José María Calaforra Presentación para el Foro de Debate del Glocharid -

1. GLOCHARID Subproyecto Medio Subterráneo José María Calaforra Chordi Ángel Fernández Cortés Laura Sanna Fernando Gázquez Sánchez GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010

2. INTRODUCCIÓN GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Las áreas kársticas están actualmente consideradas, desde el punto de vista científico, como zonas estratégicas para las investigaciones relacionadas con el Cambio Climático.

3. OBJETIVOS GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Estudiar la información paleoclimática de espeleotemas yesíferos de depósito holocénico y actual depositados en las especiales condiciones de aridez del Karst en yesos de Sorbas.

4. OBJETIVOS GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Caracterizar el patrón actual de la relación causa-efecto entre la temperatura y el contenido en dióxido de carbono, como parámetros clave para el estudio del cambio climático a diferentes escalas y desde una perspectiva del papel fuente/sumidero de los ambientes kársticos subterráneos en la dinámica global del CO 2 .

5. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Las cuevas y los espeleotemas son un excelente recurso para reconstrucciones paleoclimaticas y previsiones del clima futuro. (foto A. Cossu)

6. ANTECEDENTES GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 El estudio de espeleotemas con fines paleoclimáticos es una línea de investigación que se viene desarrollando desde hace más de cuatro décadas y que ha permitido reconstruir el clima del pasado reciente en numerosas áreas kársticas del planeta. (Lauritzen & Lundberg, 1999)

7. GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Los isótopos de oxígeno y carbono son uno de los mejores marcadores en el ciclo hidrológico, en particular en el Mediterráneo, sobre todo en el ámbito de la predicción del cambio global. ANTECEDENTES (De Muro et al., 2003)

8. GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Los estudios microclimáticos en cavidades están permitiendo conocer la respuesta de los sistemas subterráneos al ambiente externo. Investigaciones recientes sobre la dinámica microclimática y geoquímica ponen de relieve que los sistemas kársticos pueden comportarse como reservorios de CO 2 . ANTECEDENTES

9. ZONAS MÁS VULNERABLES GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Sistemas kársticos en materiales evaporíticos (yesos) del sureste semiárido de la Penísula Iberica: ejemplarizado en el Karst en yesos de Sorbas (Almería) Microambientes: Aguas subterráneas en sistemas kársticos, desde un punto de vista multidisciplinar: caracteríticas físico-química, contenido isotópico, bioindicadicadores (entomofauna). Atmósfera subterránea (cavidades) Depósitos minerales en cavidades (espeleotemas)

11. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Importancia de las cavidades kársticas en la dinámica entre CO 2 atmosférico y aire hipogeo (con valores medios 10 veces superiores a la concentración media atmosférica ). El estudio espacio-temporal del gradiente térmico y, en particular las variaciones de CO 2 en las atmósferas semiconfinadas, supone un punto de partida en la alerta temprana de cambios climáticos detectados a escala local y regional (zonas semiáridas).

12. POSIBLES REPERCUSIONES GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Los cambios en la precipitación y en los recursos hídricos tienen un gran impacto socio-económico importante.

13. INDICADORES PRELIMINARES GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Variabilidad natural del CO 2 y origen mediante estudio de la señal δ 13 C Inercia térmica de las cavidades y variaciones estacionales e interanuales Análisis de isótopos estables de precipitados de calcita y/o yeso actuales y agua de goteo Tasa de crecimiento actual de las concreciones

14. METODOLOGÍA: 1-Espeleotemas GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Análisis de bandeados de espeleotemas mediante técnicas isotópicas (isótopos estables) y dataciones de los mismos mediante métodos radiactivos serie U-Th (eventualmente 14 C en espeleotemas recientes). Protocolo y periodicidad de muestro. Ubicaciones de muestreo. Cavidades semiáridas del Sureste de Andalucía donde se presenten espeleotemas yesíferos y carbonatados Material necesario. (De Muro et al., 2003)

15. METODOLOGÍA: 2-Microclima GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Monitorización mediante sondas de alta precisión (dada la estabilidad de las cavidades kársticas) de la temperatura y CO 2 en continuo. Análisis de isótopos ambientales del Carbono. Protocolo y periodicidad de muestro. Ubicaciones de muestreo. Material necesario. (Badino G., comun. Pers.)

16. UTILIDAD GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Interpretación de los indicadores permitirá conocer cómo responde el sistema atmósfera-suelo-roca de la cavidad a los cambios climáticos externos a lo largo del tiempo. Pequeñas variaciones interanuales de los indicadores en la actualidad podrán ser cotejadas con su evolución pretérita, permitiendo una aproximación climática (temperatura, lluvias, etc) en el área de estudio a medio y largo plazo. (Calaforra et al., 2008)

17. LAGUNAS DE INVESTIGACIÓN GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 El papel de los sistemas kársticos en el ciclo global del carbono no está del todo claro, especialmente a nivel de mecanismos y procesos físico-químicos implicados. Calibración de la señal de δ 18 O y δ 13 C, en aire-agua-roca encajante y espeleotemas, como proxies o indicadores climáticos a la vez que se obtiene un registro continuo y simultáneo de concentración de CO 2 .

18. CONCLUSIONES GLOCHARID - Subproyecto Medio Subterráneo – Almería 19-20/10/2010 Uso conjunto de minerales precipitados en cuevas (espeleotemas) y la microclimatología de cavidades, nos permitirá conocer la evolución del clima pasado y actual, con aplicación a la predicción de los efectos del Cambio Global

19. Referencias significativas: Serrano-Ortiz, P.; Roland, M.; Sánchez-Moral, S.; Janssens, I.A.; Domingo, F.; Goddéris, Y.; Kowalski, A.S. (2010). Hidden, abiotic CO 2 flows and gaseous reservoirs in the terrestrial carbon cycle: Review and perspectives. Agricultural and Forest Meteorology (in press): doi:10.1016/j.agrformet.2010.01.002. Gombert, P., 2002. Role of karstic dissolution in global carbon cycle. Global Planetary Change 33: 177–184. Yuan Daoxian, G. (1997). The carbon cycle in karst. Zeitschrift für Geomorphologie 108 (Supplementbände): 91–102. Liu, Z. y Zhao, J. (2000). Contribution of carbonate rock weathering to the atmospheric CO 2 sink. Environmental Geology 39: 1053-1058. Liu, Z.; Dreybrodt, W.; Wang, H. (2008). A possible important CO 2 sink by the global water cycle. Chinese Science Bulletin 53(3): 402-407.