Controles litogénicos en el desarrollo de mallines en Patagonia extra-andina (Provincia de Santa Cruz) como fuente de abastecimiento de agua en zonas áridas

Abstract

La Patagonia Extra andina, en Argentina, constituye una extensa región árida en donde existe una marcada escases de recursos hídricos, condición que determina que estas sea una de las áreas menos pobladas del mundo con densidades inferiores a un habitante por kilómetro cuadrado. Desde los primeros asentamientos humanos, el desarrollo socio-económico de la región se vio limitado por la disponibilidad de agua en cantidad y de calidad para el abastecimiento humano. En este sentido, en aquellos sectores alejados de los principales cursos superficiales permanentes el abastecimiento a partir de agua subterránea constituye posiblemente el único recurso hídrico disponible. En este contexto la descarga de agua subterránea en forma de manantiales constituye una fuente de agua de fácil acceso, favoreciendo asimismo estos sitios de descarga de agua subterránea a la formación de humedales denominados "mallines". Estos humedales desempeñan un papel crucial al proporcionar agua a los habitantes locales, a la fauna autóctona y a los ecosistemas relacionados, proporcionando también forraje para la cría de ganado. Dentro de la Patagonia extra-andina los mallines sólo representan el 4% del territorio distribuyéndose en distintos ambientes geológicos – geomorfológicos. El objetivo general de la tesis doctoral es estudiar los controles litogénicos que condicionan la hidrodinámica e hidrogeoquímica de acuíferos asociados al desarrollo de mallines en un sector de Patagonia extra-andina. Por su parte, los objetivos específicos comprenden: realizar un mapeo de detalle de las unidades geológicas estudiando sus características litoestratigráficas y estructurales; evaluar cuali y cuantitativamente la precipitación, evapotranspiración y los excesos hídricos asociados a la infiltración y recarga de acuíferos; establecer la hidrodinámica del sistema geohidrológico; definir las características químicas del agua subterránea y superficial; formular un modelo conceptual donde se muestren las distintas características geológicas, geomorfológicas, climáticas e hidrodinámicas, que permiten el desarrollo de mallines y evaluar la capacidad de abastecimiento de las distintas fuentes de agua dulce reconocidas. Para cumplir con los objetivos de la tesis se realizó la recopilación de información antecedentes, se efectuaron relevamientos geológico-geomorfológicos de detalle, se recopilaron datos climáticos para la realización de balances hídricos y estimación de periodos de excesos y déficit, se analizó la hidrodinámica del sistema de manantiales, se efectuaron muestreos de agua de manantiales, agua subterránea somera en la planicie aluvial y agua superficial de las lagunas para la determinación de iones mayoritarios, trazas e isótopos estables. El conjunto de datos se analizó de manera integral para establecer modelos conceptuales del funcionamiento geohidrológico de las distintas zonas estudiadas y para evaluar la capacidad de abastecimiento de las fuentes de agua dulce. Los relevamientos realizados en dos sectores de la Patagonia extra-andina denominados ELM (Estancia Laguna Manantiales) y PN (Parque Nacional) permitieron reconocer la existencia de diferentes controles litogenéticos que condicionan la formación de manantiales y a su vez la presencia de mallines. En el sector ELM la secuencia estratigráfica se compone de una sucesión de rocas volcánicas y volcaniclásticas jurásicas y rocas sedimentarias marinas y continentales del Cretácico−Eoceno medio que están cubiertas por flujos de lava basáltica del Eoceno superior, Mioceno superior y Plio-Pleistoceno. Por otro lado, en el área del Parque Nacional la geología comprende rocas cretácicas volcaniclásticas del Grupo Baqueró cubiertas por coladas basálticas del Basalto Cerro del Doce (Eoceno superior) y del Basalto Cerro Mojón (Mioceno superior-Plioceno inferior). El análisis de los balances hídricos mensuales indica una marcada aridez, donde la evapotranspiración media anual supera ampliamente a las precipitaciones medias anuales. No obstante, el análisis de los