1o Simposio Internacional del CarstTarapoto, Peru05-06/09/2015

Monitoreo de la cueva Sao Bernardo en Brazil central y

variación de δ18O en espeleotema durante el último siglo:

un estudio de calibración de un paleopluviómetro

Js Moquet, F.W. Cruz, V.F. Novello, N.M. Strikis, M. Deininger, I.

Karmann, R. Ventura Santos, C. Millo, J. Apaestegui, J.-L. Guyot, A.

Sifeddine, M. Vuille, H. Cheng, R.L. Edwards, W. Santini

© Carlos Grohman

Cueva Sao Mateus

Goias - Brasil

Referencia : Moquet et al., Calibration of speleothem δ18O records against hydroclimate

instrumental records in Central Brazil, 2016, Global and Planetary Change Journal v.139, p.151-164

δ 18 O en espeleotemas : un proxy potente en paleoclimatologia

INTRODUCCION

�Otro desafio : reconstruir variaciones cuantitativas de paleoprecipitacion

�Monitoreo de cueva (mecanismo)

�comparacion estalagmitas vs registros historicos (empirismo)

Apaestegui et al., 2014

Bustamante et al., 2016

Control del δ18O en espeleotemas

INTRODUCCION

Lachniet et al., 2009

Amount effect

(regiones tropicales)

- Cueva Sao Bernardo – Parque Terra Ronca – Goias – Brasil

- Cuenca del Rio Tocantins

- Clima : tropical semi-humido (monzonal : SMSA)

eci

pit

aci

on

(mm

/me

s)

Ca

ud

al e

spe

cifi

co

(mm

/me

s)

R. Tocantins

Area de estudio

lluvia : 1270mm/ano

Temperatura anual : 24°C

Pre

cip

Tem

pe

ratu

ra(°

C)

Ca

Collecta de agua

de lluvia

(cumulado 7 dias)

Monitoreo cueva Sao Bernardo –

Parque Terra Ronca Brazil

01/2012 – 06/2014 Collecta de agua de goteo

(cada 15 dias)

Monitoreo de cueva Calibracion con datos historicos

+ Monitoreo parametros hidroclimaticos (pluviometria, temperatura)

Collecta de carbonato

(Cumulado 15-90 dias)

© Nicolas Strikis

Relacion entre volume y δ 18 O de lluvia

uv

ia(‰

VS

MO

W)

Monitoreo de cueva Calibracion con datos historicos

� δ 18 Agua lluvia responde al « Amount effect »

Precipitacion (mm/semana)

δ1

8 O

llu

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50

40

30

20

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0

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δ 18 O

agua de lluvia vs goteo

Lluvia

Goteo

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SM

OW

)

ipit

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(mm

/dia

)

Monitoreo de cueva Calibracion con datos historicos

70

60

50

01/0

1/20

12

01/0

3/20

12

01/0

5/20

12

01/0

7/20

12

01/0

9/20

12

01/1

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12

01/0

1/20

13

01/0

3/20

13

01/0

5/20

13

01/0

7/20

13

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9/20

13

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13

01/0

1/20

14

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14

01/0

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-15,0

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� No hay variacion de δ 18 O goteo

�Hypothesis : Efecto bufer/reservatorio del epikarst

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VS

MO

W)

δ 18 O

Agua de goteo vs carbonato

Lluvia

Carbonato

gu

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(‰ V

SM

OW

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(‰ V

PD

B)

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(mm

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)

Monitoreo de cueva Calibracion con datos historicos

Goteo

70

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50

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12

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12

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3/20

13

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13

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1/20

13

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1/20

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3/20

14

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5/20

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-12,5

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pre

cip

δ18O

car

δ18O

w

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8 O

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ua

δ1

8 O

ca

rbo

Pre

cip

ita

� variacion δ 18 O goteo y carbonato : debil

�Hypothesis : Efecto bufer/reservatorio del epikarst

� Tiene variacion a largo prazo?

Espeleotema SBE3

�8 dataçoes U/Th

1992± 2.3

1956± 2.7

3cm

Alta tasa de crecimiento ̴ 0.5mm/ano

1978± 5.3

1967± 3.7

1951± 2.1

1932± 2.9

�563 analysis de δ18O (0.125mm)

Alta resolucion: 3-5 analisis/ano

Monitoreo de cueva Calibracion con datos historicos

Mineralogia : Aragonita

1876± 3.6

1932± 2.91909 ± 4.5

δ1

8 O

(‰

VP

DB

)

Ano

Pluviometria

7 estaciones pluviometricas (fuente : ANA, INMET)

�Tratamiento HYDRACCESS (Vauchel et al., 2005)

1921-2011

Caudal :

2 estaciones hidrologicas (fuente : ANA, ONS):

1931-2011 (Rio Tocantins)

Monitoreo de cueva Calibracion con datos historicos

Datos hidro-climaticos hiostoricos

Pre

cip

ita

cio

na

nu

al(

mm

/an

o)

Ca

ud

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cifi

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nu

al

(mm

/an

o)

Ano

� Series de datos anual + periodos de monzon (DJF, DJFM, NDJF, NDJFM)

Media mobil lluvia y caudal : 2� 11 anos / anual, DJF, DJFM, NDJF, NDJFM

Ejemplo : media mobil en

precipitacion anual

Pre

cip

ita

cio

na

nu

al

(mm

/an

o)

VS

Monitoreo de cueva Calibracion con datos historicos

� 110 series de datos historicos

VS

δ18O espeleotema

�Analisis de correlacion

� No correlacion significativa entre δ18O espeleotema y el registro de caudal de rio

Comparacion

δ18O espeleotema

vs

media mobil (2-11 anos) precipitacion

de

co

rre

laci

on

(R)

Monitoreo de cueva Calibracion con datos historicos

�Mejor correlacion : δ18O espeleotema vs media mobil lluvia DJFM (monzon) de 7-8 anos :

R = -0.70

� Espeleotema = registro de monzon sub-decadal

Co

eff

icie

nte

de

Numero de anos para la media mobil

Monitoreo de cueva Calibracion con datos historicos

Prec. anual = -1154(±118) δ18O – 3612(±130)

R = -0.56Precipitacion anual

accumulada 8 anos

δ18O espeleotema

δ18O espeleotema

Prec. DJFM = -132(±13) δ18O – 354(±20)

R = -0.73

δ18O espeleotema

Precipitacion de monzon

accumulada 8 anos

δ18O espeleotema

Epikarst : effecto tampon / reservatorio

� 7-9 anos

Goteo y carbonato:

δ18O lluvia : « amount effect »

Síntesis

Goteo y carbonato:

δ18O : constante durante el ciclo hidrologico

Desequilibrio agua-carbonato estacional no

affecta a relacion empirica sub-decadal

� Ley empirica de variacion sub-decadal de lluvia a partir de registro de espeleotema

δ18O espelotema :

Reflete variación 7-9 anos de lluvia

acumulada

Cuantificacion de variaciones de paleoprecipitacion

Espeleotemas SBE3 – SMT5

ano

Perspectivas

Paleoprecipitacion subdecadal

ano

ano

Precipitacion annual = -1154(±118) δ18O – 3612(±130)(Accumulado 8 anos)

Max : 1777 mm/ano

Min : 965 mm/ano

GraciasGracias