Aspectos generales

6. HIDROQU´

IMICA ELEMENTAL E

ISOT ´

OPICA Y G ´

ENESIS DE TOBAS

en lagunas bajo climas ´

aridos y deben considerarse no significativos en sistemas fluviales y cauces.

La expresi´

on de P (gramos) propuesta es:

P =

V

l

c

acu´

ıf ero

V

l

− S

l

(E

l

− P

l

)

− c

atm

× P m

CaCo

3

× [V

l

− S

l

(E

l

− P

l

)]

El modelo se verific´

o en las Lagunas de Ruidera (Ord´

o˜

nez y Felipe, 1988), con los datos hidrol´

ogi-

cos de las mismas. En ´

el se detect´

o una cierta coherencia entre la cantidad de tobas estimada y los

vol´

umenes de tobas sedimentadas a lo largo del valle del Alto Guadiana; especialmente en sus ba-

rreras y en otras acumulaciones tob´

aceas detr´ıticas (calcarenitas y lutitas) procedentes de sucesivas

etapas de erosi´

on y degradaci´

on por rebose del agua en las represas (Ord´

o˜

nez et al., 2005).

5.

LAS SE ˜

NALES ISOT ´

OPICAS EN LAS TOBAS: INTERPRETACI ´

ON

AMBIENTAL

Las aguas constructoras de acumulaciones tob´

aceas tienen, esencialmente, un origen mete´

orico

y, por tanto, ofrecen una composici´

on isot´

opica δ

18

O

SMOW

an´

aloga a la de las aguas de la precipi-

taci´

on local. Datos de los valores de composici´

on de las aguas en acu´ıferos pueden verse en Jim´

enez

Mart´ınez y Custodio (2008). La distribuci´

on espacial de los is´

otopos estables de las aguas de pre-

cipitaci´

on en Espa˜

na (D´ıaz Teijeiro et al., 2009), sigue un modelo de correlaci´

on con la latitud y la

cota topogr´

afica, elementos geogr´

aficos que muestran fuerte relaci´

on con la temperatura, un factor

clave, ya aludido, que controla el fraccionamiento isot´

opico.

Sin embargo, la evaporaci´

on de las aguas en las lagunas provoca un enriquecimiento en

18

O. A

diferencia de la condensaci´

on, la evaporaci´

on implica un proceso adicional de difusi´

on, que supone

m´

as fraccionamiento, sobre todo, con baja humedad ambiental (Pentecost, 2005). La Tabla 6.8

muestra la evoluci´

on de δ

18

O

SMOW

de las aguas de la Laguna Tomilla, en Ruidera. Puede advertirse

c´

omo en a˜

nos de sequ´ıa, donde se interrumpieron los flujos de agua superficial, la composici´

on

isot´

opica de las aguas de aquel humedal vari´

o de modo dr´

astico; ello pone de manifiesto por un

lado, la importancia de los procesos de evaporaci´

on en la evoluci´

on del

18

O

SMOW

; por otro, la

trascendencia de la evaporaci´

on en las lagunas y su potencial influencia en la hidroqu´ımica as´ı

como en la g´

enesis de tobas.

Tabla 6.8: Composici´

on isot´

opica δ

18

O

SMOW

del agua de la Laguna Tomilla durante los a˜

nos 1991-1995. Fuente:

Elaboraci´

on propia a partir de Plata et al., 1995.

Fecha Muestreo

δ

18

O

SMOW

Julio 91’

-5.30

Febrero 94’

-4.74

Octubre 94’

-2.63

Julio 95’

-1.54

Septiembre 95’

-0.10

Desde hace algunos a˜

nos, el δ

18

O

PDB

de las tobas ha recibido gran atenci´

on como dato experi-

mental ya que permite evaluar la evoluci´

on del clima. En especial, cuando se aplica a carbonatos

cuya se˜

nal isot´

opica no ha sido afectada por procesos postsedimentarios capaces de desarrollar ce-

mentaciones o disoluciones que pudieran afectar a la composici´

on original; la toma de muestras se

hace separando, en la medida de lo posible, las l´

aminas de sedimentaci´

on anual, con el objeto de no

mezclar las se˜

nales isot´

opicas que, como se ha visto, son muy sensibles a escala anual; de otro modo

se obtendr´ıan valores medios que poco informar´ıan sobre la evoluci´

on del clima. Con estas cautelas

se ha propuesto que la temperatura del agua donde se forman las tobas pueda relacionarse con la

diferencia entre la composici´

on isot´

opica de la calcita y la del agua, ajust´

andose a esta ecuaci´

on

(O

´Brien et al., 2006):

