicadores
valiosos.
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NOMBRE
FORMACIÓN Y REACTIVACIÓN DE DUNAS
BREVE DESCRIPCIÓN
Las dunas y las llanuras arenosas se desarrollan bajo un cierto rango de controles climáticos y
ambientales, que incluyen la dirección y velocidad del viento, disponibilidad de sedimento y
humedad. En el caso de las dunas costeras, el cambio del nivel marino y las condiciones de playa
y de la ribera próxima son factores importantes. Los sistemas organizados de dunas y llanuras en
ambientes continentales se forman a partir de sedimentos transportados o removilizados por
acción del viento. Nuevas generaciones de dunas pueden formarse con sedimentos removilizados
por cambios climáticos y/o disturbios de origen humano. La formación y movilización de las
dunas está bien documentada para casos de márgenes de muchos desiertos, así como en zonas
temperadas y a lo largo de costas arenosas (ver Posición de la línea litoral]. La movilización de las
arenas es inhibida por la humedad y la cubierta vegetal, por lo que las dunas pueden ser usadas
como un indicador de las condiciones de humedad en la franja cercana a la superficie del suelo.
Los cambios en la morfología o posición pueden de las dunas pueden indicar variaciones de la
aridez, de la velocidad y dirección de los vientos [ver: Erosión eólica] o disturbios generados por
el hombre. Los cambios en las dunas pueden ser correlacionados con variables climáticas usando
los índices de aridez y de movilidad de dunas, los cuales son el ratio entre la energía eólica
disponible y el ratio precipitación-potencial de evapotranspiración.
IMPORTANCIA
Las dunas móviles pueden cubrir totalmente casas, campos, asentamientos y corredores de
transporte. Las dunas activas en regiones sub-húmedas o semi-áridas reducen los campos de
cultivo destinadas a la ganadería y la agricultura. También proveen un buen índice de los cambios
en la aridez. Las dunas costeras son importantes factores determinantes de la estabilidad de
costas, al proveer, acumular y recibir arena transportada por el viento desde playas adyacentes.
Las dunas juegan un papel importante en muchos ecosistemas (Boreales, semi-áridos, desiertos,
cotas) al brindar controles morfológicos e hidrológicos sobre los gradientes biológicos.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Los cambios en la morfología y movimientos de las dunas pueden ser resultado de variaciones en
la aridez (ciclos de sequía). Amplios cambios pueden también ser inducidos por cambios en los
patrones eólicos y por cambios de origen antrópico, tales como la alteración de los procesos de
playa y del balance de sedimentos, destrucción de la cubierta vegetal debida las caminatas o el
uso de vehículos, sobrepastoreo y la introducción de especies exóticas.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Las dunas arenosas abundan en desiertos, en latitudes tropicales y subtropicales, en regiones
semiáridas continentales y de latitudes medias. También ocurren a lo largo de las playas arenosas
oceánicas, estuarios y riberas lacustres desde el Ártico hasta el Ecuador.
SITIOS DE MONITOREO
Márgenes de áreas con dunas activas. Colinas de arena dunas estabilizadas con vegetación en
áreas intra-continentales, idealmente localizadas a lo largo de transeptos climáticos.
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ESCALA ESPACIAL
De parcela a paisaje / regional.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Los cambios en la talla, forma y posición de las llanuras arenosas y de los campos de dunas
pueden ser monitoreados mediante observaciones repetidas de campo y mediciones de las dunas
activas o durmientes y relictos, a través de fotos aéreas o imágenes satelitales.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Los sistemas de dunas deben ser monitoreados cada 5 a10 años, para observar los cambios
asociados a los ciclos de sequías, y más frecuentemente cuando se detectan movimientos.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Por lo general no se dispone de registros climáticos, especialmente de datos sobre vientos.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Un registro de la actividad de las dunas para al menos 50 años puede ser elaborado para
muchas áreas semi-áridas y correlacionadas con registros de precipitación y temperatura.
Paleorregistros, que incluyen las direcciones de paleo-vientos, existen para dunas-relictos del
Cuaternario, las cuales ocurren ampliamente en África, Australia, india y Norteamérica. El
impacto potencial de futras variaciones climáticas sobre los sistemas eólicos puede también ser
evaluado.
POSIBLES UMBRALES
El índice de movilidad de dunas M > 5, donde M es la relación entre (1) el porcentaje de tiempo
en el cual el viento sopla a más de 5 m/seg. (la velocidad límite para el transporte de arena) y (2)
la lluvia anual dividida por la transpiración potencial. Otros umbrales podrían estar basados
sobre límites aceptables para áreas de dunas activas sobre tierras agrícolas, así como sobre
niveles freáticos asociados.
REFERENCIAS CLAVES
Berger, A. R. & W. J.Iams (eds.) 1996. Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in
earth systems. Rotterdam: A. A. Balkema. (Artículos de Vance & Wolfe y Lancaster).
Cooke, R., A. Warren A. Goudie 1993. Desert geomorphology. London, UCL Press.
McKee, E. D. 1979. A study of global sand seas. U.S. Geological Survey Professional Paper 1052.
Muhs, D. R. & V. T. Holliday 1995. Active dune sand on the Great Plains in the 19th Century:
evidence from accounts of early explorers. Quaternary Research 43: 118-124.
Nordstrom, K. F., N. Psuty & B. Carter 1990. Coastal dunes: form and process. Chichester, J.
Wiley and Sons.
- 17 -
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Agencias agrícolas y e ambientales, servicios geológicos, institutos de investigación del desierto,
INQUA, IGA.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Las dunas móviles pueden invadir y destruir campos agrícolas y afectar rutas de transporte. Los
esfuerzos humanos para estabilizar dunas comúnmente fallan debido a que introducen estructuras
que desequilibran que se contraponen a las tendencias naturales. Muchos esfuerzos se han hecho
para estabilizar dunas, especialmente en complejos costeros, plantando vegetación que aglutina
la arena. La migración de dunas puede afectar los niveles de agua freática poco profundos,
reduciendo la superficie de evaporación.
EVALUACIÓN GENERAL
Las dunas son indicadores muy importantes de los cambios ambientales en las regiones áridas y
semi-áridas, así como en zonas costeras.
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NIVEL RELATIVO DEL MAR
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
La posición y altura del mar respecto a la tierra (Nivel Relativo del Mar: NRM) determina la
posición de la línea de orilla o línea de costas [ver: Posición de la línea de costas].
Las fluctuaciones globales del nivel del mar pueden ser la consecuencia del incremento y fusión
de glaciares continentales y de cambios a gran escala en la configuración de las márgenes
continentales y de los fondos oceánicos. Sin embargo, hay muchos procesos regionales que
resultan del aumento o descenso del NRM, y que afectan algunas líneas costeras y a otras no.
Estos procesos incluyen: expansión térmica de las aguas oceánicas, variaciones en la carga del
agua de fusión, rezonificación de la corteza debido a la glaciación, elevación o subsidencia de
áreas costeras relacionadas con varios procesos tectónicos (por ejemplo: disturbios sísmicos y
acción volcánica, extracción de fluidos y deposición y compactación de sedimentos).
Las variaciones del NRM también pueden ser el resultado de cambios geodésicos tales como las
fluctuaciones en la velocidad angular de la Tierra o la desviación polar. Los registros de medición
de mareas sugieren una elevación global promedio del nivel del mar de 0 a 3 mm/año en el
último siglo; sin embargo, no hay una evidencia firme de la aceleración de estas estimaciones. En
efecto, un estudio reciente realizado por la Agencia estadounidense de protección ambiental (US
EPA) predice que el nivel global del mar probablemente subirá 15 centímetros para el año 2050
(aproximadamente 3mm/año) como resultado del calentamiento climático inducido por el
hombre.
IMPORTANCIA
Los cambios en el NRM pueden alterar la posición y la morfología de las líneas costeras,
causando inundaciones, anegamiento de suelos y pérdida o ganancia de tierras. Pueden también
crear o destruir humedales costeros y salinizar pantanos, inundar asentamientos costeros e inducir
la intrusión de agua salina en los acuíferos, originando la salinización de las aguas subterráneas.
Los ecosistemas costeros están destinados a ser afectados, por ejemplo, por el incremento del
contenido salino sobre las plantas. Un NRM cambiante puede también tener profundos efectos
sobre las estructuras y comunidades costeras. Los estados insulares o situados en costas bajas son
particularmente susceptibles a la elevación del nivel del mar. Se ha estimado que el 70% de las
playas arenosas del mundo son afectadas por la erosión costera inducida por la elevación del
NRM.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Las variaciones en los niveles del mar son respuestas naturales a cambios climáticos, movimientos
del fondo del mar y otros procesos terrestres señalados en esta nómina. Se ha sugerido que las
acciones humanas como por ejemplo: el drenaje de humedales, la extracción de aguas
subterráneas (las que eventualmente fluyen hacia el mar) y la deforestación (que reduce la
capacidad terrestre de almacenamiento de agua) actualmente pueden contribuir a la elevación
global del nivel del mar en aproximadamente 0,5 mm/año. El cambio climático inducido por el
hombre es también de obvia importancia. Los cambios locales pueden ser causados por grandes
obras de ingeniería en las cercanías, tales como canalización de ríos, construcción de represas,
que influyen en el aporte de sedimentos y su deposición en áreas deltaicas.
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AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Puertos cercanos, instalaciones costeras. Las tendencias en el Holoceno del NRM se pueden
investigar a través de estudios geológicos de las planicies de los cordones litorales, terrazas
costeras, arrecifes coralinos y otras “bioconstrucciones”, playas, ciénagas, marjales marinos, zona
intertidal (zona de balanceo de las mareas), sitios arqueológicos costeros.
SITIOS DE MONITOREO
Litorales marinos.
ESCALA ESPACIAL
De parcela a mesoscala / de regional a global.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Medición de mareas, técnicas con GPS, trabajos de re-nivelación para identificar cambios en la
elevación de las tierras costeras. Los NRM en el Holoceno están comúnmente documentados
mediante: la ubicación de los rasgos asociados con un nivel del mar anterior, y la determinación
de su edad y elevación actual. En general, las lagunas costeras, los arrecifes coralinos y las
desembocaduras inundadas de los ríos implican inmersión. Indicadores más específicos incluyen
playas elevadas y depósitos de conchas marinas, depósitos costeros anegados y la ubicación de
la línea de transición o interfase agua dulce-agua salada en cuencas con explotación de aguas
subterráneas.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Continua para la medición de mareas; menos frecuente para otras técnicas tales como la renivelación.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Aun cuando hay muchas formas para decir si el NRM ha cambiado en un área particular, resulta
difícil distinguir la subsidencia del suelo o su elevación respecto del avance o retroceso de la línea
de costa debidos a otras fuentes de cambio del nivel del mar. Para los NRM actuales se requiere
un dato de referencia. Debido a la alta variabilidad de las frecuencias, para establecer una
tendencia confiable son necesarios datos de más de treinta años.
La falta de indicadores del nivel verdadero del mar y la grosera resolución temporal hacen difícil
la interpretación de los NRM en el Holoceno. También se introducen errores cuando se datan
rasgos geológicos y geomorfológicos y cuando se los usa para determinar la posición exacta del
NRM. Debe notarse que la mayoría de los trabajos acerca del NRM han sido efectuados en el
hemisferio norte (especialmente a ambos lados del océano Atlántico) y en los países más
desarrollados; pocas curvas del NRM corresponden a África, Latinoamérica, Oceanía o el sur de
Asia.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Los cambios en el NRM en el Holoceno, especialmente en los últimos mil años, pueden
interpretarse por períodos seculares o pueden ser útiles para predecir tendencias y efectos futuros.
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Los NRM modernos suministran una base para estimar niveles futuros, aunque pueden existir
variaciones locales causadas por eventos temporales, tales como terremotos.
POSIBLES UMBRALES
Se detecta un importante umbral cuando la altura de los niveles del mar se encuentra por encima
de las alturas medias de las comunidades costeras y los ecosistemas terrestres o, al menos, por
encima de un nivel de aguas altas al cual ellos se han adaptado.
REFERENCIAS CLAVES
Berger, A. R. & W. J. Iams (eds), 1996. Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in
earth systems. Rotterdam: A. A. Balkema. (Ver trabajo de Forbes & Liverman and Morton).
Emery, K. O. & D. G. Aubrey, 1991. Sea-levels, land levels and tide gauges. New York:
Springer-Verlag.
French, J. R., T. Spencer & D. J. Reed (eds), 1995. Geomorphic response to sea level rise: existing
evidence and future impacts. Special issue of Earth Surface Processes and Landforms 20/1: 1-103.
Pirazzoli, P. A., 1991. World atlas of Holocene sea-level changes. Amsterdam: Elsevier.
Titus, J. G. & V. K. Narayanan, 1995. The probability of sea level rise. US Environmental
Protection Agency, Office of Policy, Planning and Evaluation.
Van de Plaasche, O. (ed), 1986. Sea level changes: a manual for the collection and evaluation of
data. Norwich, UK: Geo-Books.
Warwick, R. A., E. M. Barrow & T. M. L. Wigley, 1993. Climate and sea level change:
observations, projections and implications. Cambridge: Cambridge University Press.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Servicios geológicos, agencias hidrográficas, oceanográficas y costeras, IGA, INQUA, SCOR,
Servicio Permanente para el Nivel Medio del Mar (Permanent Service for Mean Sea-Level (Bidston
Observatory, Birkenhead, Merseyside L43 7RA, UK)).
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Muchos cambios geomorfológicas en la zona costera marina son afectados por las fluctuaciones
del NRM. Ciudades costeras o situadas en costas bajas son vulnerables a la elevación de los
niveles del mar.
EVALUACIÓN GENERAL
La comprensión de los cambios en los ambientes costeros requiere el monitoreo de los niveles
relativos del mar.
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EROSIÓN EÓLICA
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
La acción del viento sobre sedimentos expuestos y las formaciones de rocas friables causan
erosión (abrasión) y traslación de sedimentos y partículas de suelo. [Ver: Tormentas de polvo:
magnitud, duración y frecuencia]. La acción eólica también forma y modela dunas de arena,
yardangs (colinas rocosas aerodinámicas) y otras geoformas.
Los depósitos y las raíces subsuperficiales están normalmente expuestos por la erosión eólica. El
viento también puede reducir la cubierta vegetal en cañones y depresiones, esparciendo los restos
de vegetación en los interfluvios. Los pavimentos de bloques pueden ser el resultado de la
deflación (remoción) de material fino desde la superficie que deja un residuo de partículas
gruesas.
Las cuencas de deflación (cubetas y depresiones erosionales) en los sistemas de dunas costeras
[Ver: Formación y reactivación de dunas] son importantes indicadores de los cambios por la
erosión eólica. El potencial de deflación generalmente se incrementa por la erosión de costas o el
arrastre (lavado), la extinción prematura de la vegetación debido a la deficiencia de nutrientes en
el suelo o a la actividad de los animales, y por las acciones humanas tales como recreación y
construcción.
IMPORTANCIA
Las variaciones morfológicas de la superficie modelada por el viento y la cobertura vegetal que
acompañan la desertificación, las sequías y la aridización son medidas importantes de los
cambios ambientales que ocurren en regiones áridas. La erosión eólica también afecta grandes
áreas de tierras de cultivo en regiones áridas y semi-áridas, removiendo la parte superior del
suelo, semillas y nutrientes.
CAUSA HUMANA O NATURAL
La erosión eólica es un fenómeno natural pero las superficies sobre las que actúa pueden tornarse
susceptibles al modelado y al transporte por vientos activos debido a acciones humanas,
especialmente aquellas que se traducen en una reducción de la cubierta vegetal, tales como el
cultivo y el sobrepastoreo.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Regiones áridas y semi-áridas.
SITIOS DE MONITOREO
Campos de dunas, líneas de costas, superficies desérticas.
ESCALA ESPACIAL
De parcela a paisaje / de mesoescala a regional.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Observaciones de campo, con ayuda de fotos aéreas e inspecciones de campo. Los cambios en
la cubierta vegetal pueden monitorearse usando registros históricos, mapas secuenciales, fotos
aéreas, imágenes satelitales, y a través de técnicas de reconocimiento del terreno.
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FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Cada 5 a 20 años.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
El efecto de la erosión eólica sobre diferentes tipos de roca y geoformas (con formas
aerodinámicas) varía tanto que no resulta fácil evaluar el grado de erosión de un paisaje
complejo.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
La erosión eólica diferencial en el pasado puede ser detectada mediante el estudio de los
horizontes sepultados de suelo desarrollados sobre antiguas superficies erosionales, que se
formaron durante ciclos climáticos secos (erosión eólica) a húmedos (formación de suelo o
edafogénesis).
POSIBLES UMBRALES
La erosión y el transporte de sedimentos ocurren dentro de un rango específico de velocidades del
viento, y dependen del tamaño de grano, del grado de cementación y compactación, del
contenido de humedad y de la cobertura vegetal.
REFERENCIAS CLAVES
Abrahams, A. D. & A. J. Parsons, 1994. Geomorphology of desert environments . London:
Chapman and Hall. Cooke, R., A. Warren & A. Goudie 1993. Desert geomorphology. London:
UCL Press.
Lancaster, N., 1996. Geoindicators from desert landforms. In Berger, A. R. & W. J. Iams (eds.).
Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in earth systems. : 251-268. Rotterdam: A.
A. Balkema.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Servicios geológicos, institutos de investigación en temas relacionados al desierto, IGA.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
La degradación de tierras agrícolas, la desertificación.
EVALUACIÓN GENERAL
La erosión eólica es un valioso indicador del cambio ambiental en regiones áridas y semi-áridas.
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NOMBRE
CORALES:
QUÍMICA Y PATRONES DE CRECIMIENTO
BREVE DESCRIPCIÓN
Los corales se pueden usar para monitorear los cambios ambientales en los océanos y las
proximidades de zonas costeras. La salud, diversidad y extensión de los corales y la composición
geoquímica de sus esqueletos, registran una variedad de cambios en el agua de las superficies
oceánicas, que incluyen temperatura (δ18O, Sr/Ca, U/Ca, modelos de crecimiento), salinidad
(δ18O, U/Ca), fertilidad (Ba/Ca, Cd/Ca), insolación (13C, modelos de crecimiento), precipitación
(δ18O, Sr/Ca, U/Ca), vientos (Mn/Ca), niveles del mar (modelos de crecimiento de microatolones), incidencia de las tormentas (edad del arrecife de corales inclinados o volcados),
escurrimiento en ríos (diversidad y mortalidad, fluorescencia, elementos traza como el Ba), y
aportes humanos (radionucleidos, P, metales pesados tales como Pb, Cd).
Los corales en aguas costeras son susceptibles a los rápidos cambios de salinidad y de
concentraciones de material suspendido. Pueden ser valiosos indicadores de la dispersión de
contaminantes de origen agrícola, urbano, minero e industrial provenientes también de sistemas
fluviales, así como de la historia de la contaminación de los asentamientos costeros.
IMPORTANCIA
La combinación de abundantes trazadores geoquímicos, resolución temporal sub anual,
capacidad casi perfecta de datación y la aplicabilidad tanto a los cambios climáticos pasados
como actuales, convierten a los corales en uno de los más ricos registros ambientales naturales.
Una colonia de coral de 30 cm de diámetro que crece a una tasa promedio de 1 cm/año
suministrará de 20 a 25 años de información, mientras que colonias masivas de 3 a 6 metros de
altura pueden proporcionar datos históricos sobre amplias extensiones de océano tropical, que de
otra manera no se podrían obtener.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Los corales responden tanto a cambios naturales en los ambientes marinos como a la
contaminación antropogénica.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Océanos tropicales y regiones costeras situadas entre las latitudes 25° N y 25° S y con
temperaturas mayores a los 18° C.
SITIOS DE MONITOREO
Arrecifes coralinos.
ESCALA ESPACIAL
De parcela / de mesoescala a continental (oceánica).
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MÉTODOS DE MEDICIÓN
Análisis de las muestras de las capas de crecimiento exteriores (más jóvenes) e interiores (más
antiguas); aunque, para la mayoría de las aplicaciones, todavía no están todavía disponibles
técnicas químicas e isotópicas estandarizadas, de análisis de imágenes y de fluorescencia.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Anualmente o a plazos mayores, dependiendo de la información que se busca.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
La complejidad de las correlaciones ambientales requiere un muy cuidadoso muestreo y un alto
grado de experiencia analítica.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Los corales son registradores naturales y continuos, ampliamente distribuidos, de información
(estaciones de registro automático), cuyos registros pueden abarcar siglos, si son lo
suficientemente antiguos, o, por lo menos, abarcar los últimos meses. Son una fuente invalorable
de información paleo-ambiental sobre áreas costeras tropicales y del ámbito marino poco
profundo.
POSIBLES UMBRALES
Los corales pueden estar sometidos a una tensión tal que pueden sufrir decoloración y/o morir
cuando las condiciones del ambiente (temperatura, salinidad, turbidez, depredación, etc.)
cambian muy rápidamente o persisten mucho. Los valores límite (umbrales) son difíciles de
cuantificar, particularmente cuando cambia más de una propiedad y puede haber variación de
sitio a otro como consecuencia de la adaptación del arrecife a las condiciones locales. El tiempo
de crecimiento de los hiatos dentro de las colonias vivas y eventos de mortalidad masiva pueden,
sin embargo, ser útiles para inferir severos y catastróficos disturbios en el pasado.
REFERENCIAS CLAVES
Dunbar, R. B. & J. E. Cole, 1993. Coral records of ocean- atmosphere variability. Report from the
Workshop on Coral Paleoclimate Reconstruction, NOAA Climate and Global Change Program, La
Parguera, Puerto Rico, Nov. 5- 8, 1992.
Pernetta, J. C. (ed), 1993. Monitoring coral reefs for global change. Cambridge, International
Union for the Conservation of Nature.
Shen, G., 1996. Rapid change in the tropical ocean and the use of corals as monitoring systems.
In
Berger, A. R. and W. J. Iams (eds), 1996. Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in
earth systems: :w 141-146. Rotterdam: A. A. Balkema.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Sociedad Internacional para Estudios de Arrecifes (c/o Department of Oceanography, University of
Hawaii, Honolulu, Hawaii 96822, USA), Unión Internacional para la conservación de la
- 25 -
naturaleza (Rue Mauverney 28, CH-1196 Gland, Switzerland)], IGA, GS, UNEP, Centro-A de
datos mundiales para la paleoclimatología.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Los corales pueden proporcionar medios útiles para monitorear la dispersión de los sedimentos y
contaminantes fluviales en áreas costeras. Las amenazas ambientales para las colonias vivas de
arrecifes coralinos están muy extendidas y existe un considerable volumen de conocimientos
destinado al monitoreo de arrecifes con el fin de protegerlos y conservarlos.
EVALUACIÓN GENERAL
Los corales constituyen un indicador muy efectivo y un valioso archivo natural de los cambios
ambientales.
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ACTIVIDAD KÁRSTICA
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
El karst es un tipo de paisaje que se encuentra en rocas carbonatadas (caliza, dolomita, mármol)
o evaporíticas (yeso, anhidrita, sal de roca o halita) y que se caracteriza por una amplia
ocurrencia de superficies cerradas, depresiones, un bien desarrollado sistema de drenaje
subterráneo y escasez de corrientes superficiales.
Las muy variadas interacciones entre procesos químicos, físicos y biológicos tienen un amplio
abanico de efectos geológicos que incluyen la disolución, precipitación, sedimentación y
subsidencia del terreno. Los rasgos característicos tales como dolinas, sumideros, cuevas, y
grandes manantiales son el resultado de la acción disolvente de la circulación de aguas
subterráneas, las cuales pueden finalizar en corrientes efluentes encauzadas. La mayoría de esta
agua subterránea escurre con flujo laminar por estrechas fisuras, las cuales pueden ensancharse
por encima, en o por debajo del nivel freático para formar cavernas subsuperficiales
(subterráneas), en las cuales el flujo puede tornarse turbulento.
Las cavernas contienen una gran variedad de características de disolución, sedimentos y
espeleoformas (depósitos de forma y mineralogía variada, principalmente calcita); todas las
cuales pueden preservar un registro de la historia geológica y climática del área. Los depósitos y
paisajes kársticos pueden persistir por períodos de tiempo extraordinariamente largos en cavernas
relicto y paleokarst.
