Aspectos generales

6.

HIDROQU´

IMICA ELEMENTAL E

ISOT ´

OPICA Y G´

ENESIS DE TOBAS

S. Ord´

o˜

nez

1,3

y M. A. Garc´ıa del Cura

2,3

1. Departamento de Ciencias de la Terra y del Medio Ambiente. Universidad de Alicante. [e-mail]

2. IGEO(CSIC,UCM). Facultad de Geolog´ıa, [e-mail]

3. Laboratorio de Petrolog´ıa Aplicada. Unidad Asociada Universidad de Alicante-CSIC.

INTRODUCCI ´

ON

Hace a˜

nos, los autores de este cap´ıtulo coincidimos con una persona que cuidaba el jard´ın

de una finca durante el transcurso de un reconocimiento de campo en las acumulaciones tob´

aceas,

vinculadas a surgencias y paleosurgencias, existentes en el valle del alto Taju˜

na (entre las localidades

de Masegoso y Brihuega). Aquella hab´ıa desviado los flujos de agua que brotaban de un manantial,

en la ladera, conformando una peque˜

na cascada artificial donde se depositaban tobas de musgo

y en cuyo pie algunos tablones de madera estaban recubiertos por carbonatos. Curiosamente, su

interpretaci´

on gen´

etica no estaba muy alejada de la sugerida por los ribere˜

nos croatas: “esta piedra

nace del agua”; o de la que siglos antes hab´ıa realizado A. LimL´

on (1697)

1

en un paraje inmediato

de este valle, “...las aguas engendran alguna tobilla”.

Fue entonces, en este ´

ambito del valle del Taju˜

na (Ord´

o˜

nez y Gonz´

alez, 1979; Ord´

o˜

nez et al.,

1979, Ord´

o˜

nez et al., 1981) y en otros de la Submeseta Sur -valles del r´ıo Dulce (Ordo˜

nez et al., 1980)

y del r´ıo Mundo- (Calvo, Ord´

o˜

nez y Garc´ıa del Cura, 1979)- donde se iniciaron los estudios sobre la

hidroqu´ımica y las caracter´ısticas isot´

opicas de las aguas k´

arsticas, as´ı como de las acumulaciones

tob´

aceas precipitadas en ellas. Estas aportaciones permitir´ıan poco despu´

es conformar un modelo

(Ord´

o˜

nez and Garc´ıa del Cura, 1983) donde se abordaba el “ciclo hidrol´

ogico de las tobas” (Fig.

6.1), y en el que participaban las aguas de origen k´

arstico, el CO

2

atmosf´

erico, su interacci´

on

con la materia org´

anica viva (biopol´ımeros) y las sustancias h´

umicas (geopol´ımeros) procedentes

de la degradaci´

on microbiol´

ogica de la materia org´

anica presente en los horizontes ed´

aficos y que

incrementa la pCO

2

.

Estas aguas vadosas, con pCO

2

superiores a la atmosf´

erica, pueden disolver los carbonatos del

entorno por donde circulan mediante los procesos de infiltraci´

on relacionados con la cantidad de

agua mete´

orica disponible, la evapotranspiraci´

on y la transmisividad hidr´

aulica del acu´ıfero car-

bon´

atico. Cuando las aguas de estos acu´ıferos surgen a la superficie, pueden precipitar tobas en

el entorno de manantiales y fuentes, o bien en los lechos fluviales por filtraci´

on (seepage). As´ı, los

carbonatos pueden cubrir soportes fijos o m´

oviles y la concomitante desgasificaci´

on, producida por

el reequilibrio de la pCO

2

de las aguas de los acu´ıferos k´

arsticos con la atmosf´

erica, puede estar

inducida por organismos fotosint´

eticos (bioinducida) y/o por aguas fluyendo en r´

egimen turbulen-

to (desgasificaci´

on mec´

anica). Los conjuntos tob´

aceos, una vez que se modifican las condiciones

gen´

eticas originales, pueden sufrir procesos de degradaci´

on capaces de conllevar, incluso, su total

destrucci´

on dando lugar a acumulaciones carbonatadas, ahora de naturaleza detr´ıtica, localizadas

aguas abajo de los parajes donde se dispusieron los edificios tob´

aceos.

1

Ver cap´ıtulo 1 sobre Las acumulaciones tob´

aceas

75

---

LAS TOBAS EN ESPA ˜

NA

Figura 6.1: Esquema general de la g´

enesis de tobas y de otros carbonatos de aguas dulces, inspirado en Ord´

o˜

nez

y Garc´ıa del Cura (1983), y que sirve de esquema argumental al texto.

Son numerosos los trabajos donde se abordan los complejos mecanismos que intervienen en la

precipitaci´

on experimental de tobas. Entre ellos debe destacarse una contribuci´

on (Rogerson et al.,

2008) donde se establecen algunas consideraciones sobre la hidroqu´ımica de las aguas constructoras

de tobas y que coinciden con las ya apuntadas: el importante papel que juega la sobresaturaci´

on de

las aguas en carbonato c´

alcico y los biofilms bent´

onicos. La influencia del clima y de la vegetaci´

on

en el origen de la tobas es un hecho ya demostrado hace tiempo desde diferentes ´

opticas. Tambi´

en,

a partir del an´

alisis de su composici´

on isot´

opica δ

13

C y δ

18

O, los carbonatos tob´

aceos han sido

considerados como un magn´ıfico registro paleoambiental (Andrews, 2006) en cuyo seno quedan

incluidos otros datos ambientales de gran inter´

es; entre ellos, la cantidad de biomasa, el tipo de

vegetaci´

on y las condiciones clim´

aticas dominantes (Brasier et al., 2010).

En este cap´ıtulo se pretende acometer la evoluci´

on de los modelos y de los datos hidroqu´ımicos,

en las aguas superficiales, subsuperficiales y subterr´

aneas relacionadas con el proceso gen´

etico de

las tobas.

1.

HIDROQU´

IMICA DE LAS AGUAS METE ´

ORICAS

Es bien conocido que los gases presentes en una atm´

osfera no contaminada son fundamen-

talmente: nitr´

ogeno (pN

2

= 0,781 atm); ox´ıgeno (pO

2

= 0.209 atm); arg´

on (pAr = 0.093 atm),

anh´ıdrido carb´

onico (pCO

2

= 0.0003 = 10

-3.52

atm.) y vapor de agua, procedente de los procesos

de evaporaci´

on y evapotranspiraci´

on, muy influenciados por el clima (pH

2

O = 0.001-0.0298 atm).

En una atm´

osfera industrial, SO

2

, NH

3

, N

2

O, NO

2

, ClH, CO y CO

2

pueden aparecer en cantidades

notorias como consecuencia del uso de combustibles f´

osiles y de otros procesos industriales diver-

sos. Estas emisiones, junto a los fertilizantes nitrogenados y fosfatados as´ı como la existencia de

vertidos de aguas residuales en los flujos k´

arsticos y en los cauces fluviales, conllevan un impacto

negativo sobre el desarrollo de los sedimentos tob´

aceos. Puede esperarse que las aguas mete´

oricas

est´

en saturadas con respecto a todos estos gases (Hem, 1985). Sin embargo, la composici´

on es muy

variable, tanto a lo largo del tiempo para una precipitaci´

on, como en un mismo lugar, o en diferentes

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