85

---

LAS TOBAS EN ESPA ˜

NA

T

ºC=15.310-4.478 δ

18

O

calciteP DB

− δ

18

O

agua−SM OW

+0,14 0,277 + 1,0412 δ

18

O

calciteP DB

− δ

18

O

agua−SM OW

2

No obstante esta ecuaci´

on es heredera, aunque mejorada, de otras anteriores (Epstein et al.,

1951; Anderson and Arthur, 1983; Hays and Grossman, 1991; entre otros).

En la Tabla 6.9 y 6.10, se han recogido datos propios obtenidos en tobas sedimentadas en las

´

ultimas d´

ecadas y emplazadas en una peque˜

na poza, modelada por rebose y erosi´

on en la prolongada

barrera de la Laguna Tomilla (Ruidera) durante la riada acontecida en 1947. En ella se desarroll´

o

un microsistema que, al ser objeto de muestreo, permiti´

o comprobar con nitidez c´

omo los valores

promedios y la desviaci´

on de los mismos en δ

18

O en las bandas de un estromatolito, son del mismo

rango que los ofrecidos por otras muestras tomadas en el cauce, tanto a su entrada como a la

salida de la citada poza (Garc´ıa del Cura et al., 1997d). As´ı mismo, Osacar et al. (2013) ponen de

manifiesto c´

omo las tobas en su ambiente sedimentario y clim´

atico son buenas indicadoras de las

fluctuaciones estacionales de la temperatura, y de otros cambios ambientales como variaciones en

la composici´

on isot´

opica de la precipitaci´

on.

Tabla 6.9: Valores de δ

18

O

SMOW

obtenidos en un conjunto estromatol´ıtico ubicado en la denominada “Plaza de

Toros” (Ruidera), poza circular abierta por la erosi´

on en el paramento de aguas abajo de la represa que cierra la

Laguna Tomilla durante las inundaciones de 1947.

Bandas muestreadas

δ

18

O

SMOW

0

ª banda

-5.71

1

ª banda

-6.44

2

ª banda

-6.32

3

ª banda

-5.71

4

ª banda

-6.63

5

ª banda

-6.51

6

ª banda

-6.78

7

ª banda

-6.86

8

ª banda

-6.45

9

ª banda

-5.65

Promedio

-6.31

Desv. Est.

0.45

En s´ıntesis, f´

acilmente resuelto el sub-muestreo de los niveles anuales en sistemas tob´

aceos acti-

vos, o de etapas anteriores (sub-recientes o incluso holocenas), y establecida la variaci´

on isot´

opica

debida a la recarga mete´

orica, se puede determinar con bastante precisi´

on las tendencias de cambio

clim´

atico, siempre y cuando los procesos de cementaci´

on, disoluci´

on, y otros procesos postsedimen-

tarios, no eliminen la se˜

nal isot´

opica. Los registros de los dep´

ositos tob´

aceos, bien datados, deben

considerarse complementarios de los datos paleoclim´

aticos proporcionados por espeleotemas y, de

modo particular, cuando ´

estos se hallan vinculados geogr´

aficamente a los dep´

ositos tob´

aceos (An-

drews, 2006). La revisi´

on no quedar´ıa completa, sin plantear la influencia que tienen los biofilms

de cianobacterias en la precipitaci´

on de las tobas, aspecto ampliamente tratado en la bibliograf´ıa.

Los experimentos realizados por Pedley et al., (2009) han demostrado que la existencia de un

biofilm microbiano influye n´ıtidamente en la precipitaci´

on de carbonatos en los sistemas fluviales;

de modo particular en aquellos se muestra c´

omo las facies micropeloidales y las arborescentes s´

olo se

desarrollan en presencia de sustancias polim´

ericas extracelulares microbianas (EPS). El mecanismo

de biomineralizaci´

on en los biofilms se ha descrito como un proceso de cementaci´

on alrededor de

los polisac´

aridos extracelulares (EPS), que se realiza en dos fases: una inicial donde los cationes

son retenidos en la envuelta de la pared celular; y otra donde se unen a los aniones, proceso en el

86

---