Los karst pueden ser sumideros o fuente de CO2, puesto que el proceso kárstico es parte del ciclo
global del carbono, en el cual el carbono se intercambia con las aguas atmosférica, superficial y
subterránea y los minerales carbonatados. La disolución de carbonatos –la cual se puede
incrementar por la presencia de ácidos en el agua– vincula el carbono derivado de la roca y el
CO2 disuelto como HCO3 más agua. La precipitación de minerales carbonatados disueltos es
acompañada –y usualmente desencadenada– por la liberación de parte del carbono como CO2.
En muchos sitios kársticos, la emisión de CO2 está asociada con la precipitación de toba calcárea
(tufos, travertino) a la salida de manantiales fríos o calientes.
Aunque son más abundantes en las regiones húmedas, los karst también se pueden encontrar en
terrenos áridos, donde el H2S contenido en las aguas subterráneas provenientes de zonas
reductoras profundas se oxida para producir ácido sulfúrico, el cual puede formar amplias
cavernas, tales como las Carlsbad Caverns de Nuevo México. También ocurren procesos similares
en regiones húmedas pero tienden a ser enmascarados por la reacción del CO2. Los sulfatos y la
sal de roca rara vez están expuestos en climas húmedos. Si se encuentran en superficies de
terrenos más secos son susceptibles a la rápida disolución durante las lluvias periódicas.
IMPORTANCIA
Se estima que los paisajes kársticos ocupan hasta el 10% de la superficie emergida terrestre y que
aproximadamente el 25% de la población mundial se abastece de aguas kársticas.
Los sistemas kársticos son sensibles a muchos factores ambientales. La presencia y desarrollo de
cavernas pueden causar problemas a corto plazo, tales como colapso del sustrato, disparidades
en el rendimiento de pozos, mala calidad del agua subterránea por falta de acción filtrante,
inestabilidad de los suelos suprayacentes y dificultades para diseñar sistemas efectivos de
monitoreo alrededor de los botaderos de residuos.
- 27 -
Sólo en Norteamérica la inestabilidad de las superficies kársticas insume anualmente millones de
dólares en daños a carreteras, edificios y otras estructuras.
Los niveles de radón en las aguas subterráneas kársticas tienden a ser altos en algunas regiones y
los conductos subterráneos de disolución pueden distribuir el radón de manera no uniforme a
través de una región en particular.
Debido a que la gran variedad de vacíos y depósitos subsuperficiales están protegidos de la
erosión y perturbación superficial, los karst preservan un registro de los cambios ambientales más
fielmente que muchos otros indicadores geológicos. La temperatura, las lluvias, la naturaleza del
suelo y de la cubierta vegetal, la glaciación, la erosión y sedimentación fluvial y los patrones de
flujo de las aguas subterráneas pueden usualmente ser leídos a partir de los diseños y depósitos
de las cavernas. Este registro puede ser interpretado a escala anual en el caso de ciertas
espeleoformas de fácil crecimiento. [Ver: Corales: química y patrones de crecimiento].
CAUSA HUMANA O NATURAL
Los procesos kársticos ocurren naturalmente. Pueden estar influenciados por actividades humanas
tales como modificaciones en el uso de la tierra (por ejemplo la deforestación), basurales,
apertura o bloqueo de entradas a cavernas. Todo esto puede afectar substancialmente la
sedimentación, la deposición de espeleoformas y la calidad del agua subterránea a corto plazo.
El sobrepastoreo en Europa ocurrido hace varios siglos causó erosión severa de suelos en muchas
áreas kársticas, dejando sólo superficies desnudas y fisuradas. Aun cuando muchos colapsos de
dolinas se desencadenan debido a la fuerte descarga de los escurrimientos subterráneas, el
descenso de los niveles freáticos debido al bombeo intensivo en áreas subyacentes a suelos
delgados o rocas débiles puede inducir a la ruptura del terreno y su colapso dentro de los vacíos
subsuperficiales.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Los karst son más comunes en terrenos carbonatados en regiones húmedas de todo tipo
(templadas, tropicales, montañosas, polares), pero los procesos de disolución subterránea
profunda también pueden ocurrir en regiones áridas.
SITIOS DE MONITOREO
Las cavernas proporcionan sitios únicos, productivos y amplios que permiten la observación
directa y el mapeo de las características subterráneas y de sus relaciones con los flujos
superficiales y subterráneos. Sin embargo, el origen, morfología, y distribución de sus patrones
son los factores dominantes en el control de la naturaleza de la superficie del suelo (por ejemplo:
la distribución de dolinas) y de las direcciones de movimiento del agua subterránea. Los pozos,
perforaciones y canteras son menos útiles como sitios de monitoreo, debido a que sólo proveen
puntos discontinuos de información.
ESCALA ESPACIAL
De parcela / regional. La escala de los rasgos kársticos cubre un rango que va desde lo
microscópico (como la zonación en los precipitados químicos) hasta cuencas de drenaje (con
cavernas que drenan cientos de kilómetros cuadrados) y amplias mesetas kársticas.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
- 28 -
Se requiere un enfoque holístico para los estudios kársticos que englobe toda la serie de
características y procesos interactuantes: geología, química, ingeniería, edafología, biología,
meteorología y, especialmente, hidrología; todas éstas áreas deben incluirse al estudiar los karst.
Las mediciones hidrológicas y geoquímicas en manantiales, corrientes que fluyen hacia sumideros,
goteo del agua dentro de las cavernas y el escurrimiento dentro de las cavernas proporcionan
registros de las variaciones a corto plazo de la calidad del agua y de los procesos químicos. Las
variables más importantes incluyen: pH, temperatura, Ca, Mg, Na, Cl, HCO3 y SO4.
Los ensayos por bombeo en pozos son útiles para clarificar la naturaleza de la porosidad y la
permeabilidad de los acuíferos kársticos ya que son una forma sencilla de monitorear las
variaciones de los niveles freáticos en las caverna. Los colorantes usados como trazadores
constituyen una técnica útil para mostrar los patrones de flujo subterráneo y para delimitar la
divisoria de aguas, la que puede variar con el tiempo.
Los estudios sobre la mineralogía y la geoquímica de los precipitados de cavernas (usando
difracción de rayos X, luminiscencia, relaciones de isótopos, y elementos traza) pueden revelar
cambios pasados en la temperatura, la humedad, las tasas de infiltración y la química de las
aguas subterráneas.
En áreas edificadas o por edificar es importante localizar cavidades sepultadas y controlar su
posibilidad de colapso, usando una combinación de prospecciones geofísicas, perforaciones
exploratorias y nivelaciones sucesivas.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Las características superficiales y los suelos en terrenos kársticos son notoriamente inestables y
pueden cambiar muy rápido, comúnmente a ritmos catastróficos. En climas húmedos, muchos
colapsos superficiales ocurren durante o inmediatamente después de inundaciones, cuando el
suelo y los detritos son erosionados por debajo de las incipientes dolinas. La química y la
contaminación de las aguas subterráneas cambian tan rápidamente durante las inundaciones que
se hacen necesarias medidas continuas para interpretar el sistema kárstico.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Los estudios superficiales de los karst están dificultados por el hecho de que sus rasgos
superficiales están controlados por el movimiento de las aguas subterráneas. Sin el conocimiento
de este movimiento es imposible interpretar apropiadamente los rasgos superficiales. Los cambios
en los karst son a menudo tan súbitos que es difícil diseñar una estrategia válida de monitoreo.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Los karst responden con gran sensibilidad a los cambios ambientales, y los componentes del karst
(especialmente las espeleoformas) contienen muchos indicios acerca de eventos y cambios
climáticos e hidrológicos pasados en varias escalas temporales. Es incierto si las condiciones
futuras se pueden interpretar a partir de las características kársticas, porque muchos cambios
tienden a ser abruptos y discontinuos.
POSIBLES UMBRALES
El lento y gradual movimiento del suelo tiende a rellenar las depresiones en la superficie de la
roca karstificada, siguiendo el ritmo del incremento de la disolución en los sumideros (o dolinas).
Sin embargo, en aquellos lugares donde este material se puede transportar lejos de su sitio,
merced a corrientes subterráneas, se puede producir un arco de roca y suelo sobre un vacío
subterráneo, resultando en un colapso súbito.
- 29 -
Desde la superficie, por lo general, el punto límite entre la subsidencia gradual y la catastrófica es
impredecible. Sin embargo existe un importante límite entre la disolución y la precipitación, el cual
puede ser gobernado por el grado de saturación del agua kárstica con respecto a los minerales,
especialmente calcita. El límite puede ser traspuesto por numerosas y diferentes razones, con el
nivel de CO2 incrementado por procesos de descomposición o reducido por aereación. La
solubilidad de la calcita y el CO2 decrece con la temperatura, pero las altas temperaturas generan
una mayor producción de CO2, lo cual, a su vez, repercute en la disminución de la solubilidad del
CO2. Los conductos de solución desarrollan trayectorias de las mayores descargas de agua
subterránea, con sus tasas de expansión al principio determinadas por los valores de descarga y
de concentración de la saturación. Una vez que el agua es capaz de pasar a través del conducto
sin exceder el umbral de solubilidad de la calcita (alrededor de 70% de saturación), la tasa de
expansión se torna casi independiente de la descarga y es determinada por la cinética de la
disolución.
REFERENCIAS CLAVES
Beck, B. F., 1989. Engineering and environmental implications of sinkholes and karst. Rotterdam:
Balkema.
Ford, D. C. & P. W. Williams, 1989. Karst geomorphology and hydrology. London: Unwin Hyman.
Jennings, J. N., 1985. Karst geomorphology Oxford: Basil Blackwell.
White, W. B., 1988. Geomorphology and hydrology of karst terrains. Oxford: Oxford University
Press.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Agencias hidrológicas y de recursos hídricos, servicios geológicos, IAH, IGA, IGCP (Proyecto 379
– Procesos kársticos y ciclo del carbono), Karst Waters Institute (P.O. Box 490, Charles Town,
West Virginia 25414, USA), INQUA, International Speleological Union (c/o Dr. A.A. Cigna, Fraz
Tuffo, I-14023, Cocconato, Asti, Italy).
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Las inundaciones de cavernas en áreas altamente pobladas pueden dispersar contaminantes
sobre amplias áreas. Por ejemplo, a mediados de los ´80, el anegamiento a alta presión,
inducido por inundación, en las cavernas situadas debajo de la ciudad de Bowling Green,
Kentucky, dispersaron hidrocarburos (provenientes de desechos industriales) a través de muchas
fisuras llevando sus concentraciones hasta cerca de niveles explosivos en sótanos y pozos
cercanos. Bajo gradientes hidráulicos pronunciados, las fisuras pueden ampliarse lo suficiente
como para causar fugas tan significativas a través del suelo en un lapso equivalente a una vida
humana como las que se dieron en el conjunto de presas de la Autoridad del Valle de Tennessee,
Estados Unidos, a mediados del siglo XX.
En la actualidad, el problema más discutido respecto de los karst es la falta de regulación referida
al monitoreo de las aguas subterráneas, una situación complicada por la falta de comprensión en
relación a las grandes diferencias entre el comportamiento del flujo en los acuíferos kársticos y no
kársticos (acuíferos en medios porosos).
EVALUACIÓN GENERAL
Los paisajes kársticos son particularmente dinámicos y están sujetos a cambios rápidos. Preservan
un registro valioso de los cambios ambientales y deberían ser monitoreados muy de cerca por sus
efectos sobre los asentamientos humanos y las edificaciones.
- 30 -
NOMBRE
CALIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA
BREVE DESCRIPCIÓN
La calidad (química) del agua subterránea refleja los ingresos desde la atmósfera, el suelo y las
reacciones agua-roca (desgaste), así como también el ingreso desde fuentes de contaminación
tales como minas, áreas desmontadas, áreas agrícolas, precipitación ácida, residuos domésticos e
industriales. El movimiento relativamente lento del agua a través de los medios porosos indica que
los tiempos de residencia de las aguas subterráneas están generalmente dentro de órdenes de
magnitud mayores que los de las aguas superficiales. Como en el caso de la calidad de las aguas
superficiales, es difícil de simplificar a unos pocos parámetros. Sin embargo, en el contexto de
geo-indicadores, se ha realizado una selección de unos pocos parámetros importantes de primer
orden y de segundo orden que pueden usarse en la mayoría de los casos para evaluar procesos o
tendencias significativos en una escala de tiempo de 50 a 100 años.
Se proponen los siguientes indicadores de cambio de primer orden (indicados en negrita y
cursiva), asociados a varios procesos y problemas, y respaldados por varios parámetros de
segundo orden:
1. Salinidad: Cl, SEC (conductividad eléctrica específica), SO4, Br, TDS (sólidos totales
disueltos), Mg/Ca, δ18O, δ2H, F
2. Acidez y estado Redox o de óxido-reducción: pH, HCO3, Eh, oxígeno disuelto, Fe, As
3. Radioactividad: 3H, 36Cl, 222Rn
4. Contaminación agrícola: NO3, SO4, DOC (carbono orgánico disuelto), K/Na, P,
pesticidas y herbicidas
5. Contaminación minera: SO4, pH, Fe, As, otros metales, F, Sr
6. Contaminación urbana: Cl, HCO3, DOC, B, hidrocarburos, solventes orgánicos.
Durante la explotación de un acuífero, pueden producirse cambios en la química natural que
pueden resultar beneficiosos o, por lo general, perjudiciales para la salud (por ejemplo: aumento
del F, As). Estos elementos deben incluirse en los programas de monitoreo.
La calidad del agua subterránea alojada en acuíferos poco profundos también puede verse
afectada por derrumbes de taludes, incendios y otros procesos de superficie que provocan el
aumento o la disminución de la infiltración o que exponen o cubren superficies rocosas y suelos
que interactúan con el agua superficial que tiende a infiltrar.
IMPORTANCIA
El agua subterránea es mundialmente importante para el consumo humano, y los cambios en su
calidad pueden aparejar serias consecuencias. También es importante para el sustento de hábitats
y para el mantenimiento de la calidad del flujo base que alimenta los ríos.
La composición química del agua subterránea es una medida de su conveniencia para su
utilización como fuente de abastecimiento para consumo humano y animal, para irrigación, para
propósitos industriales y otros usos. También influye en la salud y funcionamiento de ecosistemas,
de modo que es importante detectar sus variaciones y las advertencias tempranas del cambio en
su calidad ya sea en sistemas naturales como por el resultado de una contaminación.
1. Salinidad: El agua subterránea dulce puede estar limitada lateralmente (en las regiones
costeras) por una interfase con el agua de mar y por los tipos de formaciones adyacentes;
o verticalmente por el agua de las formaciones subyacentes. La intrusión del agua salada
- 31 -
en los acuíferos costeros puede ser el resultado del bombeo intensivo del agua
subterránea dulce, o producto de la disminución del flujo de una corriente (por ejemplo
debido a la construcción de diques o derivaciones) que conducen a la reducción de la
recarga de acuíferos en los deltas y llanuras aluviales. La intensa evaporación en áreas
con niveles freáticos poco profundos también puede llevar a la salinización. Las
variaciones en los niveles de salinidad pueden ocurrir debido al cambio climático natural
o debido a los bombeos excesivos y las prácticas de riego que estimulan la precipitación
de sólidos disueltos como las sales en las tierras agrícolas. Es importante monitorear todos
los cambios en la salinidad usando Cl (cloruros) o la SEC (conductividad eléctrica) y, si
fuera posible, caracterizar la fuente de salinidad, usando uno o más de los indicadores
secundarios.
2. Acidez y estado REDOX (de óxido reducción): Las emisiones de SOx y NOx de las fuentes
industriales han llevado, en ciertos lugares, a la disminución en un orden de magnitud del
pH promedio de la precipitación. Esto ha acelerado las tasas de erosión natural y
reducido la capacidad de atenuación de suelos y rocas, provocando un incremento de la
acidez de las aguas subterráneas poco profundas especialmente en áreas con deficiencia
de minerales carbonatados. En grandes áreas de América del Norte, Norte de Europa,
Sudeste de Asia y América del Sur, la acidificación es un gran problema para la salud del
hombre y de los ecosistema. El impacto sobre las aguas superficiales se agrava en
aquellos lugares donde disminuyen los efectos de atenuación del HCO3 sobre el flujo
base del agua subterránea que alimenta los ríos y lagos. Los cambios del estado de óxido
reducción del agua subterránea (principalmente como consecuencia de la reducción de
O2) también puede tener lugar rápidamente debido a los procesos microbianos o
químicos en sistemas naturales o como resultado de la contaminación. Un aumento de la
acidez (disminución del pH) o una disminución del Eh (potencial redox) puede dar lugar a
aumentos indeseables de metales disueltos. Sin embargo, el comienzo de las condiciones
de reducción puede, tener beneficios tales como de-nitrificación in situ.
3. Radioactividad: La radioactividad antecedente natural puede relacionarse estrechamente
con la presencia o ausencia de rocas y sedimentos que contienen uranio u otros
materiales naturalmente radiactivos. Las concentraciones del gas Rn disuelto proporcionan
un medio de detectar la presencia de radioactividad natural en el agua subterránea [Ver:
Actividad del karst]. Desde el punto de vista ambiental tiene mayor importancia la posible
migración hacia el agua subterránea de radionucleidos provenientes de pruebas
termonucleares, plantas de energía nuclear o instalaciones militares.
4. Contaminación de origen agrícola: Durante las últimas décadas, en la mayoría de los
países, los niveles de nitrato en el agua subterránea han estado aumentando como
resultado del drenaje del exceso de fertilizantes. El nitrato, y otros parámetros móviles
derivados de los fertilizantes tales como K (K/Na), DOC y SO4 sirven como trazadores
importantes de la degradación ambiental provocada por el hombre, aunque también
puede ocurrir la desnitrificación natural bajo condiciones de reducción (ver: Acidez). Los
herbicidas y pesticidas (insecticidas, fungicidas) y otros agroquímicos también pueden ser
móviles en las aguas subterráneas y pueden servir como un índice de contaminación
difusa en tierras agrícolas durante los últimos 20 a 30 años. Debido a que el análisis es
sumamente difícil, no es factible usarlos como indicadores. Sin embargo, si están
presentes altas concentraciones de otros indicadores, su presencia puede ser inferida.
5. Contaminación de origen minero: El sulfato derivado de la oxidación de minerales de
sulfuro es el mejor indicador de la contaminación proveniente de la explotación minera de
metales y carbón, de la producción de gases y combustibles y, en menor grado, de las
actividades de exploración. Una disminución del pH generalmente está asociada con este
proceso, como lo están los aumentos en las cargas disueltas de Fe y otros metales que
- 32 -
pueden contaminar tanto a las aguas subterráneas como a las superficiales (drenaje ácido
de minas). El problema se torna crítico para las fuentes de agua y los ecosistemas debido
a que los niveles de agua subterránea aumentan acompañando el cierre de la mina. El F y
el Sr derivados de la meteorización de los minerales asociados a la veta también pueden
servir como indicadores secundarios.
6. Contaminación de origen urbano e industrial: El impacto de los asentamientos humanos y
la disposición de residuos caracterizados por numerosos compuestos químicos se vuelve
invariablemente evidente en la calidad local del agua subterránea. Muchos productos
químicos ingresan al subsuelo, pero el deterioro de la calidad del agua puede ser
evaluado a través de aquellos compuestos que son más móviles. Un aspecto clave sería
proteger los acuíferos no contaminados más profundos, y monitorear los efectos de las
plumas contaminantes que se desplazan en las áreas circundantes. Así, DOC, Cl y HCO3
representan los indicadores primarios de contaminación de localidades, ciudades,
basurales y vertederos de residuos. Los impactos biológicos pueden medirse usando
organismos indicadores tales como E. coli. Sin embargo, los microorganismos dañinos
generalmente desaparecen progresivamente a varios cientos de metros en el agua
subterránea, y una alternativa es medir los productos de la descomposición de estos
procesos biológicos, tales como DOC y HCO3. Los indicadores secundarios incluyen B
(donde se usan detergentes), solventes e hidrocarburos.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Ambos. Los cambios en las condiciones básicas naturales pueden ocurrir durante la escala de
tiempo de interés, y pueden medirse en un único pozo barrenado o en un manantial. Sin
embargo, superpuestos a éstos, están los mayores impactos de las actividades humanas descriptos
anteriormente.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Los principales ambientes, de importancia desde un punto de vista general, son aquellos donde
los acuíferos principales corresponden a la fuente de provisión de agua, sobre todo en aquellos
asentamientos aguas abajo con márgenes saturadas o con sedimentos deltaicos, generalmente de
espesor limitado y alta transmisividad. Estos ambientes se encuentran en: regiones templadas
donde no se dispone de agua superficial en cantidad y/o calidad apropiada, regiones semiáridas
y áridas donde el agua subterránea es la única fuente de suministro, y regiones tropicales
húmedas donde el agua subterránea proporciona cada vez más una fuente bacteriológicamente
“segura” de agua potable. En estos casos resulta esencial proteger la calidad del agua
subterránea. Además, en estas regiones el agua subterránea proporciona un importante medio
para monitorear los cambios ambientales asociados.
SITIOS DE MONITOREO
Pozos poco profundos, manantiales y perforaciones principales de suministro de agua donde el
flujo es activo. Deben evitarse los pozos de observación donde el flujo puede ser bajo o estar
estancado. Los pozos de monitoreo deben estar ubicados a lo largo de los gradientes hidráulicos
principales, y algunos deben localizarse aguas abajo de áreas potencialmente conflictivas (por
ejemplo: centrales eléctricas, áreas urbanas, sitios de disposición de residuos, tierras agrícolas) de
modo de relacionar los contaminantes individuales a sus fuentes. Dondequiera que sea posible se
debe integrar el monitoreo de los geoindicadores de las aguas subterráneas con las redes
nacionales de calidad de agua.
- 33 -
ESCALA ESPACIAL
De parcela a mesoescala / regional.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Los indicadores de primer orden pueden analizarse con relativa facilidad usando técnicas y equipo
estándar de laboratorio. En muchos casos pueden ser medidos a través de sensores remotos
ubicados en pozos o en los puntos de descarga. La medición de pequeños cambios ambientales
requiere alta precisión y exactitud. Los cambios en el estado ácido deben evaluarse usando HCO3
en lugar de pH ya que este último puede variar un poco (excepto debajo de un pH de 5,5) debido
al efecto de regulación. Los parámetros de segundo orden requieren análisis más especializados y
costosos, tales como medidas de radioactividad.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Los cambios en la calidad del agua subterránea son normalmente perceptibles a escala estacional
o anual. Los procesos de dispersión, reacción y mezcla aseguran que la adición de pequeñas
cantidades de contaminantes generalmente es difícil de detectar. Para el monitoreo son
importantes tanto los cambios a escala regional como los efectos de una fuente puntual. Se
sugiere una frecuencia máxima de 4 veces por año para detectar cambios en las fuentes de agua
subterránea poco profundas, aunque se considera que mediciones anuales son suficientes para
fuentes más profundas.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Debe asegurarse que las ubicaciones de los sitios de muestreo sean representativas del régimen
de escurrimiento del agua subterránea, tanto vertical como horizontalmente. Resulta de suma
utilidad tener dos puntos de muestreo instalados en el mismo sitio, uno poco profundo y uno más
profundo. La variabilidad espacial impondrá un límite de lo que puede alcanzarse, y es probable
que la red resultante de sitios para muestrear la calidad del agua subterránea represente un
compromiso. La exactitud analítica entre mediciones muy espaciadas, o realizadas por personas
diferentes, probablemente redunde en un inconveniente. Los manantiales pueden ser estables a
largo plazo, pero también pueden fluctuar rápidamente, debido a la doble naturaleza de la
porosidad del acuífero, a los cambios en la presión atmosférica, en la precipitación y en la evaporación, o a la actividad sísmica o volcánica, haciendo difícil de determinar las causas.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Por debajo del nivel freático, el agua subterránea no es generalmente un buen indicador de los
cambios ocurridos en el pasado debido a la dispersión que sufre la señal de entrada. Sin
embargo, en grandes cuencas sedimentarias, las paleoaguas pueden ser reconocidas por medio
de señales químicas e isotópicas. Alrededor de manantiales, depósitos de material calcáreo o
silíceo (travertino, toba, caliza), que van desde aquellos que son precipitados inorgánicos a
aquellos que son totalmente orgánicos, pueden reflejar cambios pasados en el clima superficial o
en las condiciones hidrológicas y químicas locales del subsuelo. La química del agua subterránea
en la zona no saturada puede proporcionar un registro clave de los cambios climáticos y
ecológicos pasados [Ver: Química del agua subterránea en la zona no saturada].
