Emisiones difusas de dióxido de carbono en los suelos de la localidad de Copahue

LAMBERTI MARÍA CLARA; SIERRA VACA DANIEL; NÚÑEZ NICOLÁS; AGUSTO MARIANO; LLANO JOAQUÍN; MASSENZIO ANTONELLA; CARBAJAL FABRICIO; GÓMEZ MARTÍN; FORTE PABLO; ALBITE JUAN MANUEL; GARCÍA SEBASTIÁN; VELA M

Caviahue-Copahue

Congreso; VI Congreso Iberoamericano de Peloides; 2019

El Complejo Volcánico Copahue-Caviahue (CVCC) aloja un importante sistema magmático hidrotermal, cuyas manifestaciones superficiales son el edificio del volcán Copahue (37,9°S ? 71,2°O, 2977m; provincia de Neuquén, Argentina) y las áreas geotermales que se encuentran dentro de la caldera Caviahue, cercanas a la localidad de Copahue. En estas últimas se distinguen fumarolas, piscinas burbujeantes y lagunas de fango. En particular, las aguas de la región se manifiestan de diferentes formas, ya sea como lagos y lagunas, ríos de gran caudal, arroyos efímeros de deshielo o charcos de pequeñas dimensiones (Figura 1). Estas aguas presentan diferentes características geoquímicas y han sido clasificadas por Agusto et al. (2012) en 3 grupos distintos. Un primer grupo está representado por las aguas del Sistema Volcánico-Hidrológico (SVH), las cuales están directamente vinculadas en sus nacientes a la emisión de gases ácidos de origen directamente volcánico. Característicamente, estas aguas poseen un pH menor a 3, altas conductividades (rango o al menos valores máximos) y una alta concentración de iones en solución. La presencia de dichos iones se produce por las reacciones desarrolladas entre el cuerpo de agua y los gases y rocas del ambiente. Por un lado los gases de origen magmático (CO2, SO2, HCl, HF) se solubilizan, dismutan y disocian produciendo los aniones principales de las aguas del sistema (SO42-, Cl-, F-). Por otro lado, los cationes mayoritarios (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) y los otros elementos minoritarios (Fe3+, Al3+, Mn2+, B3+, etc) son llevados a solución a partir de la interacción del agua con la roca de caja, disolviendo la misma y siendo favorecido este proceso por la alta acidez y temperatura de las aguas (de hasta xx°C). Otro grupo de aguas del área de estudio son las Aguas Calentadas por Vapor (ACV), ubicadas en la zona geotermal de Copahue donde un acuífero en profundidad funciona como filtro de los gases ácidos más solubles del sistema (HCl, HF) por presentar estos una alta constante de acidez, disociándose completamente en profundidad. Esta situación favorece el enriquecimiento en las emisiones de las áreas termales de las especies gaseosas de Carbono (CO2 y CH4) y Azufre (H2S principalmente por las condiciones reductores de estos ambientes) que controlan las composiciones bicarbonatadas y sulfatadas de las aguas termales (Agusto et al, 2013). De esta manera, dichas aguas pueden presentar tanto un pH ácido como neutro, como a así también conductividades (rangos generales) y concentraciones iónicas de distinta magnitud. El tercer grupo de aguas del sistema son las Aguas de Deshielo (AD), de composiciones característicamente meteóricas con un pH entre 6-8 y bajas conductividades y concentraciones de iones. Dichas aguas se generan mayormente por el derretimiento de las grandes capas de nieve generadas durante el invierno.Figura 1: Ubicación de las distintas aguas del Complejo Volcánico Copahue-Caviahue.- Las aguas de las áreas termales (AVC)Particularmente en las ACV de las aguas termales se pueden diferenciar dos subgrupos composicionales: i) por un lado las aguas ácidas sulfatadas (Las Máquinas, Las Maquinitas, Agua de Limón, Laguna Verde, Laguna el Chancho, Laguna Sulfurosa) que presentan un pH ácido (rango?), altas conductividades (de hasta xx mS/cm) y altas concentraciones iónicas, y ii) por otro lado las aguas neutras bicarbonatadas (Laguna de los Callos, Agua Sulfurada, Agua del Mate, Laguna de las Algas, Agua Ferruginosa) con valores de pH en torno a xx? y conductividades por debajo de 1 mS/cm. Pocos son los autores que han indagado sobre esta diferencia sustancial en cuerpos de aguas que se encuentran a escasos metros de distancia. Agusto (2011) ha propuesto que dicha diferencia se debe a la ubicación de los cuerpos