Seguimiento y caracterización físico-química de gases de efecto invernadero en ambientes subterráneos hipogénicos activos: caso de la Sima del Vapor (Alhama de Murcia)

Abstract

Los mecanismos hidrogeoquímicos implicados en los procesos espeleogenéticos activos de carácter hipogénico son especialmente efectivos en las cavidades hidrotermales vinculadas a las fallas con actividad sísmica. Estas cavidades pueden albergar atmósferas subterráneas con una particular composición de gases endógenos. Por ejemplo, con dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4) relacionados con la actividad sismo-tectónica actual, o bien con signos residuales de la desgasificación de las aguas subterráneas enriquecidas con estos gases o con un origen de fuentes profundas geotermales. En este estudio abordamos algunos aspectos clave referentes a la generación, mezcla y procesos biogeoquímicos implicados en la dinámica de gases endógenos en un sistema kárstico hipogénico excepcionalmente activo (Sima del Vapor, Alhama de Murcia). Este estudio se basa en la monitorización de las condiciones micro-meteorológicas y de la composición gaseosa del aire subterráneo, combinado con un seguimiento de la geoquímica isotópica del dióxido de carbono y el metano (fracción molar y δ13C).

The hydro-geochemical mechanisms involve on the active hypogene karstification are specially effectives in caves associated with faulting and geothermal activity. These caves can potentially harbour subterranean atmospheres with distinctive composition of endogenous gases. For instance, carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) influenced by the current seismotectonic activity, or with residual gas coming from degassing of groundwater or deep-sourced geothermal gases. In this study, we provide key insight into the sourcing, mixing, and biogeochemical processes involved in the dynamic of deep endogenous gas formation in an exceptionally dynamic hypogenic karst system (Sima del Vapor, Alhama de Murcia). Monitoring of microclimate conditions and gas composition of underground air were used in combination with an isotopic tracking of carbon dioxide and methane (molar fractions and their δ13C values).