POSIBLES UMBRALES
La Organización Mundial de la Salud (WHO, 1993) ha establecido normas para las
concentraciones máximas admisibles de distintas substancias para el agua potable. Lo mismo han
- 34 -
hecho muchos organismos nacionales. Existe una variedad de pautas para establecer la calidad
del agua subterránea que se usa para otros fines, como cría de ganado e irrigación.
REFERENCIAS CLAVES
Appelo, C. A. J. & D. Postma, 1993. Geochemistry, groundwater and pollution. Rotterdam:
Balkema.
Berger, A. R. & W. J. Iams (eds), 1996. Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in
earth systems. Rotterdam: A. A. Balkema. (Ver los artículos de W. M. Edmunds & C. B.
Dissanayake)
Hem, J. D., 1985. Study and interpretation of the chemical characteristics of natural water. U. S.
Geological Survey Water Supply Paper 2254.
WHO, 1993. Guidelines for drinking water quality. Ginebra: Organización Mundial de la Salud.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
En muchos archivos nacionales pueden encontrarse registros excelentes de concentraciones de
NO3 y otros iones mayores, que pueden usarse para estudiar el cambio ambiental. Oficinas del
ambiente y la salud, organismos de recursos hídricos, servicios geológicos, IAGC, GS, IAH, IAHS.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
En muchas áreas, especialmente en las regiones tropicales, las enfermedades endémicas del
hombre (por ejemplo: la fluorosis asociada con el exceso F y el bocio asociado con la deficiencia
del I) se relacionan a la calidad natural del agua subterránea: estas enfermedades pueden ser
mitigadas por cambios apropiados en la química del agua.
Los cambios en la calidad del agua subterránea pueden ser el resultado de otros impactos
ambientales, que incluyen la precipitación ácida, la urbanización, la explotación agrícola, el
desmonte de tierras y la minería, como se detalló anteriormente. Las variaciones en la química del
agua subterránea también pueden causar cambios en los hábitat y provocar la salinización de
suelos y aguas superficiales.
En varios países, durante los últimos 30 años, el contenido de tritio del agua subterránea ha sido
monitoreado con respecto a la precipitación radiactiva proveniente de pruebas nucleares en
varios países, con el objeto de, por ejemplo, estimar la permanencia del agua alojada en el
acuífero.
EVALUACIÓN GENERAL
Las variaciones suministradas por el monitoreo de la calidad del agua subterránea proporcionan
una indicación clave tanto de los impactos humanos sobre la hidrósfera como sobre el ambiente
en general.
- 35 -
NOMBRE
QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA
EN LA ZONA NO SATURADA
BREVE DESCRIPCIÓN
El agua se infiltra a través de los medios porosos y, bajo condiciones favorables, puede conservar
un registro de los procesos de erosión natural, de las variaciones climáticas (en los Cl o en la
marca isotópica), o de las actividades humanas como la agricultura (NO3) y la acidificación (H+).
Este indicador puede ser considerado como el producto de salida de la zona edáfica y puede
reflejar las propiedades o los cambios en las propiedades del suelo.
Las velocidades del movimiento vertical del agua dentro de los medios porosos están en el orden
de los 0,1 a 1,0 m/año (dependiendo del tipo de material), y estos medios pueden preservar un
registro de eventos individuales (con una resolución de 1 a más de 20 años) y abarcar un período
de décadas a siglos [Ver: Calidad del agua subterránea; Calidad del suelo].
Por otra parte, se necesitan antecedentes anuales para establecer las tendencias del monitoreo en
ríos y cursos de agua o la descarga del agua subterránea [Ver: Calidad del agua subterránea;
Calidad del agua superficial]. La zona no saturada actúa también como una importante zona de
amortiguación para la atenuación de la acidez, contenido de metales, y alguna otra sustancia
peligrosa.
IMPORTANCIA
Las fluctuaciones en los valores de recarga al acuífero tienen una relación directa con la
disponibilidad del recurso hídrico. La zona no saturada puede almacenar y transmitir
contaminantes, cuya liberación puede tener un súbito impacto adverso sobre la calidad del agua
subterránea.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Ambos. Dependiendo del uso de la tierra, la zona no saturada que se encuentra por debajo de un
determinado sitio puede registrar las entradas naturales de la atmósfera, vegetación, suelo y
acción corrosiva mineral, o los efectos de actividades humanas como la agricultura y la actividad
industrial, o problemas regionales tales como la deposición ácida.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
En particular en regiones templadas y semiáridas. En zonas templadas, la serie típica puede
abarcar de 5 a 50 años, y en regiones semiáridas de 10 a 200 años.
SITIOS DE MONITOREO
Sedimentos no consolidados o medios porosos consolidados (arena, morena, arenisca, creta,
calcarenita, ceniza volcánica) sobre terrenos relativamente planos (escurrimiento superficial
despreciable). Los mejores registros se obtienen en aquellos lugares donde la zona no saturada
tiene un espesor de 10 a 30 m, y donde los sedimentos y el flujo son relativamente homogéneos.
ESCALA ESPACIAL
De parcela/ mesoescala.
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MÉTODOS DE MEDICIÓN
El muestreo en seco de los sedimentos de la zona no saturada se lleva a cabo a través de: una
pala barrenada (operada a mano o a motor), muestreando pozos excavados, o por perforaciones
a percusión o rotativas a chorro de aire . El agua de los poros se extrae de los sedimentos por
centrifugado (drenaje o desplazamiento del líquido inmiscible) a gran velocidad (13.000 r.p.m.) o,
para los componentes no-reactivos tales como Cl y NO3, por levigación o elutriación (limpieza
por medio de un disolvente) con agua de-ionizada.
Para las muestras isotópicas (3H, δ18O, δ2H) puede usarse la destilación al vacío. Las
determinaciones de Cl, NO3, SO4 y otros iones representativos se realiza por métodos estándar
convenientemente diseñados para trabajar con cantidades pequeñas de agua (por ejemplo 5-10
ml).
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Intervalos de 5 a 10 años para confirmar el movimiento de solutos hacia el nivel freático.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Se requieren sedimentos relativamente homogéneos en aquellos lugares donde el flujo se presenta
uniforme (“desplazamiento pistón”).
En los medios de doble porosidad, pueden presentarse vías de flujo preferencial que necesitan
tenerse en cuenta, como cuando algún contaminante viaja hacia el nivel freático relativamente
rápido a lo largo de fisuras. En sedimentos muy secos (<4% humedad específica) el agua alojada
en los poros puede ser difícil de liberar y entonces se debe usar la levigación.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
El registro en la zona no saturada puede indicar entradas (cantidades de recarga, historia de la
recarga o la contaminación) en períodos de 10 a 100 años, y posiblemente de hasta 500 años o
más. La intensidad de la señal estará relacionada a la dispersión. Bajo condiciones favorables
(por ejemplo en ambientes semiáridos), la zona no saturada puede proporcionar un importante
registro terrestre del cambio climático / ambiental.
POSIBLES UMBRALES
No se consignan.
REFERENCIAS CLAVES
Appelo, C. A. J. & D. Postma, 1993. Geochemistry, groundwater and pollution. Rotterdam:
Balkema
Cook, P. G., W. M. Edmunds & C. B. Gaye, 1992. Estimating palaeorecharge and palaeoclimate
from unsaturated zone profiles. Water Resources Research 28: 2721-31.
Edmunds, W. M., 1996. Indicators in the groundwater environment of rapid environmental
change. In Berger, A. R. & W. J. Iams (eds). Geoindicators: Assessing rapid environmental changes
in earth systems:121-136. Rotterdam: A.A. Balkema.
Geake, A. K. & S. S. D. Foster, 1989. Sequential isotope and solute profiling in the unsaturated
zone of British Chalk. Hydrological Sciences Journal, 34:79-95.
- 37 -
Edmunds, W. M., W. G. Darling & D. G. Kinniburgh, 1988. Solute profile techniques for recharge
estimation in semi-arid and arid terrain. In I. Simmers (Ed), Estimation of Natural Groundwater
Recharge: 139-157. Higham, MA: Riedel.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Organismos del ambiente y recursos hídricos, servicios geológicos, IAH, IAGC, IAEA.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Aunque la entrada de contaminantes al acuífero (zona saturada) puede monitorearse, la
resolución de los datos en la zona no saturada es de alta calidad y el único valor en proporcionar
un registro a escala anual o deca-anual.
EVALUACIÓN GENERAL
El análisis de la química del agua subterránea en la zona no saturada es una técnica de creciente
importancia en la evaluación de la calidad del agua subterránea, y el único medio disponible de
alta resolución de obtener un registro al instante de las entradas al ciclo hidrológico a largo plazo.
- 38 -
NIVEL DEL AGUA SUBTERRÁNEA
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
De manera general, la recarga del agua subterránea proviene de la precipitación y, en algunos
casos, de los cuerpos de agua superficiales, pero la tasa de abstracción (extracción por parte del
hombre) puede exceder la tasa de recarga natural y puede llevar a la reducción del recurso.
Algunos acuíferos, especialmente en regiones áridas y semiáridas, contienen paleoaguas (agua
subterránea fósil) almacenadas en los primeros periodos correspondientes a climas más húmedos:
la reducción de estas reservas es comparable a la “explotación minera”. En algunas llanuras
aluviales, la falta de agua en los cursos superficiales reduce la tasa de recarga natural a los
acuíferos: en Bangladesh se estima que los niveles locales del agua subterránea han descendido
casi 3 m debido a la construcción de represas aguas arriba y a las diversificaciones realizadas
sobre el Río Ganges.
Las mediciones regulares de los niveles de agua en pozos y perforaciones o de la descarga de
manantiales suministran el indicador más simple de las variaciones de nivel producidas en los
recursos hídricos subterráneos. Sin embargo, los manantiales pueden ser perennes, intermitentes,
o periódicos, y su descarga puede depender de los cambios climáticos, las mareas, y las
condiciones locales del subsuelo tales como cambios en las tensiones del material rocoso.
IMPORTANCIA
El agua subterránea es la fuente principal de agua en muchas regiones, suministrando una gran
proporción del total de agua. En los Estados Unidos de América más de la mitad del agua
potable proviene del subsuelo: en regiones áridas es generalmente la única fuente de agua.
La disponibilidad de agua pura es de importancia fundamental para la sustentabilidad de la vida.
Resulta esencial conocer cuánto tiempo durará el recurso y determinar la recarga actual: la
“minería del agua subterránea” es una condición extrema.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Existen cambios naturales en los niveles del agua subterránea debido al cambio climático
(sequías, inundaciones, episodios pluviales), pero las variaciones principales se deben a la
extracción del hombre. En muchos lugares la recarga artificial de acuíferos se lleva a cabo
deliberadamente bombeando o como resultado indirecto de la irrigación.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
En cualquier lugar en el cual el agua subterránea se extrae para uso humano (uso doméstico,
riego, uso industrial), o donde influye sobre el ecosistema (por ejemplo: en humedales). Las
paleoaguas son de particular importancia para los acuíferos en regiones áridas y semiáridas.
SITIOS DE MONITOREO
Pozos barrenados, perforaciones o manantiales representativos de un acuífero particular.
ESCALA ESPACIAL
De parcela a paisaje / regional.
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MÉTODOS DE MEDICIÓN
El monitoreo de la profundidad del nivel freático se lleva a cabo a través de mediciones
manuales, registradores automáticos del nivel de agua, o transductores de presión.
Para calcular un balance de agua se usan métodos hidrogeológicos estándar. Las tasas actuales
de recarga deben calcularse teniendo en cuenta la variabilidad climática ocurrida durante las
últimas décadas.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Como mínimo a intervalos mensuales para reflejar tanto los cambios estacionales como los
anuales. El estado de los acuíferos fósiles debe evaluarse a intervalos de aproximadamente 5
años.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Para determinar su tendencia, los niveles de agua subterránea necesitan medirse durante décadas
tanto estacional como anualmente. La exactitud general de los métodos manuales es de casi 1
cm, pudiéndose reducir a milímetros con la automatización.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Las paleoaguas pueden proporcionar un registro de las variaciones climáticas pasadas.
POSIBLES UMBRALES
Se obtiene un umbral cuando la tasa de abstracción excede la tasa de recarga, y el recurso
renovable sustentable se vuelve así no-renovable. Cuando al bombear un pozo se excede la
afluencia lateral y vertical de agua, el pozo se seca y se obtiene un umbral, aunque la situación
puede invertirse al dejar de bombear o al aumentar la recarga.
REFERENCIAS CLAVES
Edmunds, W. M., 1996. Indicators in the groundwater environment of rapid environmental
change. In Berger, A. R. & W. J. Iams (eds). Geoindicators: Assessing rapid environmental changes
in earth systems:121-136. Rotterdam: A.A. Balkema.
Freeze, R. D. & J. A. Cherry, 1979. Groundwater. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
deMarsily, G., 1986. Quantitative hydrology. New York: Academic Press.
Price, M., 1985. Introducing groundwater. London: Allen and Unwin.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Organismos / instituciones relacionadas a los recursos hídricos, ambiente, hidrología, servicios
geológicos, IAH, IAHS, IHP, WHO.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Existe un “listado” extenso de los aspectos ambientales relacionados a la explotación intensiva del
agua subterránea, incluyendo drenaje de humedales, estabilidad de las fundaciones, y
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salinización de suelos [Ver: Calidad del agua subterránea]. La contaminación del agua
subterránea, un problema primordial en áreas urbanas, reduce el recurso en su conjunto.
EVALUACIÓN GENERAL
El nivel de agua subterránea es un parámetro esencial en aquellas áreas donde se explota el
recurso hídrico subterráneo.
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ESCURRIMIENTO ENCAUZADO
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
El escurrimiento encauzado varía con el volumen de agua, con la precipitación, con la
temperatura superficial, y con otros factores climáticos. Para la mayoría de los cursos de agua
(ríos), la máxima descarga de agua se produce cerca del mar, pero en regiones áridas la
descarga disminuye naturalmente aguas abajo.
El uso de la tierra en las cuencas fluviales también afecta fuertemente al escurrimiento encauzado.
Para un área dada de 1 km2, la descarga de agua (escurrimiento específico) puede variar desde
<0,1 lt/seg a >50 lts/seg. Los principales regímenes de escurrimiento encauzado incluyen:
régimen glacial (derretimiento del hielo: periodo regular de aguas altas al principio del verano,
con una descarga media anual q = 10-20 lts/seg/km2); régimen nival (derretimiento de la nieve:
aguas altas a finales de la primavera, con q = 3-15 lts/seg/km2); régimen pluvial (aguas altas a
finales del otoño-invierno, con q = 5-20 lts/seg/km2); régimen tropical seco (aguas altas en la
estación lluviosa del verano, con q = 0.5-10 lts/seg/km2); régimen monzónico (q = 20-40
lts/seg/km2); régimen ecuatorial (aguas altas durante dos periodos lluviosos, con q = 15-30
lts/seg/km2); y régimen desértico (flujo no-perenne, con q < 0,5 lts/seg/km2).
Las inversiones (cambios de dirección) en los escurrimientos encauzados, junto con los métodos
indirectos de estudios de las paleocrecidas y la paleohidrología, revelan indicadores a largo plazo
de los cambios en la descarga que son valiosos para dar respuestas a las inundaciones,
estimando tendencias futuras de las descargas de agua y sedimentos, y distinguiendo posibles
cambios climáticos.
IMPORTANCIA
El escurrimiento encauzado refleja directamente la variación climática. Los sistemas fluviales
desempeñan un papel clave en la regulación y el mantenimiento de la biodiversidad. Los cambios
en los cursos de agua son indicadores de los cambios en la dinámica de la cuenca y el uso de la
tierra. Una estimación realizada a nivel mundial calcula que las pérdidas totales anuales a la
economía producto de la avenida de un río y su valle de inundación son de alrededor de los $ US
20.000 millones.
CAUSA HUMANA O NATURAL
En el escurrimiento encauzado predominan las variaciones naturales, pero los cursos pueden estar
fuertemente modificados por acciones humanas. Se estima que aproximadamente 3/4 partes del
flujo total de agua de los 139 sistemas fluviales más grandes en América del Norte, Europa y la ex
Unión Soviética son significativamente afectados por diques y reservorios, irrigación, y
diversificación de los cursos para el uso del agua fuera de la cuenca.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Sistemas fluviales: ríos, arroyos y canales.
SITIOS DE MONITOREO
Cauces de los cursos de agua
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ESCALA ESPACIAL
De paisaje (cuenca) a mesoescala / de regional a continental.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Existen técnicas estándar para medir el flujo encauzado. Todas las mediciones se basan en la
ecuación de continuidad, Q = A*V, considerando que el flujo encauzado se estima normalmente
a partir del tamaño del cauce utilizando la expresión Q = a*Wb (donde Q = descarga, A = área
de la sección transversal, V = velocidad, a = coeficiente, W = ancho del cauce, y b es un
exponente).
Donde no se encuentran disponibles datos más cuantitativos, el estudio de los cambios en la
distribución de la biomasa (especialmente plantas leñosas) puede proporcionar medidas
cualitativas fiables de eventos hidrológicos y geomorfológicos que abarcan los últimos cientos de
años.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Continua a periódica.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Cursos inundados, deltas, llanuras aluviales y terrenos kársticos, son difíciles de aforar. La
efectividad del escurrimiento encauzado como un indicador depende fuertemente de una red
sistemática bien diseñada de estaciones de monitoreo.
A pesar de su importancia para comprender los cambios climáticos, se han descuidado y en
algunos casos abandonado las evaluaciones de las variaciones temporales del escurrimiento, la
evaporación y el almacenamiento de agua en el suelo, en parte debido al desinterés oficial por
monitorear.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
A veces pueden hacerse estimaciones de paleocrecidas y paleodescargas a través del estudio de
los depósitos de sedimentos en cursos de agua, la morfología del cauce, y las geoformas
asociadas.
POSIBLES UMBRALES
No se consignan.
REFERENCIAS CLAVES
Baker, V. R., R. C. Kochel & P. C. Patton (eds.), 1988. Flood geomorphology. New York: John
Wiley and Sons.
Osterkamp, W. R. & S. A. Schumm, 1996. Geoindicators for river and river-valley monitoring. In
Berger, A. R. & W. J. Iams (eds). Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in earth
systems:83-100. Rotterdam: A. A. Balkema.
Wolman, W. G. & H. C. Riggs, 1990. Surface water hydrology. The Geology of North America,
Volume 0-1, Boulder, CO: Geological Society of America.
- 43 -
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Organismos relacionados al ambiente, recursos hídricos y fluviales, servicios geológicos, IAH, Red
Vigil, WMO (División de Hidrología y Recursos Hídricos).
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
El flujo encauzado afecta virtualmente todos los otros aspectos ambientales relacionados con el
agua. La inundación es un riesgo natural mayor que puede ser el resultado de las actividades
humanas, como por ejemplo el colapso de una presa.
La fragmentación inducida por el hombre y la regulación del caudal del río tienen implicaciones
fundamentales para la salud de los ecosistemas ribereños.
Existen también muchos parámetros químicos a ser tenidos en cuenta al evaluar el estado de un
sistema fluvial [Ver: Calidad del agua superficial].
EVALUACIÓN GENERAL
El flujo encauzado es de fundamental importancia para todo el monitoreo ambiental.
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NOMBRE
MORFOLOGÍA DE UN CAUCE FLUVIAL
BREVE DESCRIPCIÓN
Las corrientes aluviales (ríos) son geoformas dinámicas sujetas a rápidos cambios en la forma del
cauce y del diseño del curso (configuración del flujo). Los caudales y la carga de sedimentos
determinan las dimensiones del cauce de una corriente (ancho, profundidad, longitud y pendiente
del meandro).
Las características adimensionales de los cauces de una corriente, los tipos de patrones
(anastomosados, meandrosos, rectos) y su sinuosidad son afectados significativamente por las
variaciones en los caudales y la carga de sedimentos, y por el tipo de carga de sedimento en
función de la relación de las cargas de fondo y en suspensión [Ver: Carga y deposición de
sedimentos en una corriente].
Los cambios drásticos por la erosión de las márgenes de una corriente en un corto período de
tiempo indican cambios en la carga de sedimentos. Debido a los cambios en la sección
transversal del cauce aluvial, especialmente en el ancho, que pueden indicar cambios en las
características de la corriente, los caudales conocidos pueden relacionarse de manera
exponencial con el ancho del cauce a través de la expresión Q = aWb (donde Q = caudal, a =
coeficiente, W = ancho del cauce, y b = exponente).
Por consiguiente, en los sitios no aforados las mediciones de la morfología del cauce pueden
conducir a estimaciones indirectas de descarga que, si varían con el tiempo, pueden indicar
cambios en la descarga media o en la ocurrencia de inundaciones a intervalos de recurrencia
específicos.
IMPORTANCIA
Las dimensiones del cauce reflejan la magnitud de los caudales y la carga de sedimentos. Ante la
falta de registros hidrológicos e hidrométricos, una interpretación de la morfología del curso de
agua puede ayudar a delinear los muchos tipos de cambios ambientales.
Los cambios en la red de flujo que pueden ser muy rápidos en zonas áridas y semiáridas,
establecen límites significativos respecto al uso de la tierra, tales como en las islas, en cursos
anastomosados y planicies de meandros, o a lo largo de márgenes que sufren erosión.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Cambios significativos en las dimensiones, los caudales y los patrones de los cursos de agua,
pueden reflejar influencia humana tales como desvío del agua e incremento de las cargas de
sedimento resultante del desmalezamiento de la tierra, la actividad agrícola, o la tala de bosques.
Tales variaciones también son sensibles a las fluctuaciones climáticas y la tectónica.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Cursos aluviales que ocupan el cauce mayor comprendidos por terrazas y valles de inundación.
SITIOS DE MONITOREO
Tramos característicos del curso de agua
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ESCALA ESPACIAL
Mesoescala / regional.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Reconocimientos terrestres y/o aéreos sucesivos para identificar los cambios en la morfología del
cauce y secciones transversales, uso de aforadores de corriente, marcas en las secciones
transversales del cauce, y otro tipo de medidores automáticos y manuales.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Depende del ritmo de cambio observado, pero no inferior a una vez cada 5 años.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Es difícil medir las variaciones morfológicas del curso de agua sin poseer registros históricos. Las
crecidas pueden destruir los sitios de observación.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Los datos pueden usarse para realizar predicciones de hasta casi 10 años.
POSIBLES UMBRALES
La amplitud del meandro puede aumentar hasta que el corte es inevitable. La variabilidad del
curso que incluye cambios entre las formas recta, meandriforme y anastomosada puede reflejar
cambios en las pendientes de los valles como resultado de una tectónica activa y la influencia de
los tributarios.
REFERENCIAS CLAVES
Chang, H. H., 1988. Fluvial processes in river engineering. New York: John Wiley & Sons.
Osterkamp, W. R. & E. R. Hedman, 1982. Perennial-streamflow characteristics related to channel
geometry and sediment in Missouri River basin. U.S. Geological Survey Professional Paper 1241.
Osterkamp, W. R. & S. A. Schumm, 1996. Geoindicators for river and river-valley monitoring. In
Berger, A. R. & W. J. Iams (eds). Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in earth
systems:83-100. Rotterdam: A.A. Balkema.
Schumm, S. A. & B. R. Winkley (eds), 1994. The variability of large alluvial rivers. New York:
American Society of Civil Engineers Press.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Organismos de recursos hídricos, hidrológicos, fluviales, instituciones que tienen a su cargo redes
viales (en especial en los cruces de puentes), servicios geológicos.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Condición de los ecosistemas ribereños; estabilidad de islas y cauces, y límites jurisdiccionales
definidos por los ríos.
