D6 Trazadores e Isótopos Hidrológicos

Tópico

Los trazadores y los isótopos hidrológicos permiten determinar de dónde viene el agua que se observa en un río o en un acuífero, separar las distintas componentes que forman el hidrograma de una crecida, y medir cuánto tiempo lleva esa agua residiendo bajo tierra antes de emerger de nuevo.

Los isótopos estables del agua —la proporción de oxígeno pesado y la proporción de hidrógeno pesado, o deuterio, que esa agua contiene— varían de manera sistemática según la temperatura a la que esa agua se condensó y según el recorrido que siguió la masa de aire que la transportó; es precisamente esa variación sistemática la que hace que el agua de lluvia, el agua de nieve derretida y el agua subterránea terminen teniendo cada una su propia huella isotópica, distinta de las demás.

Cuando dos fuentes de agua con huellas isotópicas distintas se mezclan entre sí, la composición isotópica resultante queda a mitad de camino entre ambas, siguiendo una ecuación de mezcla de dos o de tres fuentes según el caso; es precisamente esa posición intermedia la que permite estimar qué fracción del agua mezclada proviene de cada una de las fuentes originales, y con ello separar las distintas componentes del hidrograma que ya se mencionaron.

El tiempo de residencia medio del agua subterránea, por su parte, se estima con trazadores radiactivos: el tritio, una forma radiactiva del hidrógeno con una semivida de aproximadamente doce años y cuatro meses, permite fechar aguas que se recargaron en algún momento entre mil novecientos cincuenta y la actualidad, ya que toda el agua recargada antes de esa fecha ya perdió, por la propia desintegración radiactiva, casi todo su tritio original.

Los trazadores artificiales, como los cloruros, los colorantes o el hexafluoruro de azufre, permiten medir de manera directa tanto la velocidad del flujo como la dispersividad dentro de un acuífero, inyectando el trazador en un punto y midiendo después cuánto tarda en aparecer, y con qué concentración, en otro punto aguas abajo.

El isótopo cosmogénico berilio de número de masa diez, que se va acumulando lentamente en la superficie del suelo, refleja además la tasa de erosión de ese mismo suelo: a mayor erosión, menor es la concentración de este isótopo que logra acumularse en el suelo expuesto, porque la propia erosión, la misma que ya se describió en otro documento de este conjunto, se lleva el suelo antes de que el isótopo tenga tiempo de acumularse en él. Así, desde el origen del agua con el que arranca este documento hasta la tasa de erosión con la que termina, pasando por la huella isotópica de cada fuente de agua, las ecuaciones de mezcla y el fechado con tritio, los trazadores e isótopos hidrológicos hacen que procesos que ocurren completamente ocultos bajo tierra dejen, sin embargo, una firma química que sí puede medirse en la superficie.

ID:1559