Metodología polínica ambiental (MEPAM) para estudios hidrogeológicos en zonas cársticas. Caso Joya de Luna-Guaxcamá, S.L.P.

Abstract

"En la región central de México existen zonas con extensos afloramientos de rocas calcáreas plegadas formando sistemas montañosos con intenso desarrollo cárstico. El abastecimiento de agua en esta región se logra en una parte importante de acuíferos controlados por el sistema cárstico. Aquí se analiza el flujo subterráneo entre la localidad Joya de Luna (en una parte elevada de montaña) y Guaxcamá topográficamente más baja, para determinar si existe conexión entre ambas zonas y comprobar si el agua infiltrada en la parte alta se capta en la parte baja en aprovechamientos como manantiales. Se propone un método novedoso para identificar la conectividad hidráulica entre la zona de recarga y de descarga en un sistema cárstico y fracturado utilizando granos de polen como trazadores, denominada Metodología Polínica Ambiental (MEPAM). Para contrastar y examinar la viabilidad de este método se emplearon datos isotópicos de deuterio y oxígeno-18; se empleó además el exceso de deuterio como un factor para el análisis hidrogeológico. Se documentó el tipo de familias o especies existentes en la zona de recarga Joya de Luna y en la zona de descarga en Guaxcamá, mediante la colecta de polen directamente de la flor en un radio de 5 km con respecto a cada punto de muestreo de agua de las zonas de recarga-descarga y se generó una base de datos con 41 especies polínicas para la caracterización morfológica. Posteriormente se hizo una recolecta de 135 muestras de agua subterránea con granos de polen suspendidos en cinco norias en la zona de recarga y diez manantiales en la zona de descarga. El análisis de especies mostró que granos de polen de las especies de Zea mays, Avena sativa, Cicer arietinum y Quercus sp., característicos solo de la zona de recarga, se presentaban en las muestras de agua de la zona de descarga. Los resultados polínicos fueron congruentes con los obtenidos a partir de datos isotópicos y permitieron identificar dos rutas con conexión hidráulica, denominadas G1 y G2. Para cada una de estas rutas se estableció la conexión hidráulica entre muestras de la zona de recarga y muestras de la zona de descarga. En ambas zonas se presentaron granos de Zea mays, Avena sativa, y Cicer arietinum. El polen de la familia Quercus sp., propio de la zona montañosa, se detectó en las muestras de tres puntos de la zona de recarga y siete puntos de la zona de descarga. "

"Extensive outcrops of folded limestone rocks forming mountainous systems with intense karst development are found in areas of central Mexico. An important part of the water supply in these areas is derived from aquifers controlled by the karst system. We analyzed the underground flow between the towns of Joya de Luna (in an elevated part of the mountain) and Guaxcamá, topographically lower, to establish if there is a connection between these zones, and corroborate if the water infiltrated in the upper part is captured in lowland springs. A new method is proposed to qualitatively assess the hydraulic connectivity between the recharge and discharge zones in a karst and fractured system using pollen grains as tracers. Deuterium and oxygen-18 isotopic data were used to compare and evaluate the suitability of this method; in addition, excess deuterium was used as a factor in the hydrogeological analysis. Through a survey of the vegetation present within a 5 km radius in both zones, the pollen families existing in the recharge zone Joya de Luna and the discharge zone in Guaxcama were documented, and a database with 41 pollen species was generated for morphological characterization. Subsequently, 135 groundwater samples with suspended pollen grains were collected from 5 water wells in the recharge zone and 10 water springs in the discharge zone. The species analysis showed that pollen grains of Zea mays, Avena sativa, Cicer arietinum y Quercus sp., characteristic only of the recharge zone, were also present in water samples collected in the discharge area. The pollen-based results were consistent with those obtained with isotopic data; they allowed identifying two routes with hydraulic connection, G1 and G2. For each of these routes an hydraulic connection was established between samples from the recharge zone and the discharge zone. Grains of Zea mays, Avena sativa, and Cicer arietinum were found in samples from both zones. Pollen of Quercus sp., characteristic of the mountainous are was detected three samples of the recharge zone and seven points of the zone of discharge."