1 Itinerario de la señal isotópica del oxígeno registrada en la calcita espeleotémica de las cuevas de Ortigosa de Cameros (La Rioja) M.C. Osácar* 1,M. Bartolomé 2, C. Sancho 1, A. Muñoz 1,A. Moreno 2, A.Delgado-Huertas 3, I. Cacho 4, H. Stoll 5, Belén Oliva-Urcia 2 1 Universidad de Zaragoza. [email protected] 2 Instituto Pirenaico de Ecología 3 Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra-CSIC 4 Universidad de Barcelona 5 Universidad de [email protected] SITUACIÓN GEOGRÁFICA Y GEOLÓGICA Fig.1: Cartografía geológica del entorno de la cavidad y localización de la misma (Muñoz et al., 2012) El sistema endokárstico de Ortigosa de Cameros se localiza en el macizo del Encinedo y se desarrolla en un conjunto litológico formado por calizas del Jurásico medio (Fig.1). Estos materiales se disponen con ligeros buzamientos hacia el sur, y se encuentran afectados por una intensa fracturación NE-SO (Fig. 1a). Sobre estos materiales se desarrollan suelos calcáreos de montaña poco evolucionados y superficiales de tipo rendzina. Sirven de soporte para una cobertera vegetal arbórea constituida básicamente por encinas (Quercus rotundifolia) y carrascas (Quercus ilex). AGRADECIMIENTOS Y BIBLIOGRAFÍA Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (Proyecto CGL2009-10455/BTE). Nuestro agradecimiento a María Ángeles, Sara y Juan. Muñoz, A., Sen, A.K., Sancho, C. and Genty, D. 2009. Wavelet analysis of Late Holocene stalagmite records from Ortigosa caves in Northern Spain. Journal of Cave and Karst Studies, 71, 63-72 Muñoz, A., Osácar, M.C., Sancho, C y Moreno, A. 2010. Dinámica espeleotémica actual en las Cuevas de Ortigosa de Cameros (La Rioja). En: J.J. Durán y F. Carrasco (Eds.), Cuevas: Patrimonio, Naturaleza, Cultura y Turismo, pp. 371-382. Madrid. Asociación de Cuevas Turísticas Españolas. Muñoz et all., (2012): Estudio de la ventilación en las cuevas de Ortigosa de Cameros (La Rioja) mediante la monitorización de la concentración de CO 2 y radón. En: J.J. Durán y P.A. Robeldo(Eds.), Las cuevas turísticas como activos económicos: Conservacion e innovación, pp. 335-348. Madrid. Asociación de Cuevas Turísticas Españolas. Lachniet, M. S.(2009): Climatic and environmental controls on speleothem oxygen-isotope values, Quaternary Sci. Rev., 28, 412–432. Las cuevas de Ortigosa son dos cavidades subhorizontales, topográficamente superpuestas con longitudes de 236 m (cueva de La Paz) y de 114 m (cueva de La Viña), localizadas a una altitud aproximada de 1100 m. La cueva de La Paz tiene dos entradas, mientras que La Viña solo tiene una. INFLUENCIAS E ITINERARIO EN LA SEÑAL ISOTÓPICA Los análisis de oxígeno y deuterio de cada evento de lluvia durante el periodo de tiempo de muestreo presentan importantes variaciones (δ 18 O) -18‰, + 8,34‰ y (δ 2 D) +33,53 ‰, -135,38 ‰. El conjunto de valores de lluvia representados (Fig.4) muestra una pendiente menor (δD=6,7* 18 O+2,50 ) a la GMWL (δD=8* 18 O+10) y que la Línea Meteórica del Mediterráneo Occidental (δD=8* 18 O+13,7). Temperatura En la cueva de La Viña la temperatura interior refleja la estacionalidad de la temperatura exterior pero con un desfase de 4 meses (Fig. 3a). Por el contrario, en La Paz, situada por encima de La Viña, la temperatura interior refleja la estacionalidad semestral de manera más inmediata (2 meses, Fig. 3b). Además, el sensor LP3 de La Paz, que es el más somero de todos, presenta las máximas variaciones de temperatura, (mayores que en LP1), a pesar de estar ambos cerca a un acceso de la cueva. Todo ello sugiere que el principal control de la temperatura es la transmisión del calor por la roca PARÁMETROS AMBIENTALES En las cuevas de Ortigosa se han registrado distintos parámetros (Fig.2), con la finalidad de establecer relaciones entre la calcita espeleotémica actual y los rasgos climáticos y ambientales de la zona (Muñoz et al., 2009, 2010), de manera que puedan ser de utilidad a la hora de interpretar el registros espeleotémico fósil. Tasas de goteo La respuesta del goteo en ambas cuevas no parece tener un claro comportamiento ante las precipitaciones. Tanto La Viña como La Paz registran un similar aumento (primavera y otoño) disminución (verano e invierno) del goteo, aunque algunos eventos extremos no quedan reflejados en un aumento del goteo y puede ser debido a las condiciones previas del epikarst. EVENTOS DE LLUVIA La posición geográfica de las cuevas de Ortigosa de Cameros hace que los frentes lluviosos puedan tener un origen tanto Atlántico como Mediterráneo. La menor pendiente de la línea meteórica indica una interacción o mezcla de aguas procedentes de dos fuentes de origen diferentes (aunque