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EVALUACIÓN GENERAL
El monitoreo de la morfología del cauce de un curso fluvial puede ser útil cuando no se dispone
de datos respecto de la carga de sedimentos, valores de caudales y otros parámetros
hidrológicos.
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NOMBRE
CARGA Y DEPOSICIÓN DE
SEDIMENTOS EN CURSOS DE AGUA
BREVE DESCRIPCIÓN
La carga (descarga, toneladas/año) o producción (toneladas/km2/año) de sedimentos (en
suspensión y como carga de fondo de arena y grava) a través de cursos de agua (ríos) refleja la
erosión del terreno producida aguas arriba dentro de la cuenca de drenaje y el cambio en la
deposición de sedimentos en terrenos aluviales aguas abajo [Ver: Erosión de suelos y sedimentos].
A su vez también tienen su influencia el clima, la vegetación, el tipo de suelo y roca, el relieve y la
pendiente, y las actividades humanas tales como la deforestación, la agricultura y la urbanización.
La mayoría de los sedimentos erosionados en áreas altas se depositan (almacenan) en las laderas
con menores pendientes, en las tierras bajas, y en lagos y reservorios.
En función del balance de sedimentos, la erosión neta es igual a la denudación total menos el
almacenamiento (deposición) del sedimento más la erosión del cauce, donde la denudación es
una medida de la erosión regional aguas arriba. Las crecidas repentinas en cursos efímeros en el
desierto hace que éstos puedan transportar cargas muy grandes de sedimentos, justificando así los
problemas imprevistos de sedimentación en los reservorios en zonas áridas.
IMPORTANCIA
La carga de sedimentos determina la forma y el diseño del cauce [Ver: Morfología del curso de
agua]. Las variaciones en la producción de sedimentos reflejan cambios en las condiciones de la
cuenca, incluso en el clima, los suelos, la tasa de erosión, la vegetación, la topografía y el uso de
la tierra.
Las fluctuaciones en la descarga de sedimentos afectan un gran número de procesos terrestres y
costeros, incluyendo las respuestas del ecosistema, dado que los nutrientes se transportan junto
con la carga de sedimentos. Por ejemplo, para reproducirse eficaz-mente, el salmón y la trucha
necesitan lechos de grava para desovar y para la supervivencia del huevo; los depósitos de limo y
arcilla formados por las inundaciones o por la erosión excesiva pueden destruir estos lechos de
desove. Los depósitos en los cur-sos también representan enormes fuentes y dispositorios
potenciales de contaminantes.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Natural, pero influenciada fuertemente por acciones humanas, tales como construcción de diques
y terraplenes, tala de bosques y cultivos en la cuenca de drenaje. Se estima que la carga anual
actual de sedimentos del Río Huanghe en China es de 1,1 x 109 toneladas, un orden de magnitud
mayor que hace unos 2000 años cuando casi no existían las influencias humanas en la cuenca
hidrológica.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Sistemas fluviales
SITIOS DE MONITOREO
Cursos de agua donde existe y se dispone de evidencias de erosión o sedimentación, y donde
pueden extrapolarse las observaciones locales a áreas mayores.
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ESCALA ESPACIAL
De parcela a mesoescala / de regional a mundial.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Muestreo periódico de los sedimentos en suspensión para determinar su concentración,
combinado con testeo periódico de la carga de fondo para determinar la tasa de deposición, y
medir el flujo de la carga de fondo (descarga). El muestreo debe llevarse a cabo en una cantidad
de sitios tal que permita proporcionar estimaciones de volumen, y debe ser apoyado por
observaciones directas de las márgenes del curso, exposiciones de los taludes y depósitos sobre el
cauce mayor.
Donde no se dispongan de datos más cuantitativos, los estudios de las variaciones en la
distribución de la biomasa (especialmente plantas leñosas) pueden proporcionar medidas
cualitativas confiables de los eventos hidrológicos y geomorfológicos de los últimos cientos de
años.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Diariamente, o lo bastante a menudo como para obtener un registro continuo de los cambios.
Para la medición de la deposición de sedimentos: por lo menos una vez cada 5 años.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
La medición de la carga de fondo es difícil y costosa, y raramente se monitorea. Las partes más
profundas de un curso son difíciles de muestrear. La vigencia de la carga y deposición de
sedimentos en un curso de agua como indicador está fuertemente condicionada por la existencia
de una red de monitoreo sistemático bien diseñada.
La descarga de sedimentos puede aumentar o disminuir debido a los ciclos naturales de
desarrollo del curso de agua bajo condiciones de clima estable.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
La estratigrafía de las planicies de inundación y los depósitos en las terrazas pueden suministrar
una historia de los cambios pasados del curso de agua [Ver: Secuencia y composición de
sedimentos].
POSIBLES UMBRALES
No se consignan.
REFERENCIAS CLAVES
Guy, H. P. & V. W. Norman, 1970. Field methods for measurement of fluvial sediment. US
Geological Survey Techniques of Water Resources Investigation, Book 3, Chapter C-2.
Osterkamp, W. R. & S. A. Schumm, 1996. Geoindicators for river and river-valley monitoring. In
Berger, A. R. & W. J. Iams (eds). Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in earth
systems: 83-100. Rotterdam: A. A. Balkema.
Vanoni, V. A. (ed), 1975. Sedimentation engineering. New York: American Society of Civil
Engineering Press.
- 49 -
Wolman, W. G. & H. C. Riggs, 1990. Surface water hydrology. The Geology of North America
Volume 0-1, Boulder, Colorado: Geological Society of America. (especialmente el trabajo de
Meade, R. H., T. R. Yuzyk & T. J. Day “Movement and storage of sediment in rivers of the United
States and Canada”, p255-280).
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Organismos sobre recursos hídricos y fluviales, servicios geológicos, IGA, WMO (División de
Hidrología y Recursos Hídricos), redes de alerta.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
La deposición y la carga de sedimentos en un curso de agua afecta virtualmente todos los
aspectos ambientales en las cuencas de drenaje y a lo largo de las líneas de costas alimentadas
por los sedimentos de los ríos.
Los sedimentos del curso de agua pueden afectar, por ejemplo, la salud de los organismos
acuáticos, y producir la colmatación de reservorios y puertos. También pueden almacenar
contaminantes químicos (“bombas de tiempo químicas”) que pueden ser liberados posteriormente
en el ambiente como consecuencia de las inundaciones u otros fenómenos.
EVALUACIÓN GENERAL
La deposición y la carga de sedimentos de un curso de agua es de importancia extrema al
determinar el transporte de los productos de la erosión a través de y fuera de las cuencas de
drenaje.
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NOMBRE
RÉGIMEN DE LA TEMPERATURA SUBSUPERFICIAL
BREVE DESCRIPCIÓN
Las temperaturas existentes en pozos barrenados de unos cientos de metros de profundidad
pueden ser una fuente importante de información acerca de los cambios climáticos recientes,
debido a que el flujo de calor normal ascendente desde la corteza y el interior de la Tierra es
perturbado por la propagación descendente de calor desde la superficie. A medida que las
fluctuaciones de temperatura se transmiten hacia abajo, se tornan progresivamente más
pequeñas, con variaciones de periodos más cortas atenuándose más rápido que las más largas.
Aunque las oscilaciones estacionales pueden no detectarse por debajo de aproximadamente 15
m, se puede encontrar registros de temperatura de casi un siglo de extensión correspondientes a
profundidades de 150 m o más. Los sustratos (basamentos impermeables) conservan así,
selectiva-mente, las tendencias a largo plazo requeridas para reconstruir los cambios climáticos.
La temperatura de superficie está fuertemente afectada por factores locales tales como el espesor
y la permanencia de la cubierta de nieve, el tipo de vegetación, las propiedades de las capas de
suelos orgánicos, la profundidad al nivel freático, y la topografía. A su vez, la temperatura
influencia una amplia gama de procesos superficiales y subterráneos, particularmente en las
porciones cercanas a la superficie de los permafrost [Ver: Actividad de los suelos congelados]. Las
variaciones de temperatura a largo plazo pueden registrarse debajo de la capa activa, donde la
temperatura del suelo fluctúa estacionalmente a medida que se produce el congelamiento y
descongelamiento. Aquí, mediciones sucesivas de la temperatura del suelo en sitios fijos pueden
revelar tanto la dinámica a largo plazo de los suelos estacionalmente congelados como las
fluctuaciones climáticas a largo plazo, aunque la conversión de la temperatura del suelo a la
historia climática es una cuestión compleja.
En las praderas canadienses del Norte las temperaturas del suelo han subido 2oC y el permafrost
se ha retirado en dirección al Norte unos 100 km en los últimos 50 años. Por el contrario, al
Norte de Québec, las temperaturas del permafrost han descendido en los últimos años.
IMPORTANCIA
El régimen térmico de los suelos y de los sustratos ejercen un control importante sobre el
ecosistema edáfico, sobre las reacciones químicas cercanas a la superficie (por ejemplo: las que
involucran a las aguas subterráneas), y sobre la capacidad de estos materiales para retener o
liberar gases invernadero. Además, puede afectar al tipo, productividad y marchitez de las
plantas, a la disponibilidad y la retención de agua, a la velocidad del ciclo de nutrientes, y a las
actividades de microfauna del suelo.
También es de gran importancia como evidencia del cambio climático revelando las variaciones
de temperatura de la superficie en periodos de hasta 2 a 3 siglos, por ejemplo en regiones sin un
registro de temperaturas de superficie anteriores.
En los permafrost, la temperatura subterránea controla las propiedades mecánicas de los suelos,
especialmente durante la transición congelamiento-descongelamiento de la capa activa.
CAUSA HUMANA O NATURAL
El régimen de temperatura subsurperficial refleja tanto el flujo geotérmico natural desde el interior
de la Tierra como la temperatura de la superficie. Esta última puede ser modificada por acciones
- 51 -
humanas, tales como desmontes, destrucción de humedales, agricultura, deforestación,
anegamiento de tierras por construcción de reservorios, o desarrollo de grandes asentamientos
que dan lugar a un efecto denominado “isla térmica”.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Cualquier área terrestre, pero particularmente en regiones con permafrost.
SITIOS DE MONITOREO
Sitios remotos a no más de 500-1000 km de perturbaciones producto de actividades humanas
evidentes, cuerpos de agua superficiales, o áreas de alto flujo geotérmico donde la cobertura del
terreno permanece inalterada. Los mejores resultados se obtienen de medidas realizadas en
sustratos relativamente impermeables o donde ha habido un mínimo movimiento del agua
subterránea.
Para asegurar una buena representación del cambio inducido por el clima las mediciones
deberían realizarse en pozos barrenados especialmente construidos para este propósito.
ESCALA ESPACIAL
De parcela a paisaje / de mesoescala a continental.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Deben medirse muchos parámetros, y se necesitan considerar muchos factores al convertir la
señal a las variaciones de temperatura de superficie. Las temperaturas deben medirse con
precisión (±miligrados) en pozos barrenados, usando para ello termocuplas, termorresistores y
otros dispositivos de medición. Los registradores automáticos de datos son los más convenientes
para obtener un registro de mediciones continuas.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Por lo menos una vez cada 5 años para pozos barrenados profundos, y más frecuentemente (por
ejemplo dos veces por día) para medir las temperaturas cerca de la superficie en los permafrost.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
La cupla térmica de la superficie de la Tierra y la atmósfera es compleja, y la señal de temperatura
registrada cerca de la superficie es una versión filtrada de los cambios climáticos de superficie.
Los movimientos físicos en la capa activa de regiones con permafrost complican el panorama
[Ver: Actividad de los suelos congelados], como así también los efectos de la cubierta de nieve y
la vegetación en áreas templadas y tropicales, y las actividades humanas tales como
urbanización, agricultura o deforestación. Más aún, la topografía local, la precipitación, la
hidrología y la vegetación pueden enmascarar la propagación descendente de las temperaturas
atmosféricas.
La instalación de los pozos barrenados perturba el régimen de temperatura natural que debe
recuperarse antes de comenzar el monitoreo.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Las inversiones de los perfiles de temperatura subsuperficial pueden proporcionar un registro de
temperatura de superficie, especialmente de los últimos 200-300 años, e indicar de manera
- 52 -
confiable las temperaturas medias de superficie del pasado. Los registros en pozos barrenados
profundos pueden proporcionar datos de hace 10.000 años o más.
POSIBLES UMBRALES
En los permafrost cercanos a la superficie, el umbral congelamiento-descongelamiento (que
puede variar en función de la salinidad del suelo y del agua) controla un amplio rango de
procesos superficiales (periglaciarios) [Ver: Actividad de los suelos congelados].
REFERENCIAS CLAVES
Lachenbruch, A. H. & B. V. Marshall, 1986. Changing climate: geothermal evidence from
permafrost in the Alaskan Arctic. Science 234: 689-696.
Lewis, T. (ed.), 1992. Climatic change inferred from underground temperatures. Global and
Planetary Change 6:71-281.
Williams, P. J. & M. W. Smith, 1989. The frozen Earth - fundamentals of geocryology. Cambridge:
Cambridge University Press.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Servicios geológicos, Comisión Internacional de Flujo Térmico (IASPEI), Centro-A de Datos
Mundiales para el Flujo Térmico, IPA.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Cambio climático, flujo de agua subterránea. Los cambios de temperatura cerca de la superficie
pueden afectar la fauna del suelo y la vegetación sensible de superficie.
EVALUACIÓN GENERAL
El régimen de temperatura subsuperficial es una medida directa de la historia de la temperatura
de la Tierra. Constituye un indicador muy importante del cambio térmico en suelos (por ejemplo
debido a antiguas deforestaciones, drenaje de humedales), y en el clima (por ejemplo en
ambientes periglaciares).
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CALIDAD DEL AGUA SUPERFICIAL
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
La calidad del agua superficial en ríos y arroyos, lagos, lagunas y humedales está determinada
por las interacciones con el suelo, los sólidos transportados (orgánicos, sedimentos), las rocas, el
agua subterránea y la atmósfera. También puede ser afectada significativamente por las
actividades de origen urbano, agrícola, industrial, minero, energético, y otras actividades
antrópicas, como así también por factores atmosféricos.
Sin embargo la mayoría de los solutos en las aguas superficiales provienen de los suelos y del
flujo subterráneo base donde es importante la influencia de las interacciones agua-roca [Ver:
Calidad del agua subterránea; Actividad del karst; Erosión de suelo y sedimentos; Calidad del
suelo; Cursos superficiales; Extensión, estructura e hidrología del humedal].
La selección de las variables a ser medidas depende de los objetivos del monitoreo y del
presupuesto disponible. Ésta es una cuestión compleja debido a que existen muchas substancias
químicas, físicas y biológicas potenciales que podrían ser importantes en un área en particular.
Desde el punto de vista de los geoindicadores, pueden seleccionarse las siguientes variables:
1. Variables básicas
Metales y elementos traza: Al, Sb, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Se, Ag, Zn.
Nutrientes: amonio, nitrato, nitrito, N total, ortofosfato, P total.
Iones principales y sólidos disueltos: Ca, Mg, Na, Cl, SO4, HCO3, TDS (sólidos
disueltos totales).
Medidas directas de campo: acidez, alcalinidad, oxígeno disuelto, pH, temperatura.
Compuestos orgánicos seleccionados de importancia ambiental: 2,4-D; 2,4,5-T; fenol,
clorofenoles, cresoles, antrazeno, benceno, DDT, malatión, entre otros.
2. Parámetros adicionales
De importancia para la salud humana: Ba, Be, F, Mo, Ni, V, radionucleidos (emisiones
alfa, emisiones beta, 222Rn).
De importancia para la agricultura: B.
IMPORTANCIA
El agua pura es esencial para la supervivencia del hombre como así también para la vida
acuática. En general, el mayor porcentaje del agua se usa para irrigación, y en menor cantidad
para propósitos municipales, industriales y recreativos: sólo el 6% de toda el agua se usa para
consumo doméstico. Se estima que el 75% de las poblaciones de los países en vías de desarrollo
carecen de servicios sanitarios adecuados, y normalmente los residuos se descargan en el curso
de agua más cercano.
Los patógenos tales como bacterias, virus y parásitos hacen de estos residuos uno de los
contaminantes ambientales más peligrosos del mundo: se estima que las enfermedades de origen
hídrico causan la muerte de aproximadamente 25.000 personas por día. Por lo tanto, los datos
sobre la calidad del agua son esenciales para la implementación de normas de calidad de agua
responsables, para caracterizar y remediar la contaminación, y para proteger la salud de los
organismos humanos y acuáticos.
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CAUSA HUMANA O NATURAL
La calidad del agua de un lago, reservorio o río puede variar en el espacio y en el tiempo según
los procesos morfológicos, hidrológicos, químicos, biológicos y sedimentológicos naturales (por
ejemplo: cambios de las tasas de erosión).
La contaminación de los cuerpos naturales superficiales de agua está extendida debido a las
actividades humanas, tales como disposición de aguas residuales y residuos industriales,
desmonte de tierras, deforestación, uso de pesticidas, actividad minera, y desarrollos
hidroeléctricos.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Los ambientes principales son aquellos donde las aguas superficiales se usan para consumo
humano u otros usos sociales, o donde es importante la pesca en agua dulce, o donde se
encuentran involucrados hábitats acuáticos sensibles o valiosos humedales.
SITIOS DE MONITOREO
Éstos se determinan en función de la ubicación de las fuentes conocidas de contaminación, la
facilidad de acceso a los sitios de muestreo, la presencia de aforadores de corrientes y las
respectivas instalaciones. Para aquellas cuencas donde los problemas son conocidos o
sospechados, la calidad del agua superficial se debería determinar a través de una red de
estaciones de muestreo operada sistemáticamente. El muestreo para la calidad del agua
superficial debería realizarse en o estar cerca de las estaciones de aforo para permitir el cálculo
de los niveles contaminantes.
ESCALA ESPACIAL
De parcela / de local a regional.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
El muestreo y el análisis para la determinación de la calidad del agua varía con las condiciones
del sitio y los elementos a ser medidos. Típicamente, las muestras son recogidas de modo de
representar cualquier cambio en profundidad y en ancho del cuerpo de agua o corriente, y en
cantidad suficiente como para permitir la repetición del análisis.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Los cambios en la calidad del agua superficial pueden ser bastante rápidos (por ejemplo: en
respuesta a las variaciones del clima y las inundaciones). Las muestras de agua tomadas de los
cursos de agua se recogen normalmente a intervalos determinados de tiempo. Por consiguiente
los sistemas continuos de monitoreo a tiempo real suministran la información más completa.
Sin embargo el análisis comprensivo para el monitoreo de la calidad del agua es caro, y para la
mayoría de los diagnósticos es suficiente la recolección de la muestra y su posterior análisis de 4 a
6 veces por año, muestreando dos veces por año para los radionucleidos y químicos orgánicos.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Los registros a largo plazo de parámetros claves en aguas superficiales tales como pH, HCO3,
NO3, y Cl son valiosos para detectar tendencias de calidad ambiental, pero pueden sufrir cambios
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en términos de exactitud debido a las modificaciones que pudieran realizarse de personal de
laboratorio o métodos analíticos o de muestreo.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
El agua superficial no conserva un registro de los cambios del pasado debido al escurrimiento y
las rápidas tasas de mezcla. Sin embargo, es importante reconocer que existen vínculos íntimos
entre la química del agua superficial y la de los sedimentos de fondo que se encuentran en
contacto con el agua. Por lo tanto, el análisis de la columna de sedimentos puede proporcionar
datos invaluables acerca de las tendencias pasadas respecto de la calidad de agua [Ver:
Secuencia y composición del sedimento]. Las tendencias crecientes o decrecientes en parámetros
claves pueden advertir el hecho de acercarse a valores límites que requieren acciones de
remediación.
POSIBLES UMBRALES
Para cada parámetro medido, organizaciones nacionales y internacionales (por ejemplo:
Organización Mundial de la Salud (WHO-OMS)) han sido establecido los umbrales en función del
uso que se le da al agua.
REFERENCIAS CLAVES
Hirsch, R. M., W. M. Alley & W. G. Wilber, 1988. Concepts for a national water-quality
assessment program. U. S. Geological Survey Circular 1021.
Meybeck, M., D. Chapman & R. Helmer (eds), 1989. Global freshwater quality - a first assessment.
Oxford: Basil Blackwell.
Smith, J. A., P. J. Witowski & T. V. Fusillo, 1988. Manmade organic compounds in the United
States - a review of current understanding. U. S. Geological Survey 1007.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Instituciones ambientales, de recursos hídricos, de salud pública y fluviales, FAO, GEMS (Proyecto
Mundial para el Monitoreo de la Calidad del Agua), IAH, IAHS, WHO, FAO.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Existen muchas causas de cambios en la calidad del agua superficial, incluyendo la lluvia ácida,
la urbanización, el desarrollo minero, las actividades agrícolas, el desmonte y la deforestación,
como se detalló anteriormente.
EVALUACIÓN GENERAL
La calidad del agua superficial es una de las variables ambientales a ser monitoreada de fundamental
importancia. También es de valor como un indicador de las mejoras o deterioros a corto plazo en el
ambiente, o cuando se llevan a cabo políticas de remediación.
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AGITACIÓN VOLCÁNICA
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
Las erupciones casi siempre están precedidas y acompañadas por una agitación volcánica,
indicada por las variaciones en el estado geofísico y geoquímico del sistema volcánico. Tales
geoindicadores por lo general incluyen cambios en la sismicidad, deformación del terreno, tasas
de emisión de gases volcánicos, fumarolas y/o variaciones de temperatura del suelo y de los
campos de gravedad y magnéticos.
La agitación volcánica también se puede expresar mediante las variaciones en la temperatura,
composición y nivel de los lagos del cráter, o mediante derretimientos anómalos o cambios de
volumen de los glaciares y campos de nieve sobre los volcanes. Cuando se los combina con el
mapeo geológico y estudios de datación para reconstruir las historias eruptivas de los volcanes de
alto riesgo, estos geoindicadores pueden ayudar a reducir los peligros relacionados con la
erupción que representan para la vida y la propiedad.
Sin embargo, no todas las agitaciones volcánicas culminan en erupciones: en muchos casos los
resultados de la agitación resultan en una erupción fracasada en la cual el magma que asciende
no alcanza la superficie.
IMPORTANCIA
Los peligros naturales asociados con las erupciones de los aproximadamente 550 volcanes
históricamente activos del mundo plantean una significativa amenaza a casi el 10% de la
población mundial, especialmente en las regiones densamente pobladas del Pacífico. Se estima
que en esta década, más de medio billón de personas estará habitando las zonas de riesgo.
Antes de 1900, dos peligros indirectos –tsunamis de origen volcánico y enfermedades e inanición
post erupción- provocaron la mayoría de los decesos humanos asociados con la erupción. Sin
embargo, en el siglo XX los peligros directos relacionados a las erupciones explosivas (por
ejemplo: olas y flujos piroclásticos, flujos de detritos, corrientes de barro) han sido los que
ocasionaron la mayoría de los decesos. Actualmente, los flujos de lava pueden causar grandes
pérdidas económicas, desde los daños a la propiedad hasta la disminución de la productividad
agrícola, pero muy raramente provocan la muerte.
CAUSA HUMANA O NATURAL
El vulcanismo es un proceso natural que se ha manifestado desde los orígenes de la Tierra.
Aunque se han realizado algunos intentos para desviar los flujos de lava, los seres humanos no
tienen absolutamente ninguna influencia sobre las causas subyacentes del volcanismo.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
La mayoría de los sistemas volcánicos activos están ubicados a lo largo o cerca de bordes
divergentes y convergentes de las placas tectónicas de la Tierra. Sin embargo, algunos volcanes
(por ejemplo: Hawaii) se encuentran a miles de kilómetros del borde de placa más cercano y
resultan de procesos de descongelamiento y erupción asociados con el pasaje de una placa
tectónica sobre una anomalía térmica fija en el manto.
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SITIOS DE MONITOREO
Las regiones volcánicas geológicamente recientes que contienen volcanes activos o
potencialmente activos, superficiales o submarinos (incluyendo el fondo profundo del mar). Los
sitios de monitoreo para el diagnóstico generalmente incluyen aberturas activas y fumarolas, lagos
del cráter, y áreas de agrietamiento del terreno. Lo ideal sería que los sitios estuvieran distribuidos
sobre todo el sistema volcánico, para monitorear tanto el área de la cima como el de la ladera de
los centros eruptivos.
