Análisis hidrogeoquímico preliminar del sistema fluvio-nivo-glacial de una cuenca de alta montaña: el Arroyo Agua Negra (San Juan, Argentina).

LECOMTE, K.L.; MILANA, J.P.; GAIERO, D.M.; PIOVANO, E.L.; FÓRMICA, S.M.; DEPETRIS, P.J.

San Luis

Congreso; X Reunión Argentina de Sedimentología; 2004

Las cuencas hídricas de alta montaña del centro-oeste Argentino se caracterizan por una complicada interacción entre aporte nival, aporte glacial de varios tipos y flujo superficial e intergranular de la escorrentía generada. Es fundamental establecer la importancia relativa de cada proceso ya que los mismos no son estables en el tiempo y durante extremas sequías son las reservas hídricas permanentes -los glaciares- las que cubren los déficit hídricos generados por ausencia de nieve estacional. La única forma de establecer estas complicadas interacciones es a través de la hidrogeoquímica, dado que con esta técnica se pueden determinar las señales de cada fuente y rastrear su modificación a lo largo de la cuenca hídrica. Este estudio, además de ser de vital importancia para el conocimiento de la forma y lugar de generación de la escorrentía superficial, permitirá en el futuro generar un modelo hidrológico que facilite recrear diferentes escenarios. En este sentido, son buenos ejemplos los glaciales pasados o los que surjan del cambio que se observa, producto del retroceso de las masas de hielo de esta cuenca que ha sido documentado en las últimas décadas (Leiva 1999). Tal modelo hidrológico permitiría no sólo modelar las variaciones de caudal erogado sino también, la capacidad de transporte de sedimentos, algo que, a juzgar por los estudios efectuados en la cuenca de Iglesias, han sido muy variables a lo largo del tiempo (Milana, 1998). Con este objetivo, se han analizado las características geoquímicas dominantes del sistema hídrico que conforma la Cuenca superior del Arroyo de Agua Negra, caracterizada por la presencia del glaciar homónimo (ca. 4.800 m s.n.m., 30º13? S y 65º48?W) y otros glaciares menores, tributarios del sistema del río Jáchal en la Cordillera de Los Andes, en al Pcia. de San Juan. La cuenca se extiende desde el límite con Chile formado por el Cordón de San Lorenzo y la Cordillera de Olivares (altura máxima 6.266 m s.n.m.), y su punto de salida se estableció en la localidad conocida como Ojos de Agua, a los 3.350 m s.n.m, que además es el punto más bajo con morrenas pleistocénicas evidentes. La geología de esta cuenca es simple, ya que está compuesta mayormente por rocas mesosilícicas, a las que se asocian rocas volcánicas ácidas y piroclásticas. Tienen escasa importancia algunas áreas de alteración hidrotermal, con alta proporción de sulfuros que han producido terrazas fluviales parcialmente cementadas por ferricretes.  El agua llega a la red hídrica casi exclusivamente por fusión de tres tipos de fuentes principales: nieve estacional, glaciares tradicionales y glaciares de roca (?permafrost?). El río estudiado (Arroyo de Agua Negra medio) es alimentado por tres tributarios principales: el arroyo Pircas Negras, el San Lorenzo y el Agua Negra. Los pHs de las muestras oscilaron entre ~6.4 (nieve y hielo) y ~8.2 (en Ojos de Agua). La conductividad varía entre 13 µS cm-1(nieve estacional) y 405 µS cm-1 en Ojos de Agua. Esta pronunciada variabilidad también se observa en la alcalinidad (~3.9 ? 70 mg l-1 de HCO3-). Las aguas son claramente cálcicas (la nieve es sódico-potásica) y fundamentalmente sulfatadas, aunque existen pocos términos bicarbonatados. Al realizar la corrección química por el efecto de las precipitaciones se observa, la importancia de la disolución de carbonatos (evidenciada además por la gran cantidad de Ca2+ disuelto y el aumento de la alcalinidad cuenca abajo) y en menor medida por la disolución de silicatos como fuente de solutos. Los sulfatos se deben a la alta disponibilidad de sulfuros en la cuenca. El análisis químico de las aguas (por plasma inductivamente acoplado-espectrometría de masa) expresado en diagramas multielementales extendidos (?spidergrams?) normalizados a la corteza continental superior -CCS- (Taylor y McLennan, 1985) permiten apreciar un patrón típico de pequeñas cuencas prístinas de alta montaña, con un aumento de los elementos más solubles hacia la salida de la cuenca. En la cuenca baja las muestras presentan concentraciones normalizadas un orden de magnitud superiores a la que exhiben los términos más diluidos (nieve y hielo, o agua de fusión).   Los elementos más abundantes normalizados a CCS (Si, Ca, Na, K, Mg, Ba, Sr, Rb, Li, Sc, U, As, Mo, Sb) exhiben una concentración constante en el tiempo, determinado por un lapso de muestreo de 8½ horas. La concentración de los elementos de tierras raras (ETR) presenta una notable variabilidad temporal y espacial (casi 2 órdenes de magnitud), muy superior a la observada en los elementos trazas. Esta variabilidad temporal no sigue un patrón que pueda ser atribuible al control hidrológico. Las concentraciones de elementos mayoritarios y de ETR no presentan correlaciones significativas entre si, aunque estas últimas si se correlacionan con el arsénico (R2=0.82, p<0.05). Otros aspectos importantes son la aparición de la anomalía de Eu (no observada en la nieve), la ocasional presencia de la anomalía de Ce, el incremento de los ETR medios sobre los ETR livianos y pesados, y la similitud de todos los ?spidergrams? normalizados con el PAAS (McLennan, 1989). Se pueden diferenciar dos fuentes muy pobres iónicamente que son la nieve estacional y el hielo de glaciar descubierto, aunque este último presenta concentraciones mayores, probablemente por sublimación y recongelamiento sucesivo. Al igual que en otros sistemas fluviales, la señal hidroquímica del sistema Agua Negra, aumenta aguas abajo como resultado de un mayor tiempo de contacto con la roca o sedimento, lo cual posibilita una mayor meteorización química. En la estación Ojos de Agua, en contraposición con la variación de la concentración de ETR, las concentraciones de los mayoritarios  y la conductividad permanecen constantes a lo largo del tiempo debido al control del caudal. Leiva, J.C. (1999) recent fluctuations of Argentinean glaciers. Global and Planetary Change, Special Issue: Glaciers of the Southern Hemisphere, 22, 169-177. McLennan, S.M. (1989) Rare Earth Elements in Sedimentary Rocks: Influence of provenance and sedimentary processes. En: Geochemistry and Mineralogy of Rare Earth Elements, Mineralogical Society of America (Eds. B.P. Lipin y G.A. McKay), cap. 7, 169-200. Milana, J.P. (1998) Sequence Stratigraphy in Alluvial Settings: A Flume-Based Model with Application to Outcrop and Seismic Data. American Association of Petroleum Geologists, Bulletin, 98 (9), 1736-1753. Taylor, S.R. y McLennan, S.M. (1985) The Continental Crust: Its composition and evolution. Blackwell Scientific publication, 312p.