Elaboración de mapas de contenidos isotópicos de o-18 en la precipitación sobre la Península Ibérica por medio de Técnicas Geoestadísticas

Abstract

The planning and efficient management of water resources requires an adequate knowledge and understanding of the functioning of hydrological systems, including resource trajectories in systems, the origins of recharge and the available quantity of aquifer resources. In addition, this knowledge is needed to address the problems of pollutant mobilization in aquifers. The isotopic composition of precipitation can be a great help in identifying the inputs of recharge as the water resources in the system. Stable isotopes can be used as natural tracers because all the existing water on the earth's crust carry with it these types of isotopes, to a greater or lesser extent and of different types, either dissolved or forming part of their own molecule (case of Tritium). They are ideal tracers since, for the purposes of the hydrological modeling techniques, they have the same behavior as water. It occurs with deuterium and O-18 isotopes, as they form part of the water molecule. In the present work we will perform a mapping of the δO18 on the Iberian peninsula, applying geostatistical methodologies based on an adequate structural analysis of the data. These will be obtained from the REVIP network, maintained by CEDEX, and from GNIP - IAEA to complete the part of the Iberian peninsula corresponding to Portugal. In this way, it is intended to capture both the influence on the isotopic content of altitude and latitude, as well as the most frequent climatic phenomena in the different climatic zones of the peninsula. The isotopic content of the precipitations depends on several factors being a very important one the origin of the vapor of water that constitutes the clouds

La planificació y gestión eficiente de los recursos hidricos requiere un adecuado conocimiento y comprensión del funcionamiento de los sistemas hidrológicos, incluyendo las trayectorias del recurso en los sistemas, los orígenes de las recargas y la cantidad disponible de recurso de los acuíferos. Además, este conocimiento es necesario para abordar los problemas de movilización de contaminantes en los acuíferos. La composición isotópica de las precipitaciones puede ser de una gran ayuda a la hora de identificar las entradas de las recargas como los recorridos de los recursos hídricos en el sistema. Los isotopos estables pueden ser utilizados como trazadores naturales debido a que todas las aguas existentes sobre la corteza terrestre llevan consigo este tipo de isotopos, en mayor o menor medida y de distintos tipos, bien disueltos o bien formando parte de su propia molécula (caso del tritio). Se trata de trazadores ideales ya que a efectos de las técnicas de modelación necesarias en hidrología posee un comportamiento idéntico al del agua. Ocurre con el deuterio y los isotopos O-18, ya que forman parte de la molécula del agua. En el presente trabajo realizaremos un mapeo del δO18 sobre la península Ibérica, aplicando metodologías geoestadísticas basadas en un adecuado análisis estructural de los datos. Estos se obtendrán de la red REVIP, mantenida por el CEDEX, y de GNIP - AIEA para completar la parte de la peninsula ibérica correspondiente a Portugal. De esta forma se pretende captar tanto la influencia en el contenido isotópico de la altura y la latitud, asi como de los fenómenos climatológicos más frecuentes en las distintas zonas climáticas de la peninsula. El contenido isotópico de las precipitaciones depende de diversos factores siendo uno muy importante el origen del vapor de agua que constituye las nubes.

[CA] La composició isotòpica de les precipitacions pot ser d'una gran ajuda per al coneixement i comprensió del funcionament dels sistemes hidrològics, incloent les trajectòries del recurs hídric, els orígens de les recàrregues i la quantitat disponible de recurs dels aqüífers. A més, aquest coneixement és necessari per abordar els problemes de mobilització de contaminants als aqüífers. Però en l'actualitat, el seu ús és molt limitat, a causa de l'escassa disponibilitat de les dades. Pel que és un repte ampliar les escasses mesures dels isòtops estables en la precipitació a llocs circumdants, tenint en compte variables geogràfiques com la latitud i altitud. Actualment la Xarxa Mundial d'Isòtops en Precipitació - GNIP, brinda les dades isotòpiques de δ18O en precipitació; però al seu torn hi ha agències governamentals de cada país que s'encarreguen d'alimentar aquesta base de dades. En el cas d'Espanya la Xarxa Espanyola de Vigilància d'Isòtops en Precipitació - REVIP proporciona les dades isotòpiques des de l'any 2000. Les dades per elaborar el present treball pertanyent a Espanya es van obtenir de la REVIP i els pertanyents a Portugal i Gibraltar el vam obtenir de la GNIP. Hi ha mapes de contingut isotòpic elaborats amb models de regressió entre el δ18O i els paràmetres geogràfics de latitud i altitud, que no reflecteixen les característiques locals dels esdeveniments climatològics, donant com a resultats mapes amb petits residus als nodes de la xarxa. Actualment es realitzen estudis on identifiquem els paràmetres climatològics rellevants en la formació isotòpica, per després aplicar tècniques geoestadístiques per tal de millorar aquests mapes. En el present treball realitzarem un mapatge del δ18O sobre la península Ibèrica, aplicant la metodologia geoestadística del Kriging, basades en un adequat processament de les dades, consistent en una regressió fins obtenir una concentració normalitzada d’isòtops estables, independent de la latitud i altitud. Després realitzarem una anàlisi estructural d'aquesta variable i un kriging ordinari que ens ha permès mapejar el δ18O en una quadricula de 5000X5000m. Els resultats mostren la dependència del δ18O amb la latitud i altitud, així com una bona adaptació d'un model imbricat conformat en bona part per un gaussià i un exponencial, representant adequadament la variable normalitzada, proporcionant una reproducció exacta als nodes. Es mostren diferències en el contingut isotòpic entre la part Oest i Est de la península Ibèrica, que poden reflectir esdeveniments climatològics característics a cada àrea.