ESCALA ESPACIAL
Local a regional / continental a global (las últimas para monitorear posibles efectos climáticos de
aquellas erupciones explosivas que inyectan copiosas cantidades de gases volcánicos a la
atmósfera).
MÉTODOS DE MEDICIÓN
El monitoreo óptimo de la agitación volcánica se debe basar en una combinación de métodos
geofísicos, geodésicos y geoquímicos, más que en una dependencia exclusiva sobre una única
técnica. Los métodos incluyen una red de sitios de monitoreo en ubicaciones claves alrededor de
un centro volcánico en los cuales se realizan repetidas mediciones de los desplazamientos
horizontales y verticales del terreno (medidores de deformaciones colocados en perforaciones,
medidores láser de distancia, gravímetros, inclinómetros, observaciones con GPS), sismicidad
(registradores automáticos de eventos, sismometría de onda ancha de 3-componentes y técnicas
matriciales especiales) y una amplia gama de parámetros geoquímicos.
Las propuestas de monitoreo basadas en la sísmica y la deformación del terreno han demostrado
ser más confiables y diagnostican a priori la detección y el seguimiento de la agitación volcánica.
En décadas recientes estas dos propuestas han sido reforzadas por los estudios de gases
volcánicos, microgravedad, geomagnetismo y sensores remotos. Los métodos en base a satélites
se usan de manera creciente para medir los desplazamientos y variaciones del terreno en las fugas
térmicas y volátiles de los centros volcánicos. La experiencia a nivel mundial demuestra que la
vigilancia de los volcanes es mucho más efectiva cuando los observatorios se encuentran en el
sitio del volcán o en instalaciones centralizadas próximas en las cuales todos los datos del
monitoreo son recopilados, procesados e interpretados por equipos multidisciplinarios de
científicos con un alto grado de experiencia.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Para los volcanes frecuentemente activos, las mediciones deben ser continuas. Para los volcanes
potencialmente activos actualmente en reposo, se deberían obtener datos geofísicos y
geoquímicos como punto de partida para el monitoreo y luego continuarlos repitiendo las
mediciones cada pocos años. Sin embargo, si se evidencia un comportamiento diferencial
respecto de los datos de partida, se deberían extender las redes de monitoreo y las mediciones
deberían realizarse más frecuentemente, preferentemente de manera continua.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
La limitación más importante en la detección y el seguimiento de la agitación volcánica es
simplemente que solo se están monitoreando un pequeño porcentaje de los volcanes del mundo.
Una abrumadora mayoría de volcanes de alto riesgo se encuentran en países en vías de
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desarrollo en los cuales faltan los recursos económicos y científicos suficientes como para llevar a
cabo el monitoreo necesario. Aún en las naciones más poderosas, los esfuerzos actuales para
reducir los gastos del gobierno están comprometiendo la eficacia de los programas de monitoreo.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Durante varias décadas pasadas se expandió el conocimiento acerca de cómo trabajan los
volcanes. Este conocimiento aumentado ha conducido no solo a un mejor entendimiento del
proceso eruptivo y los productos de los eventos volcánicos previos, sino también a un
reconocimiento más marcado de la necesidad de realizar estudios multidisciplinarios integrados
de campo y laboratorio.
Aunque se produjeron progresos considerables en el pronóstico de las erupciones no explosivas
en algunos volcanes adecuadamente monitoreados (por ejemplo: los eventos de la construcción
del domo en el Monte St. Hellens en los Estados Unidos), la predicción del comienzo y la
magnitud de las erupciones explosivas resultan difíciles de prever.
Debido a que dos volcanes no se comportan exactamente igual, se debe realizar el monitoreo y
los estudios relacionados en muchos más volcanes antes que se alcance la capacidad de predecir
las erupciones explosivas.
POSIBLES UMBRALES
Con el conocimiento actual y las técnicas de monitoreo de los volcanes, no es posible aún
determinar un valor de referencia fijo para la magnitud o duración de la agitación volcánica, el
cual, si es excedido, inexorablemente conduce a la actividad eruptiva. Sin embargo, en pocos
volcanes bien monitoreados, los científicos están comenzando a reconocer patrones para
instaurar geoindicadores preliminares que caractericen los movimientos del magma y/o efectos de
presurización hidrotermal en un volcán determinado.
REFERENCIAS CLAVES
Ewert, J. J. & D. A. Swanson (eds), 1993. Monitoring volcanoes: techniques and strategies used by
the staff of the Cascades Volcano Observatory 1980-1990. U.S. Geological Survey Bulletin 1966.
McGuire, B., C. R. J .Kilburn & J .Murray (eds), 1995. Monitoring active volcanoes: strategies,
procedures and techniques. London: University College London Press.
Scarpa, R. & R. I. Tilling, 1996. Monitoring and mitigation of volcano hazards. Berlin: SpringerVerlag.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Instituciones preparadas para socorrer en caso de emergencias o desastres, servicios geológicos,
Red Mundial de Volcanes (Smithsonian Institution, National Museum of Natural History, MRC 129,
Washington DC 20560, USA). Asociación Internacional de Vulcanología y Química del Interior de
la Tierra (R. W. Johnston, Secretary-General IAVCEI, Australian Geological Survey Organization,
GPO Box 378, Canberra ACT 2601, Australia), Organización Mundial de Observatorios de
Volcanes (Dr. Jean-Louis Cheminée, WOVO, Observatoires volcanologiques, Institut de Physique
du Globe de Paris, B.89, 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France), Servicio Geológico de
los Estados Unidos (Office of Earthquakes, Volcanoes and Engineering, 905 National Center,
Reston, Virginia 22092, USA), Centro-A Mundial de datos para desastres naturales; IDNDR;
UNDRO.
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ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Las inyecciones de cenizas y gases volcánicos en la alta atmósfera durante las erupciones
explosivas pueden tener efectos ambientales significativos y posiblemente a nivel mundial. Ahora
se encuentra bien documentado que las grandes erupciones explosivas que formaron las nubes
estratosféricas a partir de los aerosoles volcánicos (por ejemplo: Tambora, Indonesia, en 1815;
El Chichón, México, en 1982; y Monte Pinatubo, Filipinas, en 1991) producen efectos medibles
sobre el clima global, tal como el enfriamiento hemisférico de hasta 0,5 oC, que puede persistir
por varios años.
Los encuentros en vuelo entre los aviones jet y las cenizas volcánicas han emergido recientemente
como un serio y creciente peligro volcánico a medida que el tráfico aéreo se incremente a nivel
mundial.
EVALUACIÓN GENERAL
El reconocimiento temprano y el monitoreo sistemático de la agitación en zonas volcánicas es
esencial. Se pueden mitigar significativamente los peligros relacionados a las erupciones
mejorando el entendimiento de los fenómenos volcánicos antes, durante y después de las
erupciones redefiniendo a largo y corto plazo la capacidad de pronosticar las erupciones, y
suministrando los datos fundamentales para la elaboración de mapas con la zonificación del
riesgo y con la evaluación del peligro de los volcanes.
NOMBRE
HUMEDALES:
EXTENSIÓN, ESTRUCTURA E HIDROLOGÍA
BREVE DESCRIPCIÓN
Los humedales son ecosistemas complejos y sensibles, caracterizados por un nivel freático en o
próximo a la superficie durante una buena parte del año, por condiciones edáficas que difieren de
las tierras altas adyacentes, y por una vegetación adaptada a condiciones de humedad. Los
humedales se clasifican por lo general en función de su morfología y vegetación, y en menor
grado por su hidrología.
Aunque las definiciones varían, los siguientes tipos son ampliamente reconocidos: pantanos
costeros de agua dulce y agua salada; ciénagas (manglares, matorrales, y arboledas); prados
húmedos, praderas y llanuras; y tierras con turba (geoformas en las cuales se han acumulado
sedimentos orgánicos a profundidades mayores a 30-50 cm, incluyendo lodazales, ciénagas,
terrenos pantanosos, fangales, y marjales).
La extensión areal, la distribución y las estructuras interna y superficial de un humedal pueden ser
alteradas por muchos procesos tales como deposición y erosión de sedimentos orgánicos e
inorgánicos, paludificación (extensión lateral), terrestrialización (colonización de aguas abiertas
por comunidades vegetales del humedal), y una hidrología cambiante. En el caso de humedales
costeros también pueden resultar importantes la intrusión salina y los cambios en el nivel del mar
[Ver: Nivel relativo del mar; Posición de la línea de costa].
Las relaciones hidrológicas juegan un rol clave en los procesos del ecosistema del humedal y en
la determinación de su estructura y crecimiento. Diferentes humedales tienen un hidroperíodo
característico, o patrón estacional de los niveles de agua, que define la elevación o descenso de
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los niveles de agua superficiales y subterráneos. Un geoindicador importante es el balance de
agua del humedal, que vincula las entradas de agua subterránea, el escurrimiento, la
precipitación y las fuerzas físicas (viento, mareas) con las salidas por drenaje, recarga,
evaporación y transpiración.
Los rangos anuales o estacionales respecto de los niveles de agua afectan la biota superficial
visible, los procesos de descomposición, las velocidades de acumulación, y las emisiones de gas.
Estos cambios se pueden dar como respuesta a una variedad de factores externos tales como
fluctuaciones en las fuentes de agua (diversificaciones de los ríos, bombeo de aguas
subterráneas), clima o usos de la tierra (tala de bosques).
Las aguas que fluyen desde un humedal son químicamente distintas de las que fluyen hacia el
humedal debido a las reacciones físicas y químicas que tienen lugar a medida que el agua
atraviesa materiales orgánicos, tales como turba, lo que provoca que ciertos elementos (por
ejemplo metales pesados) sean retenidos y otros (por ejemplo: compuestos orgánicos disueltos,
ácidos húmicos) sean movilizados.
Se puede establecer un punto de partida de las condiciones del humedal a través de estudios
paleoecológicos de modo de investigar si el humedal actual es estable o si evoluciona
activamente, y si esto ocurre en qué dirección y a qué velocidad.
IMPORTANCIA
Los humedales son áreas de alta productividad y diversidad biológica. Proporcionan sitios
importantes para el hábitat silvestre y la recreación del hombre. Los humedales sirven de
intermediarios entre procesos ambientales de gran y pequeña escala modificando las zonas de
captaciones aguas abajo.
La carga disuelta de carbono de los humedales puede afectar la calidad de sus aguas aguas
abajo, por ejemplo, por drenaje ácido. Los humedales pueden afectar la hidrología local
actuando como un filtro, reteniendo y almacenando metales pesados y otros contaminantes tales
como Hg, y sirviendo como amortiguador de crecidas y, en zonas costeras, como defensa contra
las tormentas y control de la erosión.
Los humedales pueden actuar como un sumidero de carbono, almacenando carbono orgánico en
sedimentos anegados. Aún las tierras con turba (suelos orgánicos) de lento desarrollo pueden
retener entre 0,5 y 0,7 toneladas/hectárea/año de carbono. Los humedales también pueden ser
una fuente de carbono cuando éste es liberado a través de la desgasificación durante los
procesos de descomposición, o luego del drenaje o la tala, como resultado de la oxidación o
combustión. Generalmente, los suelos orgánicos han pasado en los últimos 200 años de
sumideros a fuentes de carbono, principalmente debido a la explotación humana.
Algunos modelos de predicción del cambio climático sugieren que el descongelamiento general
de los suelos congelados orgánicos debido al calentamiento global puede conducir a nuevas
emisiones de gases invernadero tales como metano [Ver: Actividad de los suelos congelados].
CAUSA HUMANA O NATURAL
Los humedales se desarrollan naturalmente como respuesta a las características morfológicas e
hidrológicas del relieve. Su evolución puede ser afectada por factores externos tales como
cambio climático, procesos del paisaje (por ejemplo: erosión costera) o actividad humana
(drenaje, canalización de ríos locales, almacenamiento y extracción de agua, tala de bosques). En
algunas regiones del mundo, los humedales están desapareciendo debido al drenaje realizado
para agricultura, asentamientos humanos o cosechas con fines comerciales.
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AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Donde existen humedales.
SITIOS DE MONITOREO
En particular, humedales.
ESCALA ESPACIAL
De parcela a mesoescala / regional.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Comparación de fotos aéreas, mapas, diagramas y reconocimientos de campo llevados a cabo
en diferentes momentos. Los parámetros geológicos y biológicos mas importantes a ser
monitoreados incluyen:
1. Extensión y distribución areal, incluyendo cambios en los límites del humedal (erosión,
intrusión marina). Esto es particularmente importante en áreas escasa-mente habitadas,
tales como pantanos costeros donde los cambios en el oleaje y las corrientes marinas
pueden causar daños severos en una sola estación, y en los suelos congelados donde el
descongelamiento puede destruir las geoformas de tundra costeras o los suelos orgánicos
inundados, conduciendo a su colapso.
2. Distribución de la vegetación: Cambios en la presencia de una especie particular
(indicador) o en la distribución de distintas comunidades de plantas dentro del humedal.
Se deben construir transectas y gráficos de manera continua de modo de poder comparar
fácilmente los datos y poder establecer tendencias temporales.
3. Morfología superficial (por ejemplo: desarrollo de montecillos y depresiones en un
Sphagnum suave puede reflejar la perturbación del sistema humedal).
Estos parámetros pueden ser luego investigados monitoreando:
4. Hidroperíodos, balances hídricos e hidroquímica: cambios en los niveles de agua y en la
estacionalidad de la configuración del flujo, que pueden ser monitoreados a través de
piezómetros, pozos y vertederos; variaciones en la química del agua que ingresa y egresa
del sistema (salinidad, metales pesados) que pueden anunciar cambios significativos en la
estructura y funcionamiento del humedal.
5. Tasas de deposición: variaciones en las concentraciones de material orgánico y
sedimentos (por ejemplo: debido al material introducido por las tormentas en sitios
costeros), o en la erosión de sitios deteriorados. Esto se demuestra estableciendo un dato
vertical estable y midiendo periódicamente la altura de la superficie del humedal, o
infiriendo a partir de los paleorregistros.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Para la distribución, extensión y estructura, cada 5 a 10 años; cerca de los humedales marinos,
antes y después de las tormentas. Para el balance hídrico y la hidroquímica, las mediciones
iniciales deberían hacerse semanal o mensualmente (con mayor frecuencia en caso de cambios
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rápidos como por ejemplo el deshielo en primavera) hasta que se hayan identificado las
ocasiones y los parámetros importantes. A partir de allí, con menor frecuencia.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Las variaciones anuales y estacionales en el sistema natural (por ejemplo: hidrología, vegetación)
puede tornar confusa la interpretación de los datos, especialmente cuando se están usando fotos
aéreas o imágenes satelitales.
El cálculo del balance hídrico y la química de un humedal demanda una gran cantidad de tiempo
y se requiere equipamiento costoso (por ejemplo: registradores automáticos de datos). Resulta
difícil identificar y medir con precisión todas las fuentes de ingreso y egreso de flujo hacia y desde
el humedal, y son pocos los modelos satisfactorios que actualmente se encuentran disponibles.
Para estos ambientes, la separación del ruido a partir de las señales es compleja, no existiendo un
año típico. Además, la recopilación de datos es una tarea muy laboriosa.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Los humedales pueden suministrar importantes registros acerca de los cambios climáticos,
hidrológicos y de vegetación pasados, mediante la estratigrafía diatómica, estudios de
acidificación, análisis isotópicos, etc. Si se liberasen los materiales actualmente en ellos retenidos,
tales como dióxido de carbono y metano, ejercerían un profundo efecto en los ambientes futuros.
El registro paleoecológico puede suministrar las tendencias de partida a usar en los modelos que
actualmente se están desarrollando de modo de poder simular futuras propuestas de gestión y
predecir las consecuencias del cambio ambiental.
POSIBLES UMBRALES
No se consignan.
REFERENCIAS CLAVES
Berglund, B. E., 1986. Handbook of Holocene palaeoecology and palaeohydrology. New York:
John Wiley.
Mitsch, W. J. & J. G. Gosselink, 1993. Wetlands. 2nd Edition. New York: Van Nostrand Reinhold.
Morton, R. A., 1996. Geoindicators of coastal wetlands and shorelines. In Berger, A. R. & W. J.
Iams (eds). Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in earth systems:193-216.
Rotterdam: A. A. Balkema.
National Wetlands Working Group, 1988. Wetlands of Canada. Ecological Land Classification
Series 24, Environment Canada, Ottawa.
van der Linden, W. J. M., S. A. P. L. Cloetingh, J. P. K. Kaaschieter, W. J. E. van de Graaff, J.
Vandenberghe & J. A. M. van der Gun, 1989. Coastal lowlands - geology and geotechnology.
Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
Warner, B. & J. Bunting, 1996. Indicators of rapid environmental change in northern peatlands. In
Berger, A. R. & W. J. Iams (eds). Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in earth
systems:221-232. Rotterdam: A. A. Balkema.
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OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
ISRIC provee datos sobre los suelos de los humedales como parte de su base de datos sobre los
suelos del mundo. Agencias ambientales, de recursos hídricos, de hidrología, fluviales y
marítimas, servicios geológicos, IAH, Centro-A Mundial de Datos para la Paleoclimatología.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
El manejo de humedales en áreas continentales y marítimas, la erosión y la deposición de
sedimentos, la subsidencia de cuencas, la hidrología fluvial y subterránea, la retención y liberación
de gas invernadero. Los suelos del humedal funcionan como sumideros de sulfatos, nitratos y
sustancias tóxicas tales como Hg, que pueden ser liberados durante las inundaciones o períodos
calurosos secos.
EVALUACIÓN GENERAL
Los humedales son de principal importancia para la agricultura, la biodiversidad, el cambio
climático y las actividades humanas. Para estos sistemas son comunes los biondicadores, pero un
mejor entendimiento de su complejo comportamiento también requerirá estudios de su registro
paleoambiental y monitoreo de su extensión, estructura, balance hídrico y química.
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LAGOS:
NIVELES DE AGUA Y SALINIDAD
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
Los lagos son sistemas dinámicos sensibles a los cambios del clima local y al uso de la tierra en
los terrenos circundantes [Ver: Posición de la línea de costas]. Algunos lagos reciben sus aguas
principalmente de la precipitación, algunos están dominados por el escurrimiento superficial, y
otros están controlados por los sistemas acuíferos. En una escala de tiempo que va desde días a
milenios, la extensión areal y la profundidad del agua en los lagos son indicadores de los cambios
en los parámetros climáticos tales como precipitación, radiación, temperatura y velocidad del
viento. El nivel de agua en los lagos fluctúa en función del balance de agua del lago y su área de
captación, y, en ciertos casos, puede reflejar cambios en los recursos hídricos subterráneos poco
profundos.
Los lagos que carecen de flujo saliente (endorreicos) son especialmente útiles como indicadores
climáticos. Estos se encuentran extensamente distribuidos en América del Norte, África, Asia
Central, Medio Oriente, y Australia.
En zonas áridas y semiáridas, los niveles y las superficies de los lagos con descargas también son
muy sensibles al clima. Las fluctuaciones del nivel de agua en los lagos, especialmente en
aquellos sitios donde no están directamente afectadas por las acciones antrópicas, son excelentes
indicadores de condiciones de sequía. Por ejemplo, en todas las praderas del sur de Canadá los
niveles de los lagos descendieron como respuesta al clima caluroso y seco de los años ‘80.
Los lechos de los lagos (playas), efímeros o estacionalmente inundados son geoformas dinámicas,
de carácter físico y propiedades químicas que reflejan las variaciones hidrológicas locales, y que
reaccionan sensiblemente a los cambios climáticos a corto plazo (por ejemplo: tasa de
evaporación).
Las fluctuaciones de la salinidad del agua en los lagos (por ejemplo: CaHCO3, MgHCO3, CO3,
MgSO4, NaSO4) también suministran un indicador de los cambios de las condiciones en la
superficie (clima, relaciones entradas/salidas) y en las aguas subterráneas poco profundas [Ver:
Secuencia y composición de sedimentos; Calidad del agua superficial].
IMPORTANCIA
La historia de las fluctuaciones del nivel en los lagos proporciona un registro detallado de los
cambios del clima en una escala temporal que tiene un rango de diez a un millón de años. Los
lagos también pueden ser valiosos indicadores de las condiciones del agua subterránea próxima a
la superficie.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Natural, pero puede estar influenciada por los cambios climáticos inducidos por el hombre, y por
obras de ingeniería, tales como diques y canales. Por ejemplo, como resultado de la
diversificación de los ríos que fluían hacia el Mar Aral, entre Kazahkstán y Uzbekistán, debido a
los proyectos de riego efectuados en la zona, el volumen y la magnitud de este gran lago interior
se redujo dramáticamente: entre 1960 y 1989 su nivel descendió 14 m, su volumen disminuyó
68%, y su salinidad se triplicó.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Regiones áridas y semiáridas, latitudes medias continentales y latitudes tropicales y subtropicales.
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SITIOS DE MONITOREO
Lagos poco profundos y, en particular, salinos e hiposalinos en cuencas ricas en sedimentos
arenosos (es decir, donde las aguas subterráneas responden rápidamente a las variaciones
climáticas), preferentemente ubicados a lo largo de transectas de vegetación y elevación que
incluyan escenarios agrícolas y no-agrícolas.
ESCALA ESPACIAL
De parcela a mesoescala / regional.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Los niveles de los lagos se miden generalmente con los registradores de las líneas de costas. La
extensión areal se evalúa principalmente usando fotografías aéreas sucesivas, complementadas
con estudios del nivel del terreno, altimetría con radar, e imágenes satelitales. La salinidad se
mide por medios analíticos estándar. Las variaciones pasadas de niveles y salinidad se pueden
reconocer estudiando antiguas líneas de costa, sitios arqueológicos al lado de lago, y la
geoquímica, mineralogía, composición isotópica y contenido fósil de los sedimentos. Los restos de
diátomos, crisofitas, quironómidos, ostrácodos y otros bioindicadores que se pueden encontrar
entre los sedimentos del lago se usan ampliamente para inferir la salinidad pasada del agua en
los lagos.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
El nivel del lago y la composición del agua del lago es deseable que se mida mensual a
anualmente. Su extensión areal, cada 5 años.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Está limitada a la disponibilidad de datos de medida, resolución de las imágenes fotográficas y
satelitales, y por los registros climáticos antecedentes.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Representan índices adecuados del balance de agua y los cambios en la precipitación y la
evaporación. Los registros de la dinámica del lago en períodos histórico y prehistóricos
proporcionan los datos básicos de partida para las respuestas al cambio climático. Con el
establecimiento de valores límites, los lagos pueden proporcionar una advertencia temprana en
relación al agotamiento de acuíferos someros.
POSIBLES UMBRALES
Cuando la evaporación excede la precipitación, como en ambientes semiáridos, la superficie y
salinidad del lago pueden cambiar notablemente. La utilidad de los lagos como fuentes de
abastecimiento de agua para uso humano depende de la disponibilidad y calidad del agua: los
valores límites para la salud humana pueden traspasarse rápidamente a medida que las
concentraciones químicas (por ejemplo: la salinidad) aumenta con la evaporación.
REFERENCIAS CLAVES
- 66 -
Gasse, F., S. Juggins & L. B. Khelifa, 1995. Diatom-based transfer functions for inferring past
hydrochemical characteristics of African lakes. Paleogeography, Paleolimnology, Paleoecology.
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Cambridge: Cambridge University Press.
Mason, I. M., M. A. J. Guzkowska, C. G. Rapley & F. A. Street-Perrott, 1994. The response of lake
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Vance, R. E. & S. A. Wolfe, 1996. Geological indicators of water resources in semi-arid
environments: Southwestern interior of Canada. In Berger, A. R. & W. J. Iams (eds). Geoindicators:
Assessing rapid environmental changes in earth systems:237-250. Rotterdam: A. A. Balkema.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Agencias ambientales, en recursos hídricos, hidrológicas, servicios geológicos, INQUA, PAGES,
Centro-A de Datos Mundiales en Paleoclimatología (Base mundial de datos de niveles de lagos).