balances hídricos diarios evidenció la existencia de excedentes hídricos los cuales corresponden a aproximadamente el 10% de las precipitaciones que en el área de mesetas se traducen en infiltración y recarga de acuíferos. En ambas áreas estudiadas, se identificaron dos niveles de descarga de agua subterráneas, denominados manantiales superiores e inferiores. En el sector ELM, los manantiales superiores se generan por la descarga de agua subterránea en los sectores cóncavos a lo largo del contacto entre la Formación Salamanca y el Grupo Baqueró. En el caso del sector PN, los manantiales superiores están vinculados a un nivel brechoso entre los Basaltos Cerro del Doce y Cerro Mojón. En ambos casos, los manantiales inferiores se encuentran en la base de las laderas de las mesetas, producto de la infiltración del agua de los manantiales superiores en el derrubio la cual fluye subsuperficialmente hasta surgir en la base de la ladera debido a cambios en la pendiente. Una vez alcanzada la planicie aluvial, el agua proveniente de los manantiales infiltra nuevamente debido a que el caudal no es suficiente para sostener el escurrimiento superficial a lo largo de la planicie aluvial. Cabe mencionar que el escurrimiento superficial en la planicie aluvial es activo solamente durante episodios de precipitaciones intensas. Durante estos, los cauces efímeros se reactivan y transportan el agua hacia zonas bajas endorreicas, donde se acumula y forma lagunas que se secan posteriormente por la elevada evaporación. En cuanto a la química del agua subterránea de los manantiales, la misma es de baja salinidad asociada a facies de tipo Na-HCO3, donde la interacción agua-sedimento es el principal determinante de la presencia de iones solubles. Dentro de los procesos geoquímicos condicionantes de la composición del agua se encuentran la disolución de CO2(g), la meteorización de silicatos, el intercambio catiónico y la disolución - precipitación de minerales evaporíticos como la thenardita, trona y halita. Cabe señalar que la meteorización de las rocas volcánicas también regula la presencia de elementos como As, Fe y Mn, los cuales en altas concentraciones pueden ser una limitante de la calidad del agua. La distribución de los mallines depende de la descarga de agua subterránea de los manantiales, identificándose la presencia de mallines de ladera y mallines de planicie aluvial. Los mallines de ladera presentan una morfología alargada y se forman a partir del escurrimiento superficial de la descarga de agua subterránea de los manantiales superiores. Por otro lado, los mallines de planicie aluvial se encuentran en sectores de la planicie aluvial que reciben el aporte del escurrimiento superficial – subsuperficial de las laderas junto con la descarga de los manantiales inferiores. Los resultados obtenidos revelaron la presencia de controles litogenéticos que previamente no habían sido contemplados en los modelos tradicionales sobre la formación de mallines en áreas de mesetas basálticas. Se identificó que la presencia de estructuras de inflación en el techo de los basaltos crea áreas deprimidas que limitan el escurrimiento superficial facilitando una rápida infiltración. A su vez, la presencia de paleorrelieves o paleocanales condicionan los flujos de agua subterránea y determinan que los manantiales y mallines se desarrollen en sectores particulares de las laderas de las mesetas basálticas. Los datos proporcionados en esta tesis aportan información de relevancia para el entendimiento del funcionamiento hidrológico de áreas con mallines en zonas de mesetas volcánicas de Patagonia. Dado que los manantiales y mallines permiten el asentamiento de las poblaciones rurales en estos lugares remotos y que el cambio climático global también afectará a estas zonas, es que el estudio y monitoreo de estos ambientes resulta de vital importancia para generar pautas de manejo del agua y de las pasturas en los mallines que permitan su sustentabilidad. De esta manera, esta tesis doctoral es de relevancia tanto para el conocimiento de acuíferos y manantiales en áreas de escases de agua potable como para el Inventario Nacional de Humedales que aún se encuentra en desarrollo en nuestro país.