no se descartan procesos de evaporación durante los evento lluviosos). Los valores isotópicos (δ 18 O y δ 2 D) muestran un empobrecimiento durante el otoño y un enriquecimiento durante la primavera, apareciendo los valores más pesados durante el verano y más ligueros durante el invierno Fig.2: Evolución de la temperatura exterior, precipitación, goteo y temperaturas en las cavidades de La Paz y La Viña. Fig.3: Correlación cruzada entre las temperaturas medias mensuales de la estación meteorológica de Villoslada de Cameros y las temperaturas medias mensuales de los sensores LV1 (a) y LP2 (b) para el intervalo 2005-2011. (muñoz et al, 2012) CONCLUSIONES Fig.5: Evolución de la temperatura exterior, variación isotópica de los eventos de lluvia y cantidad de lluvia por eventos. Fig.4: Valores isotópicos δ 18 O y δ 2 D de los eventos de lluvia. Fig.7: Itinerario y modificación de la señal isotópica desde el goteo al carbonato. de δ 18 O varían entre 0.15 y -0.5 ‰/100 m de altura dependiendo de las zonas (Lachniet, 2009). Los valores isotópicos del δ 18 O de los eventos de lluvia muestran una tendencia muy similar a la temperatura exterior de la cueva (Fig. 5). Esta tendencia influenciada por la temperatura se ve alterada parcialmente por eventos de lluvia de composición isotópica más ligera que la tendencia debido al “amount effect” (efecto cantidad de lluvia). Se observa que durante eventos extremos (80-60-40 litros/m 2 ) o varios días consecutivos de lluvias se produce un empobrecimiento del δ 18 O. Temperatura y “amount effect” NAO y WeMO Además también se han comparado los valores isotópicos del δ 18 O de los eventos de lluvia con las curvas de oscilación de la NAO y WeMO ya que ambas influyen en la cantidad de lluvia que cae sobre la península. La comparación de la posición diaria de la NAO y WeMO con la curva de eventos de lluvia (Fig.6) no muestra casi correlación con la WeMO, pero si que se observa cierta correlación inversa entre ella y la NAO. Esta correlación inversa muestra posiciones diarias más positivas (menos lluvia en España) de la NAO con valores isotópicos más ligeros. Aunque no hay un mecanismo claro para esta correlación se puede asociar a la comparación con valores isotópicos de la lluvia con valores diarios de la NAO en lugar de valores estacionales o anuales. La interpretación de los valores isotópicos de δ 18 O en la lluvia es bastante compleja ya que su valor depende; 1) la latitud, los valores de δ 18 O en la precipitación en los polos están alrededor del -30‰, mientras que en nuestra latitud (42°N) se sitúan entre -12‰ y -5‰, 2) la distancia al océano, el valor de δ 18 O se hace más negativo hacia el interior del continente, 3) la cantidad de precipitación, los valores de δ 18 O se hacen más negativos según incrementa la duración de las precipitaciones 4) la temperatura, a menor temperatura, valores de δ 18 O más negativos y viceversa y 5) la altitud, los valores En la surgencia kárstica la señal isotópica es más ligera y constante que en el río, indicando una influencia menos directa del agua de lluvia. El goteo de las dos cuevas presentan pautas diferentes. Mientras que en la cueva de La Viña, el goteo refleja los episodios de la lluvia, incluso con más fidelidad que el río, en la cueva de La Paz los episodios de lluvia se manifiestan con un retraso importante. El oxígeno de la calcita presenta valores promedio similares en ambas cuevas (δ 18 O La Viña= -6.8‰ PDB, δ 18 O La Paz= -6.6‰ PDB). Considerando la temperatura a la que se produce la precipitación y el correspondiente coeficiente de fraccionamiento isotópico, estos valores concuerdan, a grandes rasgos, con los del agua de goteo. La evolución de los valores de la calcita es más o menos paralela a la del agua de goteo, a excepción del verano de 2011, que no es registrado por la calcita de La Paz, pero sí por la de La Viña, aunque con un cierto retraso (otoño 2011). Se puede concluir: -la señal isotópica de la calcita espeleotémica responde a las condiciones ambientales exteriores, especialmente a las variaciones isotópicas de las precipitaciones. –La respuesta es más directa en la cueva de La Viña (posición inferior) que en la de La Paz (posición superior), lo que hace pensar en una conexión hidrológica diferencial de las cavidades con el exterior. Los datos isotópicos de la lluvia analizada muestran una pauta estacional, con valores máximos en verano o principios de otoño y mínimos en invierno-primavera. Por sus altos valores isotópicos, es destacable el episodio de lluvia del verano de 2011. Esta pauta se refleja también en los valores del agua del río, aunque algo amortiguada.