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Los niveles de los lagos son importantes para las investigaciones hidrológicas regionales, y para
un amplio rango de aspectos concernientes al uso de las orillas de los lagos.
EVALUACIÓN GENERAL
El monitoreo de la extensión, profundidad y salinidad del lago proporciona una guía conveniente
y simple de los cambios en el clima y las condiciones hidrológicas.
- 67 -
SISMICIDAD
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
Los terremotos con epicentro poco profundo (aquellos con origen a una decenas de kilómetros de
la superficie de la Tierra) son causados por los movimientos de la corteza a lo largo de fallas de
dirección horizontal, normal y deslizamientos, aunque también pueden ser causados por el
hombre. Pueden producir marcados cambios temporales o permanentes en el paisaje
dependiendo de la magnitud del terremoto, la ubicación del epicentro, y las condiciones edáficas
y geológicas locales [Ver: Desplazamiento de superficies]. Los terremotos con epicentro profundo
(a más de 70 km de la superficie terrestre), a menos que su magnitud sea muy elevada, son poco
probables de tener manifestaciones serias en superficie.
Para evitar, reducir o advertir sus impactos ambientales, es necesario conocer la magnitud, la
ubicación, y la frecuencia de los eventos sísmicos. Estos parámetros pueden identificar fallas
activas y su sentido de movimiento. También es de gran importancia el modelo espacial de
sismicidad, incluyendo la presencia de cavidades sísmicas, y la relación de las fallas conocidas
con los volcanes activos. Para determinar los parámetros necesarios se requieren por lo menos
tres sitios de monitoreo, si bien generalmente se requieren muchos más.
Las observaciones sísmicas constituyen una de las formas más antiguas de monitorear
sistemáticamente la tierra (geoindicadores). Existen actualmente en operación muchas redes
sísmicas nacionales, regionales e internacionales que proporcionan información acerca de la
ubicación, magnitud y movimiento de los terremotos en cualquier lugar del mundo. Sin embargo,
los temblores con epicentro poco profundo de magnitud más baja, no pueden ser detectados por
estos medios, y deben ser monitoreados más estrechamente a escala local. Pueden construirse
mapas de riesgo sísmicos para identificar áreas con distinto grado de riesgo a partir de los daños
provocados por los terremotos.
IMPORTANCIA
Los terremotos constituyen uno de los más grandes riesgos naturales para la sociedad humana.
Entre 1960 y 1990 los terremotos se cobraron la vida de aproximadamente 439.000 personas en
todo el mundo y causaron una pérdida económica global de alrededor de $US 65 billones. El
terremoto de Northridge en California en 1994 produjo una pérdida de más de $US 30 billones
considerando sólo los daños a la propiedad, y el terremoto de Kobe en 1995 más de $US 100
billones.
Los efectos en superficie incluyen levantamientos o subsidencias, fracturamiento de la superficie,
derrumbes y flujo de detritos, licuefacción, temblores y tsunamis o maremotos (grandes ondas
causadas por los movimientos sísmicos en el fondo del mar). Normalmente pueden ocasionar
daños a edificios, caminos, alcantarillas, tuberías de gas y agua, sistemas eléctricos y telefónicos,
y otras estructuras construidas.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Los terremotos son eventos predominantemente naturales. Sin embargo, los temblores sísmicos
con epicentro poco profundo pueden ser inducidos por acciones humanas que cambian la
resistencia de la roca o las presiones del fluido cerca de la superficie. Estas acciones incluyen:
extracción de agua (o inyección para almacenamiento o para recuperación secundaria de
- 68 -
hidrocarburos), gas, petróleo, efluentes; explotación minera; o llenado de superficies con grandes
cuerpos de agua (reservorios). Las explosiones subterráneas, particularmente para ensayos
nucleares, también pueden generar eventos sísmicos.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Cualquier área de tectónica activa o debilidad en antiguos cráteres, o donde las actividades
humanas modifiquen los presiones del subsuelo.
SITIOS DE MONITOREO
Remotos, lejos de las fuentes obvias de temblores, tales como: áreas de circulación (vehicular o
peatonal), minas, canteras, e industrias pesadas. Para las áreas densamente pobladas en zonas
sísmicamente activas se recomienda poseer una serie densa de sismógrafos adecuadamente
distribuidos en el espacio.
ESCALA ESPACIAL
De mesoescala a regional / global.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Sismógrafos estándar. Deben ser capaces de registrar las tres componentes de la aceleración del
terreno con un rango dinámico de 10-5 a 1 g (aceleración debida a la gravedad) en la banda de
frecuencia 0,1 a 20,0 Hz, manteniendo el tiempo absoluto con una precisión de 5 milisegundos.
El monitoreo de la sismicidad debido a la explotación minera o a la extracción de fluidos
generalmente requiere de redes de instrumentos estrechamente espaciados (<5 km) que puedan
registrar frecuencias considerablemente más altas (20 a 1.500 Hz) que para la sismicidad natural.
Los datos sísmicos deben transmitirse rápidamente (preferentemente a tiempo real) a las unidades
centrales de análisis. Los efectos de los aumentos en las tensiones de la corteza, que pueden ser
liberadas a través de los terremotos, se están volviendo progresivamente importantes como una
herramienta por estimar el riesgo sísmico. El aumento de tensión puede detectarse indirectamente
de muchas maneras, por ejemplo: monitoreando la tensión real del terreno en minas y pozos
barrenados, en campos magnéticos, de gravedad y eléctricos, en los niveles de agua en
perforaciones, en la deformación de la superficie (deslizamiento, inclinación, extensión o
reducción). Sin embargo, éstos no son sustitutos de las observaciones directas de la sismicidad a
través de sismógrafos.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Continua.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
El monitoreo de la sismicidad identificará dónde es probable que ocurran los terremotos y su
posible magnitud, pero no cuándo podrían esperarse.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Los registros sísmicos del siglo pasado están disponibles en muchas partes del mundo. Extender
estos registros mediante estudios históricos y paleoambientales puede resultar importante para
establecer modelos espaciales y temporales de significativa sismicidad. A pesar de los muchos
- 69 -
esfuerzos, no hay todavía ningún método seguro para poder predecir cuándo ocurrirán los
terremotos. Los aumentos y la liberación inminente de las tensiones de la corteza pueden ser
indicados por ciertos precursores geológicos y geofísicos, incluyendo las fluctuaciones en los
niveles freáticos en pozos, cambios en los campos geomagnéticos, efectos piezoeléctricos, e
inclinación, reducción y desplazamiento de la superficie del terreno.
POSIBLES UMBRALES
Un umbral se alcanza cuando las tensiones naturales o inducidas sobrepasan la fuerza (resistencia
al corte) de una masa rocosa y ocurre la ruptura, manifestada como un terremoto. Están en uso
varias escalas que expresan la magnitud del terremoto, las que se basan en sus efectos sobre la
superficie. Pueden sentirse temblores próximos a la superficie con magnitudes <5, pero éstos
raramente ocasionan
daños. Aquellos con magnitudes >5 sí pueden producir daños
significativos. Pueden esperarse terremotos de magnitud >7 los que provocarán impactos
ambientales y humanos severos.
REFERENCIAS CLAVES
Bolt, B. A., 1993. Earthquakes, New York: W.H. Freeman.
McGuire, R. K. (ed.), 1993. The practice of earthquake hazard assessment. International
Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior.
National Research Council, 1991. Real-time earthquake monitoring: early warning and rapid
response. US National Academy Press, Washington.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Algunos códigos de edificación nacionales contienen valiosa información sobre las zonas y riesgos
sísmicos. Servicios geológicos, agencias de preparación de emergencias y ayuda ante desastres,
el US Geological Survey (Oficina de Terremotos, Volcanes e Ingeniería, USGS, 905 National
Center, Reston VA 22092, EE.UU.), IAEG, IDNDR, IASPEI (Asociación Internacional de Sismología
y Física del Interior de la Tierra: Secretaria General E. R. Engdahl, USGS, MS 967, Embalan
25046, Denver Federal Center, Denver, Colorado 80225, EE.UU.), UNDRO, Centro-A de Datos
Mundiales para los Riesgos Naturales.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Los terremotos cercanos a la superficie pueden provocar un amplia rango de cambios importantes
y generalmente irreversibles en la morfología del paisaje: incluyendo fallas y fisuras en la
superficie [Ver: Desplazamiento de superficies], licuefacción, fracturas, flujos de detritos y otras
formas de deslizamiento de taludes [Ver: Deslizamientos de taludes]. Las actividades humanas
tales como la construcción de presas y reservorios, bombeo o inyección de agua, hidrocarburos o
efluentes, pueden activar la actividad sísmica en zonas normalmente no sísmicas (“tranquilas”).
Los impactos sociales y económicos de los mayores terremotos pueden ser devastadores,
particularmente en áreas urbanas. Un código de edificación apropiado que establece normas
para la construcción y el mantenimiento se debe basar en el conocimiento tanto de la sismicidad
como de las condiciones locales del terreno.
EVALUACIÓN GENERAL
Es esencial monitorear la sismicidad de cualquier área tectónicamente activa para evitar o
minimizar lesiones a la vida y daños a la propiedad.
- 70 -
NOMBRE
POSICIÓN DE LA LÍNEA DE COSTAS
BREVE DESCRIPCIÓN
La posición de la línea de costas a lo largo de las costas marinas o alrededor de cuerpos de agua
interiores (lagos) varía en un amplio espectro de escalas temporales como consecuencia de la
erosión de costas (retroceso) o acreción (avance), cambios en el nivel del agua, y levantamientos
o subsidencia del terreno [Ver: Nivel relativo del mar; Desplazamiento de superficies]. Las
tendencias a largo plazo de la posición de la línea de costas se pueden enmascarar a corto plazo
debido a las variaciones producidas en periodos de 0,1 a 10 años o más, relacionadas a, por
ejemplo, las tormentas individuales, los cambios en el estado tempestuoso, y los efectos de El
Niño – Oscilación del Sur (ENOS).
La posición de la línea de costas refleja el balance de sedimentos en la costa, y las variaciones
pueden indicar efectos naturales o inducidos por el hombre a lo largo de la costa o en las
cuencas fluviales cercanas. La forma detallada y el carácter sedimentario de una playa (por
ejemplo: la pendiente de la playa, dimensiones de la cima, posición y morfología de la barra,
cresta de la barrera y altura de la berma, tamaño y forma del sedimento) son altamente sensibles
a las fuerzas oceanográficas, incluyendo la energía de las olas profundas, las transformaciones de
las olas próximas a la costa, el tren de olas, olas de tormenta, mareas, y circulación próxima a la
costa: son comunes las modificaciones morfodinámicas y las regeneraciones. Se pueden usar
evaluaciones cualitativas de la morfología de la línea de costas como una representación de los
procesos de la zona de la orilla y sustituyéndolos parcialmente por medidas más cuantitativas de
los cambios de la línea de costas cuando estos últimos no están disponibles.
IMPORTANCIA
Los cambios en la posición de la línea de costas afectan las rutas de transporte, las instalaciones
costeras, las comunidades y los ecosistemas. Los efectos de la erosión de Los liyorales sobre las
comunidades y estructuras costeras pueden ser drásticos y costosos. Es de importancia superior
para los asentamientos costeros saber si la línea de costas local está avanzando, se está retirando
o si permanece estable.
Velocidades de retroceso de 5 a 10 m/año han sido medidas en muchos lugares del mundo, y se
han registrado velocidades aún mayores a nivel local. Sólo la erosión costera en los EE.UU. se
estima que insume anualmente $US 700 millones. Las inundaciones relacionadas a las olas de
tormenta a lo largo de las costas bajas de la Bahía de Bengala han cobrado 50.000 víctimas
fatales.
CAUSA HUMANA O NATURAL
La erosión y acreción de sedimentos son procesos naturales progresivos a lo largo de todas las
costas. Las actividades humanas (como por ejemplo: dragado, minería de playa, modificación de
ríos, instalación de estructuras protectoras como los rompeolas, remoción de la vegetación
costera, recuperación de tierras próximas a la costa) pueden alterar profundamente los procesos,
la posición y la morfología de la línea de costas, en particular afectando el suministro de
sedimentos.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Costas oceánicas, costas de lagos, estuarios.
- 71 -
SITIOS DE MONITOREO
Acantilados, playas, dunas y humedales costeros [Ver: Formación y reactivación de dunas;
Humedales: extensión, estructura e hidrología] y otros escenarios costeros.
ESCALA ESPACIAL
De parcela a paisaje / de mesoescala a regional.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Cuantitativo: Usando los reconocimientos de terreno convencionales y otros métodos (perfiles con
jalones y cinta métrica, nivelación, fotos aéreas, GPS, el análisis de mapas y diagramas antiguos),
generalmente se pueden monitorear los siguientes parámetros:
1. ancho de la playa seca, posición de la línea de aguas medias, línea de aguas altas, o,
donde esté bien definida, la base de la playa. Sin embargo, las mediciones están sujetas a
las variaciones locales del nivel de agua y a la deposición de arenas, y puede tomar 10
años o más distinguir las tendencias a largo plazo de variaciones diarias, anuales o multianuales.
2. cambios en la posición de la cima y el pie de los acantilados. Éstos pueden proporcionar
evidencias del movimiento de la línea de costas, aunque a corto plazo se pueden mover
en direcciones opuestas a las de la línea de costas.
3. los cambios en la posición de la vegetación entre los límites de pleamar y bajamar: nótese
que la línea de vegetación puede moverse a corto plazo en una dirección opuesta a la de
la líneas de costas.
4. perfiles de playa a lo largo de transectas secuenciales perpendiculares a la línea de
costas. Es lo mejor para evaluar a corto plazo los movimientos de la línea de costas y la
morfología de la playa.
Para ayudar a entender por qué están ocurriendo los cambio en la línea de costas puede ser útil
medir:
5. niveles de agua, velocidad y dirección del viento, olas de tormenta, y corrientes marinas;
todos los cuales pueden relacionarse a las variaciones de la línea de costas. Son
especialmente importantes los límites de los trenes de olas durante las tormentas y otros
indicadores de aguas altas de origen meteorológico u oceanográfico.
6. pérdidas o ganancias de sedimentos (balance de sedimentos) en compartimientos o celdas
costeras específicas. Un exceso de sedimentos se asocia típicamente con un avance de la
línea de costas, mientras que un déficit se puede considerar como un retroceso de la
misma. El procedimiento intenta identificar la procedencia del sedimento y el lugar en el
que está siendo depositado (es decir las fuentes y sumideros). Fuentes comunes son los
ríos costeros, playas y acantilados, y plataformas continentales. Sumideros comunes son
dunas costeras, deltas afectados por las mareas, playas de deposición, y plataformas
continentales internas.
Cualitativo: Las evaluaciones visuales simples e inmediatas de la morfología de la orilla pueden
indicar el estado de la línea de costas (erosión/deposición). Éstas se deben complementar con
fotografías y videos tomados desde aviones volando a baja altura, sobre: la línea de aguas
medias o altas, el límite de la vegetación, los límites hacia el continente de la sedimentación
producida por el tren de olas, o la base o la cima de un acantilado en la costa. Un monitoreo
- 72 -
simple se puede hacer evaluando sucesivamente las variaciones a lo largo de una línea de costas
particular, y considerando por ejemplo: el incremento del grado de erosión en un único sitio o el
aumento de los sitios erosionados en una región particular.
1. los siguientes rasgos indican erosión contemporánea o reciente: dunas escarpadas;
acantilados sin taludes; turba, barro o troncos de árboles en la zona de oleaje; árboles
derribados a lo largo de la orilla; playas estrechas; entre otros. Las costas que sufren
erosión severa se caracterizan por: ausencia de dunas y vegetación, canales por la marea
que se extienden hacia la zona de oleaje, acantilados sin vegetación y sin rampas en su
base (erosión activa por olas), construcciones realizadas por el hombre sobre la línea de
costas y que actualmente se encuentran ubicadas en el mar. Las líneas de costa rocosas
sujetas a erosión activa se caracterizan por derrumbes de rocas, colapso de cavernas por
ingreso del agua de mar.
2. los siguientes rasgos indican deposición o costas estables: dunas firmes, ondulaciones
recientemente formadas en la playa, playas anchas con pendientes bien desarrolladas,
ausencia de erosión o rompimiento de dunas, vegetación bien desarrollada (especies
vegetales en las bermas, césped y arbustos en las dunas, bosques sanos que se extienden
hasta la línea de costas), acantilados con vegetación, entre otros.
3. el retroceso a largo plazo de la línea de costa se puede evidenciar por la presencia en la
playa de distinto tipo de material (ya sea su textura o composición), tales como: antiguos
sedimentos relictuales, turba de la playa o restos de caparazones de moluscos sepultados
en la playa.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Estacional, antes y después de las tormentas. Semestral o anual, una vez que se establece la
variabilidad estacional.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Los resultados corresponden a un sitio específico, temporal y espacialmente discontinuos, y de
calidad variante. Los registros históricos normalmente son cortos. Los resultados cualitativos
pueden ser engañosos, y muchos métodos tienen limitaciones severas. Los cálculos del balance de
sedimentos son obstaculizados por la falta de datos exactos en relación a la batimetría y la
topografía de la costa; el análisis de los mapas por la falta de exactitud de los mapas y
confiabilidad en los datos; el análisis de las fotografías por la distorsión e inclinación radial y por
las dificultades en la determinación de la línea de aguas altas.
Los segmentos de línea de costa adyacentes pueden responder de manera diferente a las mismas
condiciones ambientales. Los sistemas costeros dominados por gravas pueden exhibir un
crecimiento progresivo del borde de la playa y un ordenamiento de los sedimentos que pueden
llevar a incrementar la estabilidad con el tiempo o a un potencial crecimiento para la posterior
rápida desestabilización durante eventos extremos. Las variaciones en el nivel relativo del mar y en
el suministro de sedimentos son factores críticos para la evolución de la costa y para la respuesta
de la línea de costas al cambio ambiental. En algunos casos el suministro de sedimentos puede
estar controlado por procesos externos al sistema costero, tales como inundaciones por
rompimiento de glaciares, cambios en el drenaje marginal del hielo, o por el represamiento
artificial de un río.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
- 73 -
En general, los fenómenos costeros sólo pueden anticiparse de manera confiable en aquellos
lugares donde exista una amplia (y prolongada) investigación y datos de monitoreo. La falta de
una variación actual no asegura una continua estabilidad en el futuro, pero la información acerca
de los cambios en la posición de la línea de costas, especialmente en períodos más largos, puede
ser útil para las predicciones empíricas a corto plazo. El monitoreo de la línea de costas y la
dinámica de sus sedimentos pueden proporcionar un mejor entendiendo de las respuestas de la
línea de costas a las modificaciones humanas y a los cambios en el nivel del mar.
POSIBLES UMBRALES
Los cambios sutiles en el suministro de sedimentos u otros factores pueden cambiar el equilibrio
entre la estabilidad de la línea de costas o deposición y su erosión, con las significativas
implicancias para los ecosistemas y asentamientos costeros.
REFERENCIAS CLAVES
Berger, A. R. & W. J. Iams (eds), 1996. Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in
earth systems. Rotterdam: A. A. Balkema. (ver el trabajo de Forbes & Liverman, Morton, and
Young et al.).
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cultural systems of coastlines. London: Academic Press.
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morphodynamics. Cambridge: Cambridge University Press. (especialmente el trabajo de Cowell
and Thom on coastal morphodynamics).
Godschalk, D. R., D. J. Brower & T. Beatley, 1989. Catastrophic coastal storms and hazard
mitigation and development management. Raleigh NC: Duke University Press.
Pilkey, O. H., R. A. Morton, J. T. Kelley & S. Penland, 1989. Coastal land loss. Washington,
American Geophysical Union.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Agencias oceanográficas, marítimas, ambientales, servicios geológicos, IGA, IGCP (Proyecto 367
–Registros costeros de rápido cambio del Cuaternario reciente), INQUA, SCOR.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Los cambios en la posición de la línea de costas afectan la distribución y funcionamiento de las
ciénagas salinas, los ecosistemas litorales y los estuarios, como así también la planificación y el
manejo de los recursos costeros y las construcciones.
EVALUACIÓN GENERAL
La posición de la línea de costas es quizás el geoindicador más importante para las comunidades
insulares y de las costas bajas. Los métodos cuantitativos son mejores para predecir los
movimientos futuros de la línea de costas. Los indicadores cualitativos de la posición y morfología
de la línea de costas son guías prácticas, económicas, y rápidas de estimar la erosión costera.
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CALIDAD DEL SUELO
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
Los suelos poseen una gran variabilidad espacial y temporal. Si se consideran los períodos de
tiempo de relevancia en el contexto de los geoindicadores tienen tanto características estables
(como por ejemplo: composición mineralógica y proporciones relativas de arena, limo y arcilla)
como otras que responden rápidamente a las cambiantes condiciones ambientales (como por
ejemplo, el congelamiento de suelos). Dentro de estas últimas se puede incluir a la humedad del
suelo y la microbiota del suelo (como nematodos y microbios) los cuales son esenciales para los
flujos de nutrientes de las plantas y los gases invernadero.
Se estima que los suelos de las regiones boreales contienen el equivalente al 60% del carbono
atmosférico actual: se espera un calentamiento a largo plazo que incrementará la descomposición
y la desertificación, y, de este modo, se liberarán enormes volúmenes de metano y CO2.
Investigaciones recientes muestran que la tundra de Alaska no sólo ya no funciona como un
receptor de carbono, sino que ha comenzado a liberar cantidades significativas de este elemento.
Muchos suelos resisten cambios climáticos a corto plazo, pero algunos parecen experimentar
cambios irreversibles tales como endurecimiento y densificación de lateritas, podsolización o
erosión a gran escala. Las propiedades del suelo y las variables climáticas tales como la
precipitación y la temperatura media anual pueden relacionarse mediante funciones matemáticas
denominadas climofunciones.
La degradación química se produce por la disminución (o extensión) de los elementos solubles al
ser lixiviados por el agua de lluvia, el cultivo excesivo o el sobrepastoreo, o por la acumulación de
sales precipitadas debida el ascenso del agua subterránea o por efecto del riego. Esta
degradación también puede ser causada por las aguas residuales que contienen metales tóxicos,
por precipitación de ácidos y otros contaminantes transportados por el aire, así como por el uso
persistente de fertilizantes y pesticidas.
Un problema muy extendido es la retención de metales potencialmente tóxicos y radionucleidos
(como: Cu, Hg, Pb, Zn, 226Ra, 238U). Estos y otros componentes químicos pueden ser
catastróficamente liberados por lo que son comúnmente conocidos como “bombas de tiempo
químicas”, donde el pH del suelo disminuye por acidificación o donde intervienen otras
alteraciones ambientales (como la erosión, sequías, cambio de uso del suelo). Los suelos también
actúan como una barrera primaria contra la migración de contaminantes orgánicos hacia las
aguas subterráneas. Los indicadores claves son: el pH, el contenido de materia orgánica, la tasa
de absorción de sodio, la capacidad de intercambio de cationes y la saturación catiónica.
La degradación física es resultado de la deforestación, la erosión y la compactación por
maquinarias. La estructura del suelo puede ser alterada de tal modo que decrece la capacidad de
infiltración y la porosidad, incrementándose la densidad aparente y la resistencia a la penetración
de raíces. Estos suelos impiden el drenaje y son rápidamente saturados con lo que la escorrentía
resultante puede provocar una acelerada erosión y transporte de contaminantes tales como
pesticidas [ver: Erosión de suelos y sedimentos].
Los indicadores claves para los suelos son: la textura (especialmente el contenido de arcillas), la
densidad aparente, la estabilidad de los agregados, la distribución granulométrica y la capacidad
de retención de agua.
- 75 -
IMPORTANCIA
Como uno de los ecosistemas terrestres más vitales, el suelo es esencial para la prolongación
ininterrumpida de la vida sobre el planeta. Como fuentes, depósitos y transformadores de
nutrientes de las plantas, los suelos poseen una influencia primordial sobre los ecosistemas
terrestres. Los suelos reciclan continuamente restos de plantas y animales y son sistemas
principales de soporte de vida humana, determinando la capacidad de producción agrícola de las
tierras.