de aguas ácido-sulfatadas por sobre una estructura lineal del sistema estructural del área con disposición Este-Oeste aproximadamente. Este control estructural favorece el ascenso de los fluídos ácidos magmáticos-hidrotermales desde el acuífero profundo de la zona, enriquecidos en gases CO2 y H2S. Esto también es observable en Las Maquinitas y Las Máquinas, donde estructuras someras permiten el ascenso de gases magmáticos-hidrotermales ácidos. En cambio, las aguas bicarbonatadas de las termas de Copahue, al encontrarse topográficamente más elevadas y alineadas en paralelo a las aguas ácidas, no estarían siendo afectadas por el flujo principal de ascenso de gases ácidos. De esta manera, las características de estas aguas termales bicarbonatadas estarían controladas principalmente por un flujo térmico, posiblemente asociado a los gases de CO2 de manera difusa (Lamberti et al. 2019). Esta disposición de los cuerpos de agua respecto a las estructuras señaladas podría explicar la diferencia composicional de las aguas de las termas de Copahue. De todas maneras, más información con respecto a estas aguas es necesaria . En esta dirección, durante la campaña de febrero de 2019 realizada por el grupo de trabajo, se han tomado muestras para analizar δ13C, el cual podría brindar mayor información respecto al origen del carbono de las aguas muestreadas.- Mineralización asociada a las aguas del SVHPor otro lado, el SVH está compuesto por la laguna cratérica ubicada en la cima del volcán, donde a partir del acuífero ácido y termal que se encuentra por debajo de la laguna, emanan hacia el Este dos vertientes (rango de temp y pH) que se unen aguas abajo para dar nacimiento al río Agrio Superior (rango de temp y pH). Dicho río escurre desde el flanco del volcán por 18 Km aproximadamente hasta desembocar en el lago Caviahue (rango de temp y pH). El único efluente del lago se ubica en el brazo norte y es el río Agrio Inferior, el cual continúa aguas abajo hasta la confluencia con el río Ñorquin y el río Loncopue, por fuera de la caldera del Agrio. A lo largo de todo el recorrido del río Agrio, es constante el ingreso de las AD al sistema, produciendo un continuo aumento del pH y una disminución en las conductividades y concentraciones de los iones (Agusto et al., 2012; Llano, 2016). Dadas las altas concentraciones de hierro y sulfato en el sistema, cuando el mismo alcanza un pH de 3 se desarrolla la precipitación de un mineral de hierro denominado Schwertmmanita (Agusto y Varekamp, 2016; Llano, 2016). Este mineral es un hidroxisulfato (Fe8O8(OH)x(SO4)y) de color naranja con una estructura interna cuasi amorfa que se deposita como pátina o barro sobre las rocas del lecho, típico de ambientes ácidos como volcanes o de drenaje ácido de minas. Dado que el factor principal para la precipitación de este mineral es el pH, la ubicación espacial donde se desarrolla este proceso varía según las condiciones del medio. Es decir, que depende tanto del estado de actividad del volcán como del caudal de las AD. . Un ejemplo claro de esto es la aparición del precipitado en las costas del lago Caviahue en el año 2018, presentando el mismo un pH de 3,10. Un rasgo que aún no ha sido explorado en el análisis de este mineral es el rol que juegan las algas que se observan en las zonas donde se produce el precipitado.- Consideraciones finalesComo conclusiones, se destaca que las variaciones geoquímicas reconocidas en las aguas ubicadas dentro de la localidad de Copahue (parte del grupo ACV) responderían a un control estructural somero de la geología local. Las mismas controlarían el ascenso de los fluídos magmáticos que otorgan la acidez y las altas conductividades y concentraciones iónicas de las aguas, mientras que las aguas neutras y bicarbonatadas no estarían afectadas por gases ácidos sino por un flujo geotermal vinculado a las emisiones de CO2 difuso. Por otro lado, al analizar el sistema SVH, se concluye que el ingreso de aguas de deshielo a lo largo de su recorrido serían las responsable de generar un cambio en las condiciones fisico-químicas del sistema, favoreciendo la precipitación de Schwertmmanita, un hidroxisulfato de hierro casi amorfo.