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43 43 43 43 43 “VARIABILIDAD ESTACIONAL DEL TRANSPORTE EÓLICO DE PARTÍCULAS EN MEJILLONES (~23°S) E IMPLICANCIAS PALEOCEANOGRÁFICAS” Valentina Flores 1 , Gabriel Vargas 1 , José Rutllant 2 1.Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile. Plaza Ercilla 803, Santiago 2.Departamento de Geofísica, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile. Blanco Encalada 2002, Santiago e-mail: [email protected] INTRODUCCIÓN La costa de la Región de Antofagasta, en el norte árido de Chile, está dominada por un clima desértico caracterizado por el predominio de fuertes vientos del S-SW. En la península de Mejillones (~23ºS), estos vientos son responsables del transporte eólico de partículas líticas hacia el norte y de intensos procesos de surgencia en Punta Angamos (Rutllant et al., 1998), que favorecen altas tasas de producción primaria en la bahía de Mejillones (Marín et al., 1993), y la acumulación de sedimentos laminados en que potencian reconstrucciones paleoceanográficas de alta resolución temporal (Vargas et al., 2004). La parametrización de la variabilidad estacional del transporte eólico de partículas en la pampa de Mejillones se realizó con el fin de realizar reconstrucciones cualitativas y cuantitativas del viento favorable a la surgencia en la zona. La variabilidad del transporte de partículas se determinó a partir de la velocidad de fricción (u*) y el coeficiente de rugosidad (z 0 ), por medio de mediciones instrumentales in situ de perfiles de viento (Figura 1) y la granulometría de los suelos de la pampa. Mediciones continuas de viento permitieron estimar la variabilidad estacional del viento meridional, de u* y del índice de surgencia (SES). El estudio de las estructuras sedimentarias características del área, junto con la cuantificación del flujo eólico horizontal total (G) de partículas medido in situ a través de dos sistemas captores de polvo (Figura 2), instalados en la Pampa de Mejillones, y el análisis sedimentológico de las partículas, permitió caracterizar la variabilidad estacional del transporte eólico hacia el norte en la zona y su comparación con los parámetros antes definidos.

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Page 1: “VARIABILIDAD ESTACIONAL DEL TRANSPORTE EÓLICO DE

TOMO 2 - Geología Aplicada

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“VARIABILIDAD ESTACIONAL DEL TRANSPORTE EÓLICO DE

PARTÍCULAS EN MEJILLONES (~23°S) E IMPLICANCIAS

PALEOCEANOGRÁFICAS”Valentina Flores1, Gabriel Vargas1, José Rutllant2

1.Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad

de Chile. Plaza Ercilla 803, Santiago

2.Departamento de Geofísica, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas,

Universidad de Chile. Blanco Encalada 2002, Santiago

e-mail: [email protected]

INTRODUCCIÓN

La costa de la Región de Antofagasta, en el norte árido de Chile, está dominada por un clima

desértico caracterizado por el predominio de fuertes vientos del S-SW. En la península de Mejillones

(~23ºS), estos vientos son responsables del transporte eólico de partículas líticas hacia el norte y de

intensos procesos de surgencia en Punta Angamos (Rutllant et al., 1998), que favorecen altas tasas

de producción primaria en la bahía de Mejillones (Marín et al., 1993), y la acumulación de sedimentos

laminados en que potencian reconstrucciones paleoceanográficas de alta resolución temporal (Vargas

et al., 2004). La parametrización de la variabilidad estacional del transporte eólico de partículas en

la pampa de Mejillones se realizó con el fin de realizar reconstrucciones cualitativas y cuantitativas

del viento favorable a la surgencia en la zona.

La variabilidad del transporte de partículas se determinó a partir de la velocidad de fricción

(u*) y el coeficiente de rugosidad (z0), por medio de mediciones instrumentales in situ de perfiles de

viento (Figura 1) y la granulometría de los suelos de la pampa. Mediciones continuas de viento

permitieron estimar la variabilidad estacional del viento meridional, de u* y del índice de surgencia

(SES). El estudio de las estructuras sedimentarias características del área, junto con la cuantificación

del flujo eólico horizontal total (G) de partículas medido in situ a través de dos sistemas captores de

polvo (Figura 2), instalados en la Pampa de Mejillones, y el análisis sedimentológico de las partículas,

permitió caracterizar la variabilidad estacional del transporte eólico hacia el norte en la zona y su

comparación con los parámetros antes definidos.

Page 2: “VARIABILIDAD ESTACIONAL DEL TRANSPORTE EÓLICO DE

XI CONGRESO GEOLOGICO CHILENO

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Figura 1: Experimento de medición de perfiles de viento. Estación Orica,enero-febrero de 2000.

Figura 2: Sistema captor departículas transportadas eólica-mente, Estación Orica.