Los suelos pueden amortiguar y filtrar contaminantes, almacenar humedad y nutrientes, siendo
también importantes fuentes y receptores de CO2, metano y óxidos nitrosos. Son un sistema clave
para el ciclo hidrológico [ver: Química de las aguas subterráneas en la zona no saturada] y
proporcionan un registro de información acerca de las condiciones climáticas pasadas y de las
influencias humanas.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Los suelos pueden ser degradados o aumentados (desarrollados) tanto por procesos naturales
como por actividades humanas. Estas últimas influyen sobre las propiedades de los suelos,
incrementando su densidad aparente por labranzas agrícolas y obras viales, por la acidificación
proveniente del uso de fertilizantes inorgánicos y por lluvias ácidas.
La degradación de los suelos es una de las mayores amenazas para la sustentabilidad ambiental:
sólo en la mitad del siglo pasado se redujo significativamente la productividad de más de 1200
millones de hectáreas de tierra (un área tan grande como China e India juntas).
Se ha estimado que aproximadamente el 15% de los suelos localizados entre las latitudes 72°N y
57°S han sido degradados por actividades humanas: 7% a través de la pérdida de nutrientes y/o
materia orgánica (principalmente en África y Sudamérica), 4% por salinización (principalmente en
Asia), alrededor del 3% por deterioro físico (compactación, sellado y encostrado) y 1% por
contaminación, estos dos últimos principalmente en Europa.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Cualquier superficie de terreno, especialmente áreas agrícolas y sin bosques.
SITIOS DE MONITOREO
Tierras indisturbadas, tales como pastizales no cultivados y bosques, pueden actuar como sitios de
referencia para su comparación con suelos sujetos a cambios provocados por las actividades
humanas relacionadas a la silvicultura, la agricultura y la urbanización.
ESCALA ESPACIAL
De parcela a paisajes / regional.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Descripciones físicas, químicas y morfológicas de rutina. La degradación química también puede
ser monitoreada mediante el análisis de las aguas subterráneas [ver: Calidad del agua
subterránea].
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Cada 1 a 10 años.
- 76 -
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos pueden variar considerablemente
tanto vertical (a través del perfil del suelo) como horizontalmente, por lo que es difícil seleccionar
sitios representativos para el monitoreo.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
La morfología y la química de los suelos, tal como aparecen en los perfiles, pueden registrar
cambios ocurridos en el ambiente, tales como óxidos de hierro acumulados por inundaciones de
áreas bajas, restos de carbón vegetal producto de incendios forestales, o fragmentos de alfarería
realizada por los primitivos humanos.
Las propiedades de los suelos antiguos (paleosuelos -soterrados o no-), son indicadores de climas
pasados y pueden ser usados para predecir los impactos de futuros cambios climáticos.
Los períodos de fuerte precipitación que causan meteorización y lixiviación se manifiestan en el
contenido y la mineralogía de las arcillas, las capas de arcilla y la relación sílice/sesquióxidos.
Las estructuras de los suelos granulares pueden ser el resultado de actividades biológicas
asociadas con ecosistemas de pastizales o de la acción de las heladas.
POSIBLES UMBRALES
Los valores límites de la degradación química y física varían en función al uso del suelo
(agricultura, silvicultura, disposición de desechos y otros usos).
REFERENCIAS CLAVES
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Rotterdam: A.A. Balkema.
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OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
El ISRIC mantiene una base de datos de los suelos del mundo. Ministerios/departamentos de
agricultura, servicios geológicos, AIPEA (R. Schoonheydt, Secretario General de la Asociación
- 77 -
Internacional para el Estudio de las Arcillas, COK Katholieke Universiteit Leuven, Kardinaal
Mercierlaan 92, B-3001 Heverlee, Belgium), FAO, ISSS.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
La rápida contaminación de las aguas subterráneas puede ocurrir si se excede la capacidad de
los suelos a la sorción de productos químicos potencialmente tóxicos debido a niveles elevados de
actividad humana.
Existe un amplio conocimiento en relación a los cambios físicos y químicos en los suelos
cultivados.
EVALUACIÓN GENERAL
La calidad del
inducidas por
subterránea. El
predicción del
propósitos.
suelo es un indicador sensible de las perturbaciones ambientales naturales e
el hombre. Los cambios pueden afectar la calidad del agua superficial y
monitoreo de los cambios en las propiedades del suelo puede ayudar en la
valor futuro de los suelos destinados a la agricultura, la silvicultura y otros
- 78 -
NOMBRE
EROSIÓN DE SUELOS Y SEDIMENTOS
BREVE DESCRIPCIÓN
La erosión, entendida como el desprendimiento de partículas del suelo, de sedimentos
superficiales y de rocas, ocurre por procesos hidrológicos (fluviales) de erosión laminar, lineal y en
cárcavas, por desgaste de masas y por la acción del viento [ver: Secuencia y composición de
sedimentos; Carga y deposición de sedimentos en un curso de agua ; Erosión eólica].
La erosión, tanto fluvial como eólica, generalmente es mayor en regiones áridas y semiáridas, o
donde el suelo está pobremente desarrollado y la vegetación proporciona una protección
relativamente pequeña. La erosión puede incrementarse muy por encima de sus tasas naturales en
aquellos lugares donde el uso de la tierra provoca en el suelo una alteración significativa. En
terrenos elevados, la tasa de erosión de suelos y sedimentos se aproxima a la de denudación
(desgaste de la superficie terrestre por procesos erosivos). Sin embargo, en muchos lugares, la
acumulación de sedimentos erosionados sobre laderas poco pronunciadas, en valles de
inundación y en lagos y reservorios, produce una tasa de transporte de sedimentos en cursos de
agua mucho menor que la tasa de denudación.
Cuando se produce la escorrentía, menor es la cantidad de agua que se infiltra en el suelo, lo
cual reduce la productividad de las cosechas. La erosión de suelos también reduce los niveles de
los nutrientes básicos que necesitan los árboles y otras plantas para ser cultivados e induce el
decrecimiento de la diversidad y abundancia de los organismos del suelo.
La presencia de sedimentos en los cursos de agua deterioran el abastecimiento para usos
domésticos e industriales. Además proporcionan un importante medio de transporte para una
amplia gama de contaminantes químicos que son fácilmente adsorbidos sobre la superficie de los
sedimentos. El incremento de la turbidez en las aguas costeras debido a la carga de sedimentos
puede tener efectos adversos sobre ciertos organismos tales como algas bénticas, corales y peces.
IMPORTANCIA
La erosión de suelos es un importante problema social y económico y un factor esencial en la
evaluación dela salud y funcionamiento de ecosistemas. Los estimados de la erosión son
esenciales para asuntos de manejo de aguas y suelos, incluyendo el transporte y depósito de
sedimentos en tierras bajas, reservorios, estuarios y sistemas de irrigación e hidroeléctricos. En los
Estados Unidos, el suelo ha sido recientemente erosionado en una proporción de diecisiete veces
más que la tasa a la cual se forma: alrededor del 90% de las tierras de cultivo de Estados Unidos
se están perdiendo actualmente por encima de tasas sostenibles. Se estima que las tasas de
erosión de suelos en Asia, África y Sudamérica son aproximadamente el doble que las de Estados
Unidos. La FAO estima que 140 millones de hectáreas de suelos de alta calidad, principalmente
en África y Asia estarán degradados en el año 2010, a menos que sean adoptados mejores
métodos de manejo de suelos.
CAUSA HUMANA O NATURAL
La erosión es un proceso natural fundamental y complejo que es fuertemente modificado
(generalmente incrementado) por las actividades humanas, tales como el despeje de tierras, la
deforestación, la agricultura (roturación, riego, pastoreo), la actividad forestal, las construcciones,
la minería superficial y la urbanización. Se estima que las actividades humanas han degradado
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alrededor de un 15& (2,000 millones de hectáreas) de los suelos de la superficie terrestre, entre
las latitudes 72°N y 57°S. Un poco más de la mitad de esto es resultado de la erosión hídrica
inducida por el hombre y cerca de un tercio se debe a la erosión eólica (ambos tipos conducen a
la pérdida del suelo superior), con lo cual la mayor parte del balance es el resultado del deterioro
químico y físico [ver: calidad del suelo].
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Potencialmente, en cualquier superficie de terreno, pero especialmente donde esté disturbado por
cualquier razón, y en áreas inclinadas cubiertas con suelos o sedimentos sueltos.
SITIOS DE MONITOREO
Sitios representativos en zonas elevadas o tierras bajas.
ESCALA ESPACIAL
Parcela (vertiente) a paisaje / cuenca de drenaje a continental.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Técnicas estándar, usando clavijas (pines) de erosión para detectar la reptación de suelos o la
erosión de capas y riachuelos /erosión areal y erosión lineal), líneas pintadas en rocas, trazadores
de sedimentos para determinar el movimiento del suelo, recesión de riscos y marcas de (headcut),
hoyos de Young, perfiles repetidos y mediciones de talud y fotografías repetidas usando puntos de
referencia. Medidas repetitivas del agua y los sedimentos colectados en artesas instaladas
permanentemente en laderas proveen estimados estacionales, anuaes o a largo plazo de erosión
de la erosión y la acumulación a lo largo de perfiles en laderas. Las tasas de erosión de suelos
puedens er calculadas usando ecuaciones predictivas de erosión, desarrolladas durante las
útlimas cuatro décadas. Entre estos algoritmos se tiene los de Ecuación universal de pérdida de
suelos (Universal Soil Loss Equation) y su reciente actualización Ecuación universal revisada de
pérdida de suelos (Revised Universal Soil Loss Equation), el Modelo de Predicción proyectada de
la erosión hídrica (Water Erosion Prediction Project), y el Modelo europeo de erosión de suelos
(European Soil Erosion model)
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Estacionalmente, anualmente a una vez por década, dependiendo de las condiciones locales y de
los parámetros medidos.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
La erosión está muy irregularmente distribuida en el tiempo y e el espacio y es difícil de determinar
cuán representativo es un sitio.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
El conocimiento de las tasas pretéritas de erorión bajo condiciones de imperturbadas provee una
base para entender morfología y procesos de las cuencas superiores e inferiores (aguas arriba y
aguas abajo). Cuando la perturbación superficial ha ocurrido, la información acerca de las tasas
presentes de erosión y posibles del futuro proporcionan una base para reducir los efectos adversos
de la acelerada erosión de los suelos. Particularmente, las mediciones de la erosión resultante de
- 80 -
perturbaciones derivadas de la agricultura proporcionan los medios para desarrollar tecnología
que minimice las pérdidas de la capa superior del suelo y maximice la productividad agrícola
sobre largos períodos de tiempo.
POSIBLES UMBRALES
La erosión en cárcavas pueden devenir pronunciada siguiendo ciclos periódicos de acumulación
local a regional, durante los cuales se desarrolla una pendiente crítica límite para los conductos
de drenaje. Cuando estas pendientes o umbrales críticos de pendiente son excedidos, los suelos
de fondo adyacentes a los canales o conductos de drenaje (drainageways) pueden convertirse en
inestables y sujetos a erosión. El ángulo de la pendiente por encima del cual se produce la
inestabilidad depende de las condiciones locales de distribución de los sedimentos y del tamaño
de las partículas de los sedimentos sometidos a transporte. Uno de los resultados es una
alternancia natural del relleno de cárcavas con la evacuación de los sedimentos, especialmente
en zonas áridas y según períodos deceniales. Otro resultado puede ser la erosión intensa en
arroyuelos y cárcavas, cuanod el suo del suelo ha reducido o destruido la cubierta vegetal
(vegetación, derrubios (litter) y fragmentos de roca), o ha nfcrementado la escorrentía y sus efectos
erosivos.
REFERENCIAS CLAVES
Commission on Applied Geomorphology, 1967. Field methods for the study of slope and fluvial
processes. Revue de Geomorphologie dynamique : 152-58.
Foster, G. R., & L. J. Lane, 1987. User requirements - USDA Water Erosion Prediction Project
(WEPP) . NSERL Report 1, U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service, West
Lafayette, IN: National Soil Erosion Research Laboratory.
Osterkamp, W. R., W. W. Emmett & L. B. Leopold, 1991. The Vigil Network - a means of
observing landscape change in drainage basins. Hydrological Sciences Journal , 36:331-344.
Osterkamp, W. R. & S. A. Schumm, 1996. Geoindicators for river and river-valley monitoring. In
Berger, A. R. & W. J. Iams (eds). Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in earth
systems :83-100. Rotterdam: A.A. Balkema (see also paper by Lancaster).
Renard, K. G., G. R. Foster, G. A. Weesies, D. K. McCool & D. C. Yoder, 1995. Predicting soil
erosion by water: a guide to conservation pla nning with the revised universal soil loss equation
(RUSLE) . Agricultural Handbook 703, Washington DC: U.S. Department of Agriculture.
Schumm, S. A., M. O. Harvey & C. C. Watson, 1984. Incised channels: morphology, dynamics
and control . Littleton, Colorado: Water Resources Publications.
Wolman, W. G. & H. C. Riggs, 1990. Surface water hydrology. The Geology of North America
vol. 0-1, Boulder, Colorado: Geological Society of America (especially paper by Meade, R.H., T.R.
Yuzyk & T.J. Day, Movement and storage of sediment in rivers of the United States and Canada,
p255-280).
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Agencias ambientales, hidrológicas y de recursos hídricos, agencias relacionadas a la agricultura
y los suelos, FAO, IGA, ISRIC, ISSS, UNEP.
- 81 -
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
La degradación del suelo. El depósito de las partículas erosionadas de suelo con contaminantes
adsorbidos puede poner en peligro ecosistemas íntegros a lo largo de márgenes continentales, en
estuarios, humedales y llanuras aluviales, así como en otras áreas de poca pendiente. La erosión
del suelo afecta y es afectada por la vegetación y por la cubierta de cultivos.
EVALUACIÓN GENERAL
El monitoreo de la erosión de suelos y sedimentos es de gran importancia para determinar las
tasas de degradación de tierras.
- 82 -
NOMBRE
SECUENCIA Y COMPOSICIÓN DE LOS SEDIMENTOS
BREVE DESCRIPCIÓN
Los lagos, humedales, corrientes (y overbanks), estuarios, reservorios, fiordos, costas de mares
someros y otros cuerpos de agua marina o dulce acumulan, comúnmente, depósitos derivados de
rocas-madre, suelos y restos orgánicos de una cuenca, aunque partículas finas también pueden
ser trasladadas por los vientos desde distantes fuentes industriales y urbanas. Estos depósitos
acuáticos son capaces de preservar un registro procesos y componentes ambientales pasados o
actuales, tanto naturales como inducidos por el hombre, incluyendo la erosión de suelos [ver:
Erosión de suelos y sedimentos; Humedales: extensión, estructura e hidrología], partículas
transportadas por el aire [ver: Tormentas de arena: magnitud, duración y frecuencia], o como
solutos y materiales deslizados [ver: Inestabilidad de taludes].
Algunos de estos cuerpos de agua son sistemas dinámicos y sensitivos, cuyos depósitos
sedimentarios preservan, en su composición química, física y biológica un registro
cronológicamente ordenado y comprensible de los cambios físicos y químicos a través de su
estructura, mineralógía y geoquímica (por ejemplo: carbomno orgánico, sílice biogénica, isótopos
estables de oxígeno en carbornatos y celusosa, trazas de metales) [ver: Calidad del agua
superficial]. Son de particular valor para los datos determinantes a largo plazo de la química de
aguas los restos de organismos acuáticos (como las diatomeas, crisófitas,chironomides, y otras
algas e invertebrados), los cuales puedens er correlacionados con varios parámetros ambientales.
Adicionalmente, los polen fósiles, esporas y semillas reflejan la vegetación pasada tanto terrestre
como acuática. Los depósitos de sedientos pueden así proveer una indicación del grado y la
naturaleza del impacto de eventos pasados sobre el sistema, así como una linea de base para la
comparación con cmabios ambientales contemporáneos.
Algunos lagos (y reservorios) son sistemas abiertos, caracterizados por orillas relativamente
estables y tiempo limitado para albergar solutos; otros son cerrados (endorreicos) y/o efímeros
(playas). Las concentraciones de solutos en el agua de lago pueden alcanzar un orden de
magnitud cinco veces superior al del solvente, las lluvias monzónicas, a salmueras viscosas de
cloruros de 500,000 mg/kg; el pH puede alcanzar de menos de 2, en algunos lagos de cráter
japoneses ricos en ácido sulfúrico, a más de 11 en salmueras alcalinas del rift del África Oriental.
IMPORTANCIA
Las características físicas, químicas y biológicas de los sedimentos acuáticos pueden proporcionar
un sutil (Finely resolvable) registro de los cambios ambientales, en los cuales los eventos naturales
puedens ser claramente distinguibles de los aportes humanos.
CAUSA HUMANA O NATURAL
La deposición de sedimentos es un proceso natural que puede ser fuertemente influenciado por
las actividades humanas( por ejemplo: despeje de tierras, agicultura, deforestación, acidifcación,
eutroficación, contaminación industrial) dentro de las cuencas hídricas o sedimentarias.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Cualquier medio de deposición o cuenca de sedimentación (por ejemplo, lagos, estanques o
pantanos, estuarios, llanuras de inundación fluvial, lagunas de atolón (lagoons), bahías, fiordos),
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donde el agua permite la acumulación de sedimentos. Los depósitos fluviales pueden preservar
registros útiles, pero la fuente precisa y el contexto ambiental de los sedimentos fluviales son
comúnmente inciertos, excepto para aquellos de lagunas de meandros estrangulados (o en yugo)
y meandros cortados [ver: Carga y deposición de sedimentos en cursos de agua].
SITIOS DE MONITOREO
Depresiones topográficos donde haya agua libre o humedad a largo plazo. Especialmente válidos
son los depósitos en cuencas lacustres sin desagüe (cuencas endorreicas), cuencas confinadas con
escaso aporte hídrico y turberas (pantanos turbosos) alimentadas por las lluvias.
ESCALA ESPACIAL
Parcela o paisaje / meso-escala a regional
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Los sedimentos superficiales recolectados con muestreadores de gravedad, tiramuestras (grab
sampling) y dragado son útiles para medir el estatus de indicadores recientes (prime indicators), y
pueden representar la última década o algo así, dependiendo de la tasa de acumulación local.
Los depósitos superficiales a menudo muy sueltos y difícles de recolectar, pudiendo requerirse
aparatos especiales, tales como tubos rellenos de hielo seco sobre el cual una delgada capa de
sedimento es congelada y mantenida en un estado estratigráficamente coherente. Los testigos de
sedimento obtenidos por un taladro anular o perforadora de barcazas (barges) o de hihelo
invernal son usados para determinar los antecedentes ambientales a largo plazo. Una cronología
puede ser establecida midiendo isótopos inestables (como 210Pb, 137Cs), capas de tefra
susceptibles de ser datadas, o contenido fósil. Existen métodos estándar de análisis geoquímico y
limnológico que caracterizan capas individuales, las cuales pueden, a su turno, ser datadas
mediante una variedad de métodos. Investigaciones acústicas y sísmicas desde embarcaciones
pueden ser útiles para establecer secuencias estratigráficas.
Entre los parámetros más importantes se tiene: humidicación, contenido mineral, susceptibilidad
magnética,, elementos mayores, geoquímica de elementos-traza y de isótopos estables,
contaminantes específicos (como el DDT), sílice biogénica, restos fósiles y marcadores
bioquímicos, tales como pigmentos fotosintéticos de las algas azul-verdosas. Varios de estos
indicadores pueden ser correlacionados con variables ambientales usando funciones cuantitativas
de transferencia; por ejemplo: fracciones bióticas, tales como las diatomeas, pueden proporcionar
datos directos o indirectos sobre el pH, el contenido total de fósforo, la temperatura y salinidad de
un lago. Las esporas y granos de polen pueden revelar los patrones de la vegetación antigua. Los
indicadores de diagnóstico de la actividad humana que se encuentran en los sedimentos incluyen:
polen y semillas de plantas cultivadas, ceniza volante, carbón vegetal (o carboncillo), partículas de
hollín y petróleo provenientes de centrales energéticas e industriales a carbón o petróleo o de
fuentes domésticas; altas concentraciones de metales pesados (tales como plomo de los
combustibles y pinturas al plomo), radionucleidos artificiales, derivados de fertilizantes y pesticidas,
así como gradientes geoquímicos relacoandos a la acidificación.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Al menos cada cinco años- En el caso de sedimentos recientes, los cuales se supone deben
reflejar los cambios ambientales dentro de una cuenca hídrica o cuenca sedimentaria, el muestreo
- 84 -
debe ser realizado mensualmente, anualmente o a intervalos más largos, dependiendo de la tasa
de acumulación.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
El grado de resolución de los registros pasados depende de las tasas de deposición y de
preservación de los sedimentos, y de la capacidad para establecer una cronología detallada. Esto
puede ser difícil, debido a que la resolución espacial y temporal de los registros es controlada por
las propiedades del sistema de acumulación. En algunos lagos, los sedimentos se depositan
continuamente, mientras que en otros, periódicamente desecados, como las playas, son menos
útiles como fuentes de paleo-datos. Los sedimentos fluviales, particularmente de estuarios, pueden
preservar un registro de los cambios ambientales, pero los sistemas fluviales tienden a ser más
abiertos que los lacustres. Hay también problemas con los procesos que afectan a los organismos
tras su muerte (tafonomía) y a los sedimentos tras su inicial deposición, tales como la bioturbación
y la diagénesis. El óptimo ecológico y las tolerancias de algunos indicadores son poco entendidos.
Por ejemplo, los perfiles de trazas de elementos pueden reflejar aportes humanos o una
redistribución natural, como respuesta al potencial redox dentro de la columna de agua.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
El análisis de la secuencia y composición de los sedimentos es primeramente empleado para
reconstrucciones apleoambientales. El polen, las esporas, algas y ciertos otros micro y macro
fósiles en sedimentos depositados por el agua proporcionan información acerca de los cambios
en la composición y distribución espacial de la vegetación del Cuaternario reciente, lo que puede
ser usado para inferir tendencias paleoclimáticas regionales. Las características geoquímicas y
físicas de los sedimetnos pueden también proporcionar un registro de los cambios en la “línea de
base” de las acciones naturales y humanas dentro y fuera de la cuenca hídrica. Esta es una fuente
de valiosos datos sobre los ambiente pre-industriales y sobre los impactos de la agricultura sobre
los recursos hídricos, pudiendo también proveer una base para el manejo de cuencas.
POSIBLES UMBRALES
Una carga crítica o umbral crítico puede ser rebasado cuando la concentración de contaminantes
cambia la estructura o la función de los sistemas acuáticos.
REFERENCIAS CLAVES
Berglund, B.E. 1986. Handbook of Holocene palaeoecology and palaeohydrology. New York:
John Wiley.
Charles, D. F. & J. P Smol 1994. Long-term chemical changes in lakes: quantitative inferences
from biotic remains in the sediment record. In Baker, L (ed) Environmental chemistry of lakes and
reservoirs: 3-31. Advances in Chemistry Series 237, Washington DC: American Chemical Society.
Hammer, U. T. 1986. Saline lake ecosystems of the world. Dordrecht: W. Junk Publishers.
Rosen, M. R. (ed) 1994. Paleoclimate and basin evolution of playa systems. Geological Society of
America Special Paper 289.
Smol, J. P. 1995. Paleolimnological approaches to the evaluation and monitoring of ecosystem
health: providing a history for environmental damage and recovery. In Rapport, D. J., C. L.Gaudet
- 85 -
& P. Calow Evaluating and monitoring the health of large-scale ecosystems: 301-318. Berlin:
Springer-Verlag.
Street-Perrott, F. A. 1994. Palaeo-perspectives: changes in terrestrial ecosystems. Ambio 23:3743.
Warner, B. J. (ed) 1990. Methods in Quaternary Ecology St. John's, NF: Geological Association of
Canada.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Servicios geológicos, IGCP/PICG (proyecto 324: Registro geológico global de las cuencas
lacustres), IAS (Dr. F. Surlyk, Secretario General, International Association of Sedimentologists,
Geologisk Centralinstitut, Øster Volgade 10, DK-1350 Copenhagen, Denmark), INQUA, PAGES;
World Data Center-A for Paleoclimatology (Centro mundial de información paleoclimatológica).
