Caracterización microclimática e hidrogeoquímica de la Cueva del Canelobre(Busot, Alicante)

Zusammenfassung

INTRODUCCIÓN Las condiciones microambientales de las cavidades kársticas dependen de los procesos de intercambio de materia y energía entre el medio exterior y el ambiente subterráneo, los cuales se ven determinados por las interacciones que se producen entre las fases sólida, líquida y gaseosa del sistema kárstico (encajante, agua y atmosfera). Los medios kársticos someros se comportan como sistemas físico-químicos abiertos, en los que se produce la interacción de gran cantidad de factores. Su conocimiento requiere del desarrollo de estudios de carácter multidisciplinar e integrador, que permitan comprender el funcionamiento de un sistema tan complejo. Partiendo de este planteamiento, en el presente estudio se tratará de incidir especialmente en los aspectos microambientales e hidrogeoquímicos (parámetros microclimáticos y la relación con la aguas de infiltración kárstica, con objeto de identificar los factores físico-químicos que determinan la dinámica ambiental en cada momento), poniendo todo ello en relación con las interfases de interconexión entre la cavidad y el exterior. Bajo este marco, los objetivos concretos de esta investigación son: - Caracterizar el microclima de la cavidad en sus condiciones próximas al equilibrio natural mediante el análisis e integración de los resultados obtenidos del estudio desarrollado a lo largo de los ciclos anuales comprendidos entre 2003-2007, a partir de un conocimiento exhaustivo de los parámetros microclimáticos e hidrogeoquímicos y de su interacción. - Caracterización físico-química de las aguas kársticas, limitándose el estudio a la identificación de los procesos que gobiernan las condiciones microambientales de la cavidad. - Caracterización mineralógica, petrográfica y petrofísica, con especial atención al estudio del sistema poroso (porosidad y distribución de tamaño de poros) de la roca encajante de la cavidad. Este estudio está dirigido fundamentalmente a la identificación del papel que juega la roca encajante en los procesos físico-químicos que determinan las condiciones microambientales de la cavidad y en los fenómenos de intercambio cavidad-exterior - Por último, ofrecer un modelo de la dinámica de funcionamiento microambiental de la cavidad. Se tratará de integrar los resultados obtenidos por medio de las diferentes metodologías empleadas en la realización de este estudio, lo cual permitirá identificar los mecanismos de intercambio de materia y energía que se establecen entre la cavidad y el medio exterior y determinar los factores físico-químicos que en cada momento intervienen en los procesos que gobiernan dichos intercambios. DESARROLLO TEÓRICO Para el desarrollo de los estudios microclimáticos cabe destacar la condición necesaria de que el control y registro de los parámetros considerados más relevantes, en cuanto al estudio del funcionamiento macroambiental de la cavidad, sea ¿en continuo¿, a intervalos de tiempo concretos y sin la perturbación producida por las personas que toman las mediciones (Sánchez-Moral et al., 2000; Cigna, 2004). Sin embargo, las condiciones ambientales de las cavidades hacen difícil la durabilidad de los sistemas de adquisición de datos microambientales, por lo que en la literatura no es habitual encontrar series temporales más o menos continuas que permitan contemplar la dinámica de los factores ambientales de una cavidad, al menos a lo largo de un ciclo anual. En este sentido, cabe destacar los trabajos basados en series temporales superiores a un año, por ejemplo, Spötl et al., (2005) y Cuezva (2007). En cuanto a la hidroquímica de las aguas de infiltración kárstica, actualmente existen varios enfoques que comprenden desde trabajos basados en el contenido de materia orgánica y contaminación, hasta análisis de las variaciones caudal-tiempo de la tasa de interacción hidrodinámica (procesos de infiltración) reflejada en las características físico-químicas del agua y en la composición química de los espeleotemas generados (Genty et al. 2001; Tooth y Fairchild, 2003; Spötl et al. 2005). En este sentido, son relevantes los estudios sobre tasas de infiltración y goteo que han permitido obtener información acerca de la tasa de crecimiento de espeleotemas, además de los estudios sobre la relación entre las características geoquímicas de las aguas de goteo y las tasas de crecimiento de los espeleotemas en cavidades (Arbel, 2012; Fairchild et al., 2006; Wong, 2011). CONCLUSIONES La Cueva del Canelobre presenta una dinámica ambiental controlada fundamentalmente por la temperatura exterior, el régimen de precipitaciones y las actividades turísticas que se desarrollan en la cavidad. Estos tres factores son interdependientes y tienen distinto grado de influencia a lo largo del ciclo anual. La temperatura de la atmósfera exterior es el factor dominante durante el periodo invernal, cuando el microambiente está controlado por procesos de ventilación directa desde el exterior que renuevan el aire de la cavidad, acercando los parámetros de la cueva a valores atmosféricos. Durante los meses estivales cesa el proceso de ventilación, reduciendo notablemente el control de la temperatura exterior sobre el microambiente de la cavidad. Las precipitaciones son escasas en la región y se concentran en el periodo comprendido entre los meses octubre y mayo, activando los procesos de transporte de CO2 a la cavidad fundamentalmente durante este periodo aunque se ha reconocido este aporte prácticamente durante todo el ciclo anual. En cuanto al régimen de visitas, su efecto es claramente reconocible a escala diaria, no sólo por el aporte de CO2 antrópico, si no también por la influencia del sistema de iluminación sobre la temperatura hipogea. El comportamiento geoquímico de las aguas ha permitido reconocer la entrada en funcionamiento de distintos niveles de porosidad kárstica en función de dinámica hidrológica e hidroquímica del sistema, corroborando los modelos de porosidad triple descritos para acuíferos kársticos. Así, la concentración en elementos de carácter conservativo ha permitido caracterizar las rutas de infiltración por medio de la relación de la velocidad de infiltración con el tipo de reservorio, mientras que los procesos de precipitación previa de calcita han aportado información sobre los procesos de interacción agua-roca en distintos tipos de reservorio. Los estudios petrológicos y petrofísicos han permitido reconocer texturas de porosidad compatibles con los comportamientos observados en la química de las aguas de infiltración. La identificación de estos procesos permite concluir que los estudios hidrogeoquímicos sistemáticos a este nivel de detalle confirman en la práctica los modelos globales sobre la porosidad kárstica y ponen de manifiesto la existencia de diferentes niveles de porosidad. Asimismo, se destaca el especial interés de los sistemas kársticos en ambientes semiáridos, donde el comportamiento hidrodinámico discontinuo debido al escaso aporte hídrico, refleja las distintas jerarquías de estructuración del sistema kárstico en función de su medio poroso. Los modelos hidrogeoquímicos indican que la presencia de signos de microcorrosión en espeleotemas recientes podría estar relacionada con las severas alteraciones reconocidas en el microambiente relacionadas con el uso turístico de la cavidad, en especial por los eventos de asistencia masiva desarrollados en los meses de primavera.