Fuente del artículo: agenciasinc.es 

Las aguas subterráneas próximas a la superficie tienen mucha importancia para los ecosistemas terrestres al ayudar a mantener el caudal de los ríos o el suelo húmedo en épocas de ausencia de lluvia, por citar dos ejemplos. A mayores, son aspectos con incidencia en el clima. A pesar de su importancia, poco se sabía de la distribución de la capa freática, franja que separa el suelo oxigenado, próximo a la superficie del terreno, de los acuíferos.

Investigadores de la Universidad Rutgers (New Jersey, EE UU) y de la Universidad de Santiago de Compostela (USC) han desarrollado un mapa mundial de la profundidad de estas aguas subterráneas que publica la revista Science. El trabajo cubre incluso zonas sin datos “para así poder inferir patrones espaciales y procesos a partir de un modelo hidrológico de aguas subterráneas forzado por el clima, la topografía y el nivel del mar actuales”, señalan los expertos.

Según sus resultados, entre el 22 y el 32% de la superficie emergida global se encuentra influida por una capa freática poco profunda, incluyendo aproximadamente el 15% de zonas con agua superficial alimentada por las aguas subterráneas, y entre un 7 y un 17% de áreas con la capa freática accesible a las raíces de las plantas.

Estos datos permiten afirmar, según Gonzalo Míguez, investigador de la USC, que la capa freática es lo suficientemente poco profunda en una fracción significativa –de entre el 22 y el 32%– de los continentes como para influir en los ecosistemas terrestres directamente.

Cuando esta capa es poco profunda interactúa de diversas maneras con las zonas superficiales: proporcionando agua a ríos y lagos y manteniendo ecosistemas acuáticos en períodos secos. Asimismo, impide el drenaje del terreno y crea las condiciones de suelo saturado que caracterizan a los humedales, e incluso proporcionando agua a las plantas para la fotosíntesis en condiciones de sequía.

Principales resultados

En la escala regional, la influencia del clima se manifiesta de manera que las regiones más secas tienden a tener una capa freática más profunda que las húmedas.

A modo de ejemplo, los investigadores señalan el caso de los desiertos destacándolos cómo zonas donde, en general, no hay muchos lugares con aguas subterráneas someras. También apuntan la influencia del terreno, ya que las zonas más llanas, con un drenaje más lento, presentan grandes extensiones de humedales, como la zona de la Amazonía central y otras zonas bajas de Sudamérica.

En el caso de la escala más local, el estudio destaca que la topografía domina a la influencia del clima y así, “debido al flujo del agua subterránea de las zonas altas a las bajas, los valles tienden a presentar capas freáticas poco profundas, incluso en zonas relativamente áridas o desiertos (oasis)”. En conjunto, el investigador de la USC considera que los resultados sugieren que las aguas subterráneas tienen “una extendida y estructurada influencia a escala global en la hidrología y ecosistemas terrestres”.

La capa freática y el clima

Las implicaciones de un mejor conocimiento en torno a la capa freática son múltiples, de las cuales los investigadores han querido destacar su incidencia en el clima.

Los humedales son la fuente principal de metano en la atmósfera, uno de los gases de invernadero más potentes. Además, cuando la energía del sol se concentra en la evaporación de agua del suelo y en realizar la fotosíntesis no se invierte en calentar el terreno y, por lo tanto, las temperaturas en la zona baja de la atmósfera son menores.

En el artículo se presentan observaciones de la profundidad de la capa freática de 1.603.781 pozos, a partir de archivos gubernamentales e información publicada en la literatura científica. Existen datos abundantes de América del Norte y en varios países europeos así como en Australia, pero muy escasa en relación a Asia y especialmente de África.

Para cubrir estas últimas zonas no observadas, los investigadores utilizaron un modelo hidrológico de aguas subterráneas forzado por clima, el terreno y el nivel actual del mar. El objetivo era obtener una imagen global a alta resolución (~1 km), sin tener en cuenta las complejidades geológicas locales, de la profundidad de la capa freática en equilibrio con el clima, la topografía y el nivel del mar, es decir, “en estado natural, sin intervención humana debida a las extracciones para regadío u otros usos”, explica el docente de la USC.

El desarrollo del modelo presentado en la revista Science es fruto de una larga y estrecha colaboración entre la profesora Y. Fan y Gonzalo Míguez Macho, y han contado con apoyo del Centro de Supercomputación de Galicia (Cesga).