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Los datos paleoambientales de los depósitos sedimentarios proporcionan un registro del impacto
de actividades humanas distantes (por ejemplo: quemado de combustibles fósiles o la liberación
de substancias químicas) sobre los ecosistemas mayores. Ellos pueden ser invalorables en el
manejo ambiental al proveer líneas de base para la toma de decisiones dentro de una cuenca.
EVALUACIÓN GENERAL
La composición física, química y biológica de las secuencias sedimentarias proporcionan una de
los mejores archivos de los recientes cambios ambientales en los sistemas terrestres y acuáticos.
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DESLIZAMIENTOS DE TALUDES
NOMBRE
BREVE DESCRIPCIÓN
Hay varias formas cómo los taludes pueden fallar, dependiendo del ángulo del talud, el contenido
de agua, el tipo de material terrígeno involucrado, y los factores locales tales como la
temperatura del suelo. Los movimientos de masas (deslizamientos, fatiga de masas (mass wasting))
pueden ocurrir súbita y catastróficamente, dando como resultado avalanchas de derrubios y de
nieve, lahares, derrumbes y deslizamientos, flujos (de detritos, arcillas rápidas, loess y arenas y
limos secos o húmedos). Por ejemplo, la velocidad inicial de los flujos de lodo pueden alcanzar
los 30 m/seg en algunos segundos, disminuyendo a varios metros por día. Los movimientos más
lentos dan lugar a deslizamientos (de derrubios, o de bloques rocosos), basculamientos o
volcamientos (topples), deslizamietnos rotacionales (de roca y de tierra), deslizamientos complejos
y reptación. Los deslizamientos o fenómenos de inestabilidad son vistos como los más predecibles
pelgiros o amenazas geológicas.
1. Las grietas del suelo son la manifestación en superficie de una variedad de movimientos
de masa. En planta, son generalmente concéntricas o paralelas, y tienen anchos de
algunos centímetros y longitudes de varios metros, lo cual los distingue de las grietas de
desecación, que son más pequeñas [ver: Costras y fisuras en superficies desrticas]. Ña
formación de grietas y cualquier incremento en su ritmo o tasa de ampliación es una
medida común de rupturas inminentes de talud.
2. La aparición o el incremento de la subsidencia o el levantamiento del suelo es también
una buena medida de rupturas inminentes.
3. El área de la ruptura de pendiente es una medida de la extensión del deslizamietno en
cualquier región. Los cambios en el tiempo pueden reflejar tensiones ambientales
significativas (por ejemplo: deforestación, climas extremos) y provee claves importantes
acercal de la degradación de paisajes y ecosistemas.
Procesos y condiciones especiales se dan en los terrenos de permafrost. Los deslizamientos y flujos
de lodo de las regiones de permafrost son movilizados y modelados por el congelamiento y el
descongelamiento del agua de los poros de la zona activa, y cuya base actúa como una
discontinuidad de cizalla. Aquí la ruptura puede darse en pendientes tan suaves como de 1°. La
gelifluxión (una forma de la solifluxión, el lento movimiento pendiente debajo de suelos y detritos
superficiales saturados de agua) es el flujo regular descendente o la reptación de suelos
estacionalmente congelados o descongelados. Las pendientes suaves a medias con mantos de
fragmentos rocosos sueltos que descansan sobre suelo congelado puedens er objeto de
movimientos de masa, tales como los glaciares rocosos y corrientes de roca (rock streams) o
kuruks ¿??? [ver: Actividad de los suelos congelados].. En este caso, las rupturas catastróficas de
talud pueden exponer nuevos niveles de terreno congelado, compensando la renovada
degradación de los materiales.
Los cambios climáticos pueden acelerar o frenar el ritmo natural de la ruptura de talud, debido a
cambios en las precipitaciones o en la cubierta vegetal, que retiene los materiales sueltos del
talud. Los incendios puedent también promover movimientos de masas mediante la destrucción de
la cubierta arbórea. Sin embargo, es difícil generalizar allí donde falta información sobre la
distribución actual y la importancia de los deslizamientos, y porque son varios los parámetros que,
además del cambio climático, contribuyen a la estabilidad de una pedniente.
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IMPORTANCIA
Miles de personas mueren cada año por efecto de los deslizamientos: en China y Perú, decenas
de miles de muertos han sido resultado de deslizamientos únicos. Los daños anuales a la
propiedad debidos a deslizamientos alrededor del mundo se estiman en decenas de miles de
millones de dólares, con más de US$ 1.5 mil millones de pérdidas anuales sólo en Estados
Unidos. Existen innumerables fenómenos de inestabilidad de talla pequeña y mediana que, de
manera acumulada, imponen a la sociedad costos tan grandes como los causados por los
infrecuentes deslizameintos catastróficos gigantes, que llaman mucho más la atención. Los daños
al ecosistema no han sido por lo general bien documentados, pero los deslizamientos pueden
destruir hábitats, por ejemplo, bloqueando corrientes y denudando laderas.
CAUSA HUMANA O NATURAL
La ruptura de taludes es un proceso natural el mismo que puede ser inducido, acelerado o
retardado por las acciones humanas. Son muchas las causas involucradas, como:
1. Remoción del soporte lateral por efecto del poder erosivo de las corrientes de agua,
glaciares, olas y corrientes marinas y de mareas; también debido al intemperismo y a los
ciclos de humedecimiento-desecamiento y congelamiento-descongelamiento de los
materiales superficiales; igualmente, debido a la subsidencia del suelo y fallas que
originan nuevos taludes y, finalmente, a través de acciones humanas, tales como el corte
de taludes para caminos y otras estructuras, explotación de canteras, remoción de muros
de contención y descenso del nivel de agua de reservorios.
2. Incremento natural del peso de los taludes por lluvias, granizo, nieve y agua proveniente
de manantiales, por acumulación de derrubios volcánicos y de talus (coluviales) y por
acciones humanas, tales como rellenos de tierra, pilas de almacenamiento de mineral y
de roca, pilas de desechos (o relaves), construcción de edificios y otras estructuras
pesados y por fugas de cañerías, desagües, canales y reservorios.
3. Terremotos, rayos, vibraciones provocadas por fenómenos de ruptura cercanos, acciones
humanas, tales como vibraciones por explosiones, maquinaria, tráfico aéreo y terrestre.
4. Levantamiento regional, que incrementa los ángulos de las pendientes.
5. Decremento del soporte infrayacente por erosión subterránea (subrosion) o sofusión, y por
remoción de materiales granulares y solubles [ver: Actividad kárstica], minería, pérdida de
resistencia o ruptura y/o extrusión del material subyacente.
6. Presión lateral del agua en las grietas y cavernas, congelameinto del agua dentro de las
grietas, hidratación de minerales y movilización (desplazamiento) de los esfuerzos
residuales.
7. Procesos volcánicos que modifican los esfuerzos del suelo y de las rocas, tales como el
hinchamiento o deshinchamiento (inflación-deflación) de las cámaras magmáticas,
fluctuaciones enlos niveles de los lagos de lava e incremento de los tremores subterráneos.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Los fenómenos de inestabilidad son más comunes sobre pendientes moderadas a empinadas en
todo el mundo, pero incluso pendientes más suaves o tendidas a casi planas pueden fallar si son
adyacentes a laderas empinadas, ríos y otros cuerpos de agua. El riesgo de ruptura es
generalmente mayor cuando las rocas están altamente fracturadas, o cuando hay suelos
superficiales, arcillas y limos que son sensibles a la licuefacción. Muchos deslizamientos preexistentes se reactivan, incluso bajo condiciones que la pendiente original, antes de la primera
ruptura, podía haber resistido.
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SITIOS DE MONITOREO
La parte más elevada (corona) de los deslizamientos y de otras potenciales rupturas o fallas es,
generalmente, la mejor plaza para monitorear grietas, subsidencias y reptaciones (Sagging). Los
levantamientos y combamientos comienzan por lo general en la zona del pie. Como la ruptura
progresa y el deslizamiento o flujo se desarrolla, pueden formarse grietas y hundimientos del suelo
en cualquier punto, incluido el pie; un deslizamiento en Japón, originó grietas y levantó un túnel
ferroviario en la zona del pie y la orilla opuesta de un río a lo largo de más de un kilómetro,
desde la corona
ESCALA ESPACIAL
Parcela (grietas, hundimientos o subsidencia y levantamientos) a paisaje (extensión en área)
/mesoescala a continental areal extent
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Los métodos de superficie miden el desarrollo de las grietas, hundimientos y levantamientos e
incluyen repetidos exámenes o reocnocimientos convencionales, instalación de diversos
instrumentos para medir los movimientos directamnete y clinómetros para registrar los cambios en
la inlcinación del talud cerca de las grietas y zonas de mayor movimiento vertical. Los métodos
subsuperficiales incluyen la instalación de inclinómetros e instrumentos acústicos que captan el
ruido de las rocas, para registrar los movimientos cerca de las grietas áreas de deformación del
terreno; igualmente se usan pozos excavados con barrenas de cangilón tan anchos como para
acomodar allí una persona, quien localiza, registra y monitorea las grietas y deformaciones en
profundidad; así, mismo, técnicas geofísicas para localizar las superficies de ruptura dentro de la
zona en deslizamiento.
La extensión superficial de los deslizamientos sobre grandes áreas es determinada más
efectivamente usando fotos aéreas. Las imágenes de satélite pueden ser útiles en la identificación
de deslizamientos gigantes y para notar los cambios en la cubierta de suelo y begetal, lo cual
puede estar asociado con la actividad de los deslizamientos. La conversión de la amplitud de los
deslizamientos a partir de fotos áreas a bases de datos digitales permitirá una fácil medición de
los cambios en área para cada tipo de depósito de deslizamiento. En las altas latitudes, las fotos
infrarrojas, o en falso color, en escalas 1/25,000 a 1/50,000 son mejores para la mayoría de
deslizamientos si es que han sido tomadas a inicios de la primavera o fines del otoño (cuando no
hay aún nieve u hojas caducas –vegetación caducifolia–), y cuando el ángulo del sol es alto y las
sombras están en lo mínimo.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
La frecuencia del monitoreo estará determinado fundamentalmente por los cambios en el ritmo de
propagación de las grietas y de deformación del suelo, y por el grado de daño potencial que
puede causar una eventual ruptura. Por ejemplo, las zonas urbanas e industriales de alto riesgo y
en rápido cambio requerirán un monitoreo continuo y, probablemente, la instalación de aparatos
de alerta automática, tales como sirenas y vallas. Las zonas de bajo riesgo y donde el desarrollo
de las grietas y la deformación del suelo son muy lentos pueden ser controladas con muhco
menos frecuencia. Los períodos críticos para el monitoreo son durante e inmediatamente después
de lluvias intensas y de rápida fusión de nieves: el monitoreo en tiempo real de la lluvia desde
pluviómetros telemétricas y los pronósiticos de lluvia pueden ser muy importantes. Una vez que se
ha establecido una línea de base comprensible y confiable de la actividad de llos deslizamientos
en el pasado y el presente, las mediciones debens er repetidas después de los huracanes y otros
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eventos significativos de nevada/fusión de nieve y de lluvia, o después de los incendios, o cuando
la deforestación y las actividades humanas han modificado extensamente la superficie del terreno.
Si la actividad detectada es pequeña en un área particular, una re-evaluación puede ser
pospuesta por varios años o más.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
Los factores que influencian en la estabilidad de taludes son numerosos y a menudo complejos; el
monitoreo de grietas puede proporcionar pocas luces como para inferir el comportamiento de
determinados deslizamientos. Muchas grietas se forman y se desarrollan durante el deslizamiento
en cuestión de segundos, como ocurre en muchas áreas activas de hundimiento y levantamiento,
por lo que el monitoreo de estos taludes no ayudará a alertar a los residentes locales. Otros
deslizamientos pueden formar grietas, hundimientos o combamientos en largos períodos de
tiempo y luego romperse súbitamente casi sin alerta previa. Otros métodos pueden ser más útiles
para predecir las rupturas,t ales como la cartografía regional de peligros por deslizamientos,
monitoreo de las precipitaciones pluviales, monitoreo de la presión de poros. Evaluando los
cambios sobre áreas amplias, la destreza del intérprete, la calidad de las fotos aéreas y factores
como las la cubierta nubosa y vegetal, neblina y el ángulo de incidencia de la luz solar pueden
limitar grandemente la utilidad de los datos. Muchos deslizamientos no pueden ser detectados
sobre las fotos aéreas disponibles y si sus escalas son muy grandes, el gasto y el tiempo
requeridos para analizarlas puede ser prohibitivo. Las imágenes de radar pueden ser necesarias
para zonas tropicales, donde la cubierta vegetal es extensa. La mayoría de los rasgos usados para
identificar deslizamientos son tan pequeños como para ser reconocidos en imágenes satelitales
normalmente disponibles.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
La datación de grietas y de sus extensiones subsuperficiales, los hundimientos y levantamientos, así
como otros rasgos asociados a los deslizamientos puede proporcionar claves acerca de los
cambios climáticos pasados y las tasas asociadas de denudación, así como la importancia relativa
que desencadenantes como la lluvia, terremotos y los volcanes han tenido en antriguas rupturas
de talud. Este conocimiento, si está acompañado por un monitoreo regional y temporal del
desarrollo de las grietas, puede ser empleado para predecir la actividad futura de los
deslizameintos.
POSIBLES UMBRALES
Las rupturas de taludes ocurren cuando los ángulos críticos de las pendientes son excedidos. El
ángulo depende de las propiedades friccionantes del material del talud y se incrementa
ligeramente con el tamaño y angulosidad de los fragmentos. Los materiales secos y no cohesivos
vendrán a reposar sobre materiales similares cuando el ángulo de reposo se sitúa entre 33° y 37°.
Para materiales cohesivos, húmedos que reposan sobre suelos congelados, los movimientos
pendiente abajo pueden ocurrir incluso sorbe taludes tan suaves como de 1°. Un umbral
relacoinado a permafrost es la transición congelamiento-deshielo [ver: Actividad de los suelos
congelados]. En áreas húmedas de laderas inestables, la lluvia anticipada y acumulada puede
alcanzar valores críticos empíricos; en tal caso deben ser dadas las advertencias de inminentes
rupturas de taludes.
REFERENCIAS CLAVES
Berger, A. R. & W. J. Iams (eds) 1996. Geoindicators: Assessing rapid environmental changes in
earth systems. Rotterdam: A.A. Balkema (see papers by Nesje, Rasch et al., Romanovskii et al.).
- 90 -
Brabb, E. E. 1984. Innovative approaches to landslide hazard and risk mapping. Proceedings of IV
International Symposium on Landslides 1: 307-324.
Brabb, E. E. and B. L. Harrod 1989. Landslides - extent and economic significance. Rotterdam:
Balkema.
Casale, R., R. Fantechi & J. C. Flageollet 1995. Temporal occurrence and forecasting of landslides
in the European Community. European Commission, 2 vols.
Jones, D. K.C. & E. M. Lee 1994. Landsliding in Great Britain. London: HM Stationery Office
Novosad, S. & P. Wagner (eds) 1993. Landslides. Proceedings of 7th International Conference on
Landslides. Rotterdam:Balkema. (especially papers by Glawe et al. and Moriwaki).
Keefer, D. K. 1987. Real-time landslide warning during heavy rainfall. Science , 238: 921-925.
Selby, M. J. 1993. Hillslope materials and processes. 2a edición. Oxford: Oxford University Press.
Schuster, R. L. & R. J. Krizek (eds) 1978. Landslides, analysis and control . U.S. National Academy
of Sciences Transportation Research Board Special Report 176. (especiamente los artículos de
Varnes y Wilson & Mikkelson – Nota: una nueva edición está preparándose.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Servicios geológicos, Centro mundial de información parapeligros naturales (World Data Center-A
for Natural Hazards), International Landslide Working Group (Dr. E. Brabb, U.S. Geological
Survey MS 975, 345 Middlefield Rd., Menlo Park, CA 94025, USA), IAEG, IGA, IPA, ISSMFE (Dr.
R.H.G. Parry, Secretario General; International Society for Soil Mechanics and Foundation
Engineering, University Engineering Department, Trumpington Street, Cambridge CB2 1PZ, UK),
UNDRO, UNESCO.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Remoción de la cubierta forestal y de plantas (invendios, deforestación), despeje de tierras y
acelerada erosión de suelos en terrenos de ladera, destrucción potencial de ecosistemas afectados
por ruptura de pendientes.
EVALUACIÓN GENERAL
La ruptura de pendientes es una de las más difundidas causas de la alteración de terrenos, de tal
modo que el inicio y desarrollo de los deslizamientos deberían ser estrechamente vigilados o
monitoreados.
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NOMBRE
DESPLAZAMIENTOS DE SUPERFICIE
BREVE DESCRIPCIÓN
En muchas regiones la superficie de la Tierra está sometida a pequeñas pero importantes
desplazamientos (levantamientos, subsidencia, movimientos laterales, rotación, distorsión,
dilatación) que afecta la elevación y la posición horizontal. Estos movimientos resultan de
procesos derivados de tectónica activa generados dentro de la Tierra, colapso dentro de
cavidades subterráneas, o por la compatación de materiales de superficie. Los movimientos
súbitos pueden ser causados por fallas asociadas a terremotos [ver: Sismicidad], y por el colapso
de rocas o sedimentos dentro de huecos naturales e rocas solubles (por ejemplo, sal, yeso, calizas
[ver: Actividad kárstica], o dentro de cavidades resultantes del minado de rocas cercanas a la
superficie (especialmente carbón) o de la minería que recurre a la disolución de sal. La
subsidencia local lenta puede también ser inducida por: la extracción de fluidos (gas, petróleo,
agua subterránea, fluidos geotermales), densificación o pérdida de masa en turberas que son
desarrolladas para la agricultura, drenaje de las aguas superficiales de los humedales, los cuales
pueden causar oxidación, erosión y compactación de suelos y sedimentos no consolidados [ver:
Humedales: extensión, estructura e hidrología]; por la filtraciónde aguas superficiales a través de
los poros de sedimentos como el loess. A mucho mayor escala, la elevación de la superficie del
terreno responde lentamente a los movimeintos de placas, a la compactación de cuencas
sedimetnarias y al rebote glaciar.
En montañas tectónicamente activas, los levantamientos puedenser hasta de 20 mm/año. Aunque
los movimientos crustales verticales de las plataformas continentales pueden alcanzar de menos
de 1 mm/1000 años, tasas de de 8-9 mm/año han sido medidas en los alrededores de Churchill,
Manitoba, cerca al centro del antiguo casquete glaciar Laurentide. En California, el bombeo de
agua subterránea en San Joaquín entre 1925 y 1967 produjo una subsidencia del terreno de
hasta nueve metros, mientras que la extracción de petróleo en Long Beach permitió que parte de
la ciudad se hunda 9.5 metros. La surgencia de fluidos geotermales ha causado más de 4.5
metros de subsidencia en Wairaki, Nueva Zelanda. La subsidencia superficial debida a la
compactación de sedimentos en el delta del Nilo alcanza más de 50 mm/año, y zonas de
California central cercanas a la falla de San Andrés se han desplazado lateralmente hasta 3.2
cm/año en las últimas dos décadas. Los movimientos laterales a gran escala de la tectónica de
placas pueden tener promedios de hasta 7 cm/año y aún más: la placa del Pacífico está
actualmente convergiendo sobre la cordillera o estribación de Tonga, cerca de Samoa, a un ritmo
de 24 cm/año.
Las fisuras y fallas pueden desarrollarse súbitamente durante los terremotos y como resultado de
procesos volcánicos y de deslizamiento, o más lentamente, como resultado de la compactación
diferencial durante la subsidencia. En terrenos áridos y semi-áridos, las fisuras de varios kilómetros
de largo y algunos centímetros de ancho pueden ser rápidamente erosionadas por el
escurrimiento superficial hacia las cárcavas, algunas de ellas de hasta 1-2 metros de ancho y 2-3
metros de profundidad. En China, se ha observado que las grietas de superficie debidas al
crecimiento de fallas se extienden lateralmente a ritmos incluso mayores a los 100 m/año. En
Estados Unidos, las escarpas de falla visibles en superficie se extienden por más de 16 km de
longitud y un metro o más de altura, creciendo verticalmente por reptación asísmica a tasa de
hasta 60 mm/año. Un acortamiento regional de 15 cm. sobre una distancia de 50 km. fue
medido en Japón antes del terremoto de abril de 1995, tras el cual la distancia acortada retornó
a su estado normal.
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IMPORTANCIA
La mayoría de los desplazamientos de la superficie tienen efectos relativamente menores sobre los
paisajes y ecosistemas. Sin embargo, hay excepciones, tales como cuando los canales de drenaje
son súbitamente desplazados por fallas, o cuando los levantamientos inducidos por sismos elevan
los ecosistemas intertidales por encima del nivel del mar. De otro lado, la extracción de fluidos de
debajo de de áreas urbanas puede inducir subsidencia del terreno (tal como ocurre en Bangkok,
Ciudad de Mëxico, Shanghai y Venecia) y causar inundaciones, especialmente de las
comunidades costeras cercanas al nivel del mar. La subsidencia daña edificios , fundaciones y
otras estructuras edificadas en la zona de Houston-Galveston, en Texas, los movimientos de más
de 80 fallas de superficie debidas a la subsidencia regional han causado millones de dólares de
daños a la propiedad.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Los desplazamientos superficiales son fenómenos naturales asociados con los movimientos de
placas, rebote glaciar y fallamiento, pero las actividades humanas, tales como la extracción de
agua subterránea, petróleo y gas pueden también inducir la subsidencia de la superficie.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Áreas tectónicamente activas (zonas de fallas activas, áreas de alta sismicidad), áreas
antiguamente cubiertas por capas de hielo, y áreas donde los fluidos sub-superficiales están
siendo extraídos.
SITIOS DE MONITOREO
Zonas de fallas activas, reservorios, comunidades costeras, deltas, áreas urbanas donde se extrae
aguas subterráneas, petróleo o gas.
ESCALA ESPACIAL
Parcela a regional / regional
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Nivelación repetida y precisa y observaciones de terreno, determinaciones de la gravedad, y, en
zonas costeras, registros de medición de mareas. Técnicas geodésicas estándar, especialmente
usando GPS y telémetros láser. Los estudios arqueológicos de antiguos asentamientos costeros
actualmente debajo o substancialmente encima del nivel del mar.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Depende de dónde se producen los movimientos.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
El colapso súbito de la superficie del suelo en terrenos kársticos o sobre cavidades mineras, así
como los movimientos superficiales debidos a fallas sísmicas no son, por lo general, predecibles.
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APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Las medidas de las tendencias de subsidencias regionales lentas, levantamientos o
desplazameintos laterales puedens er usadas como una base para la predicción de las
consecunecias a largo plazo. Las cavidades subterráneas relacioandas a la subsidencia puedens
er detectadas por campañas de gravedad.
POSIBLES UMBRALES
No se consignan.
REFERENCIAS CLAVES
Holzer, T. L. (ed) 1984. Man-induced land subsidence. Boulder, CO: Geological Society of
America, Reviews in Engineering Geology VI.
Johnson, A. I. (ed) 1991. Land subsidence. Proceedings of 4th International Symposium on Land
Subsidence . International Association of Hydrological Sciences Publication 200.
National Research Council 1986. Active Tectonics . National Academy Press, Washington.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Servicios geológicos, IAEG, IGA, International GPS Service for Geodynamics (J.O.Dickey, Jet
Propulsion Laboratory MS 238-332, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena CA 91109, USA).
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Inundaciones superficiales en áreas subsidentes, daños a las estructuras de las edificaciones,
cambios en los sistemas hidrológicos. El rápido alabeo o combamiento de la superficie del suelo
puede ser un signo de una inminente súbita liberación de tensiones, precursor de un terremoto o,
en una zona de vulcanismo activo, de una erupción.
EVALUACIÓN GENERAL
Los desplazamientos de la superficie del suelos pueden ser usados para evaluar y advertir sobre
problemas ambientales, especialmente en áreas costeras y en zonas propensas a subsidencia por
disolución de la roca madre, estracción minera y de fluidos.
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