“variabilidad estacional del transporte eÓlico de
TRANSCRIPT
TOMO 2 - Geología Aplicada
4343434343
“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.
XI CONGRESO GEOLOGICO CHILENO
4444444444
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).
TOMO 2 - Geología Aplicada
4545454545
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.
XI CONGRESO GEOLOGICO CHILENO
4646464646
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.