Fuente del artículo: agenciasinc.es 

 

 

Artículo traducido de Arstechnica.com

En los últimos dos millones de años, los ciclos de la órbita terrestre han generado un patrón rítmico de los cambios climáticos. Estos ciclos afectan a la luz solar que llega a la Tierra, alterando los patrones estacionales y conducen a un aumento o disminución de las capas de hielo. Los cambios afectan a toda la Tierra, desde la circulación atmosférica y oceánica, a efectos ecológicos e incluso a la erosión y transporte de sedimentos. Pero, ¿podrían haber afectado estos ciclos a las erupciones volcánicas?

Un nuevo estudio publicado en Geology sostiene que sí existe relación. Anteriormente, los investigadores han observado correlaciones durante períodos de tiempo limitados y escalas regionales, pero el nuevo trabajo se extiende a un panorama más amplio, y parece mostrar un vínculo muy fuerte.

Con el fin de tener un largo historial de erupciones volcánicas, los investigadores utilizaron núcleos de sedimentos marinos de todo el Anillo de Fuego del Pacífico. A diferencia de en tierra firme, donde la erosión puede lavar las capas de cenizas, los registros en el sedimento del fondo marino conservan las cenizas de las erupciones anteriores transportadas por el viento. Los errores en las fechas asignadas a esas cenizas (que se basan en la correlación de esas capas bien datadas en tierra firme,  y la estimación de la tasa a la que los sedimentos se acumulan en el fondo marino) son difíciles de evitar. Sin embargo los investigadores hicieron todo lo posible para tener en cuenta esa incertidumbre.

Después de reunir todas las erupciones que identificaron durante los últimos millones de años, analizaron los datos de los patrones cíclicos. Encontraron ciclos de la misma longitud que los ciclos orbitales que afectan al clima. Particularmente el ciclo de 41,000 años correspondiente a la inclinación de la Tierra se muestra más prominente. Para garantizar que esto no fue una casualidad, los científicos generaron artificialmente 100,000 conjuntos de datos aleatorios. Menos del 1 por ciento de los conjuntos de datos contenía una señal tan fuerte como el patrón de 41,000 años en los datos reales.

Así que ¿por qué deberían aceptarse esos resultados? Después de todo, la correlación y la causalidad son cosas muy diferentes. Hay una conexión plausible  que los investigadores están explorando: los cambios de tensión en la corteza de la Tierra causados por los ciclos glaciales.

Cuando el clima se enfría lo suficiente, se forman grandes capas de hielo y desciende el nivel del mar. Las capas de hielo presionan la corteza debajo de ellas, y vuelven a “descomprimirse” cuando el hielo se derrite. Además de las capas de hielo,  las grandes variaciones en el nivel del mar afectan de manera similar la corteza oceánica. Al elevarse el nivel del mar la corteza oceánica se ve ligeramente presionada. Como si de una pelota blanda llena de líquido se tratara, al verse presionada y hundida la corteza en un punto, provoca el ascenso de las zonas vecinas. Así que las zonas cercanas a la corteza continental (como en las zonas volcánicas de Améria Central y América del Sur), se elevan un poco cuando el nivel del mar sube.

Si la presión que se ejerce sobre una cámara de magma disminuye a medida que hay un ascenso de la corteza, se hace más fácil para el magma salir a la superficie, dando lugar a una erupción.

Para examinar esta posibilidad, el equipo utilizó un modelo informático sencillo que simulaba las tensiones corticales de la última glaciación (o "edad de hielo"). Centrándose en América Central, el registro de erupciones se correlaciona bastante bien con los períodos en que el modelo calcula el cambio de tensiones corticales.

Por último, los investigadores también observaron la relación entre los cambios orbitales y la frecuencia de las erupciones. Para el ciclo de inclinación de la Tierra de 41,000 años, las erupciones se quedan varios miles de años por detrás de los cambios en la inclinación (y en los cambios de clima). Esto tiene sentido considerando respuestas lentas corticales a las condiciones cambiantes en la superficie.

A pesar que el estudio de los datos de erupciones no es ni global ni completo, parece probable que el grupo haya encontrado un patrón real. Y ese patrón, una vez más pone de relieve la interconexión de los sistemas de la Tierra, que todavía mantienen un montón de sorpresas.

Geology, 2012. DOI: 10.1130/G33419.1