D6 Traçadores Hidrológicos e Isótopos

Tópico

Os traçadores hidrológicos e os isótopos permitem determinar a origem da água observada em um rio ou aquífero, separar os diferentes componentes que compõem um hidrograma de inundação e medir quanto tempo essa água permanece no subsolo antes de reaparecer.

Os isótopos estáveis ​​da água — a proporção de oxigênio pesado e a proporção de hidrogênio pesado, ou deutério, que a água contém — variam sistematicamente dependendo da temperatura em que a água se condensou e do caminho percorrido pela massa de ar que a transportou. É precisamente essa variação sistemática que faz com que a água da chuva, o derretimento da neve e a água subterrânea tenham cada uma sua própria assinatura isotópica distinta.

Quando duas fontes de água com assinaturas isotópicas diferentes se misturam, a composição isotópica resultante fica em algum ponto entre as duas, seguindo uma equação de mistura para duas ou três fontes, dependendo do caso. É precisamente essa posição intermediária que nos permite estimar qual fração da água misturada vem de cada uma das fontes originais e, assim, separar os diferentes componentes do hidrograma já mencionado.

O tempo médio de residência da água subterrânea, por sua vez, é estimado usando traçadores radioativos: o trítio, uma forma radioativa de hidrogênio com meia-vida de aproximadamente doze anos e quatro meses, permite datar a água que foi recarregada em algum momento entre 1950 e o presente, visto que toda a água recarregada antes dessa data já perdeu, por meio do decaimento radioativo, quase todo o seu trítio original.

Traçadores artificiais, como cloretos, corantes ou hexafluoreto de enxofre, permitem medir diretamente tanto a velocidade do fluxo quanto a dispersão dentro de um aquífero, injetando o traçador em um ponto e medindo quanto tempo leva para ele aparecer, e em qual concentração, em outro ponto a jusante.

O isótopo cosmogênico berílio, com número de massa dez, que se acumula lentamente na superfície do solo, também reflete a taxa de erosão desse mesmo solo: quanto maior a erosão, menor a concentração desse isótopo que consegue se acumular no solo exposto, pois a própria erosão, como descrito em outro documento desta série, remove o solo antes que o isótopo tenha tempo de se acumular. Assim, desde a origem da água com a qual este documento começa até a taxa de erosão com a qual termina, incluindo a assinatura isotópica de cada fonte de água, as equações de mistura e a datação por trítio, os traçadores hidrológicos e os isótopos revelam que processos que ocorrem completamente ocultos no subsolo ainda deixam uma assinatura química que pode ser medida na superfície.

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