Dinámicas estacionales de las concentraciones de CO gaseoso en una cueva kárstica corresponden con las concentraciones acuosas en una columna de agua estancada
Autores: Class, Holger; Keim, Leon; Schirmer, Larissa; Strauch, Bettina; Wendel, Kai; Zimmer, Martin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Dinámicas estacionales de las concentraciones de CO gaseoso en una cueva kárstica corresponden con las concentraciones acuosas en una columna de agua estancada
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Dióxido de carbono disuelto
Agua kárstica
Kárstificación
Agua meteórica
Actividad microbiana
Concentraciones de dióxido de carbono acuoso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
El CO disuelto en el agua kárstica es la fuerza impulsora clave de la kárstificación. La reposición de las concentraciones de CO en el agua kárstica ocurre por medio del agua meteórica que se filtra a través de la zona vadosa, donde el CO producido por la actividad microbiana se disuelve. Así, el CO puede ser transportado con el agua que se filtra o en fase gaseosa debido a la ventilación en los sistemas kársticos. Medimos las concentraciones de CO que fluctúan estacionalmente en el aire de una cueva kárstica y su influencia en las concentraciones de CO acuoso a diferentes profundidades de una columna de agua estancada. Los datos observados se compararon con simulaciones numéricas. Los datos evidencian que la disolución mejorada de CO gaseoso impulsada por la densidad en la tabla de agua kárstica es la fuerza impulsora para un rápido aumento de CO acuoso durante períodos de altas concentraciones gaseosas en la cueva, mientras que durante períodos de concentraciones gaseosas más bajas, la disminución de CO acuoso se limita a profundidades de agua poco profundas del orden de 1 m. Esto es significativo porque la disolución de CO impulsada por la densidad no se había considerado previamente relevante para la hidrología kárstica en la literatura. Los intentos de reproducir las concentraciones de CO acuoso medidas con modelado numérico revelaron desafíos relacionados con las demandas computacionales, la discretización y la alta sensibilidad de los procesos a pequeños gradientes de densidad.
Descripción
El CO disuelto en el agua kárstica es la fuerza impulsora clave de la kárstificación. La reposición de las concentraciones de CO en el agua kárstica ocurre por medio del agua meteórica que se filtra a través de la zona vadosa, donde el CO producido por la actividad microbiana se disuelve. Así, el CO puede ser transportado con el agua que se filtra o en fase gaseosa debido a la ventilación en los sistemas kársticos. Medimos las concentraciones de CO que fluctúan estacionalmente en el aire de una cueva kárstica y su influencia en las concentraciones de CO acuoso a diferentes profundidades de una columna de agua estancada. Los datos observados se compararon con simulaciones numéricas. Los datos evidencian que la disolución mejorada de CO gaseoso impulsada por la densidad en la tabla de agua kárstica es la fuerza impulsora para un rápido aumento de CO acuoso durante períodos de altas concentraciones gaseosas en la cueva, mientras que durante períodos de concentraciones gaseosas más bajas, la disminución de CO acuoso se limita a profundidades de agua poco profundas del orden de 1 m. Esto es significativo porque la disolución de CO impulsada por la densidad no se había considerado previamente relevante para la hidrología kárstica en la literatura. Los intentos de reproducir las concentraciones de CO acuoso medidas con modelado numérico revelaron desafíos relacionados con las demandas computacionales, la discretización y la alta sensibilidad de los procesos a pequeños gradientes de densidad.