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

El suelo de la pampa está caracterizado por distribuciones granulométricas multimodales

poblaciones dominantes superiores a 1000 µm, asociadas a las crestas de los paleocordones litorales

alzados que dominan su geomorfología, e inferiores a 250 µm (Figura 3), relacionadas a depósitos

de arena eólica desarrollados en depresiones o cubiertos por clastos de la fracción gruesa, donde

prima la moda 125 µm. Las muestras analizadas indican una tendencia granodecreciente de sur a

norte y de oeste a este en la pampa, asociado al viento dominante del sur. Ondulitas asimétricas de

dimensiones variables (cm a m), se caracterizan por un rumbo aproximado este-oeste consistente

también con la dirección del viento predominante del sur (Figura 4).

El monitoreo in situ de G indicó un notable incremento en la cantidad de material transportado

durante primavera y verano, especialmente en septiembre y octubre, entre los años 2000 y 2004.

Durante el año 2000, la granulometría de las partículas capturadas mostró una disminución sistemática

del diámetro máximo con la altura, y el transporte de partículas de mayor tamaño (850-2000 ìm)

ocurrió durante octubre. Además se observó una concentración mayor de partículas finas en las

trampas instaladas en la estación más cercana al margen de la bahía (DGAC).

Page 3: “VARIABILIDAD ESTACIONAL DEL TRANSPORTE EÓLICO DE

TOMO 2 - Geología Aplicada

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Figura 3: Distribución granulométrica de muestra de suelo recolectadaen la Pampa de Mejillones.

Figura 4: Ondulitas asimétricasdesarrolladas en la Pampa deMejillones. Flecha indica direccióndel viento.

Los valores de la velocidad del viento medido a 4 m de altura en la estación Orica y de u*

presentan un ciclo diario y un controlado por la insolación, que condiciona velocidades máximas

durante la tarde. El ciclo anual está influenciado por el anticiclón del Pacífico suroriental, que determina

velocidades importantes durante el invierno, y el efecto del incremento del gradiente termal tierra-

mar, que genera velocidades máximas durante la primavera y verano (Rutllant et al., 1998; Strub et

al., 1998). El parámetro de rugosidad medido en terreno, z0~10-5 m, resultó ser inferior al esperado

en base a la literatura, pero se explica por la geomorfología plana de la pampa.

Los datos de u* y G presentan una variabilidad estacional similar, con máximos en primavera

y verano, existe un desfase entre los valores máximos de ambos, en que los valores máximos de u*

preceden a los valores máximos de G (Figura 5). Esta diferencia indicaría una preparación del suelo

durante el periodo de alta velocidad de fricción (u* > 0.5 m/s) que favorecería la erosión y el

transporte en los periodos siguientes, y/o una mayor distancia a la fuente de emisión (Pampa

Aeropuerto).

Finalmente, los valores de u* y del SES muestran una correlación positiva lineal, por lo tanto

es posible establecer una correlación positiva entre la variabilidad estacional del transporte de partículas

en la pampa y el índice de surgencia.

Page 4: “VARIABILIDAD ESTACIONAL DEL TRANSPORTE EÓLICO DE

XI CONGRESO GEOLOGICO CHILENO

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Figura 5: Frecuencia de casos en que u* supera ciertas velocidades umbrales y variabilidad de G.

Se concluye que el transporte eólico de partículas hacia el norte a través de la pampa de

Mejillones está fuertemente dominado por la intensificación estacional del viento del sur, favorable a

la surgencia, durante los meses de primavera. Este resultado potencia estudios enfocados al

modelamiento del transporte eólico de partículas en la pampa (e.g. Marticorena y Bergametti, 1995)

y la utilización de las partículas líticas en el sedimento marino para reconstrucciones cualitativas y

cuantitativas del viento favorable a la surgencia a escalas decadal a milenaria en la zona.

REFERENCIASMarín, V.; Rodríguez, L.; Vallejos, L.; Fuenteseca, J.; Oyarce, E. 1993. Efectos de la surgencia costera sobre la

productividad primaria primaveral de Bahía Mejillones del Sur (Antofagasta, Chile). Revista Chilena deHistoria Natural 66, 479 – 491.

Marticorena B.; Bergametti G. 1995. Modelling the atmospheric dust cycle. Journal of Geophysical Research,Vol.100, N°D8, p 16415-16430.

Rutllant J.; Fuenzalida, H.; Torres R.; Figueroa D. 1998. Interacción océano-atmósfera-tierra en la Región deAntofagasta (Chile, 23°S): Experimento DICLIMA. Revista Chilena de Historia Natural, 71: 405-427.

Strub T.; Mesías J.; Montecino V.; Rutllant J.; Salinas S. 1998. Coastal ocean circulation off western SouthAmerica. In: The Sea, Volume 11, A.R. Robinson & K.H. Brink (eds), pp. 273-313.

Vargas G.; Ortlieb L.; Pichon J.J.; Bertaux J.; Pujos M.. 2004. Sedimentary facies and high resolution primaryproduction inferences from laminated diatomaceous sediments off northern Chile (23ºS), Marine Geology,211: 79 – 99.