Per citar aquest document: http://ddd.uab.cat/record/128807
Evaluating submarine groundwater discharge to the mediterranean sea by using radium isotopes
Rodellas i Vila, Valentí
Garcia Orellana, Jordi, dir.
Masqué Barri, Pere, dir.
Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals

Publicació: [Barcelona] : Universitat Autònoma de Barcelona, 2015
Descripció: 1 recurs electrònic (209 p.)
Resum: La descàrrega d'aigua subterrània al mar (SGD, en les seves sigles en anglès) es defineix com a qualsevol flux d'aigua a través del marge continental des del substrat marí cap a la columna d'aigua del mar. La SGD inclou, doncs, aigua dolça d'origen continental i aigua salada que recircula a través de l'aqüífer costaner. A banda de la seva importància en el cicle hidrològic, com a font d'aigua dolça que pot alimentar, per exemple, zones humides, la SGD és considerada una font important de diversos compostos dissolts d'origen terrestre (com ara nutrients, metalls traça o contaminants) cap a l'oceà costaner. Aquests fluxos d'elements dissolts associats a la SGD poden tenir una gran influència en els cicles biogeoquímics dels ambients costaners marins, especialment en zones oligotròfiques i regions semi-àrides, com ara el Mar Mediterrani. Malgrat la importància de la SGD pel desenvolupament dels cicles biogeoquímics marins, els estudis sobre el paper de la SGD com a font de compostos dissolts als ecosistemes costaners del Mar Mediterrani són escassos. A més, a escala de tot el Mar Mediterrani, no existeixen estimacions de la magnitud de la SGD ni dels fluxos de compostos químics associats. L'objectiu principal d'aquesta Tesi Doctoral és avaluar la importància de la descàrrega d'aigua subterrània al Mar Mediterrani, així com el paper que juga com a font de compostos dissolts al mar i la utilitat dels isòtops de radi (Ra) com a traçadors per quantificar la SGD. Amb aquesta finalitat, s'han estudiat tres ambients Mediterranis costaners amb característiques hidrogeològiques diverses: i) una zona humida litoral alimentada per aigua subterrània provinent de diversos aqüífers (Marjal de Peníscola, Castelló); ii) un port natural semi-tancat, amb descàrregues d'aigua subterrània provinents d'un sistema calcari carstificat, i influenciat per la resuspensió freqüent de sediments (Port de Maó, Illes Balears); i iii) una badia oberta al mar amb descàrrega difusa d'aigua subterrània a través d'un aqüífer detrític superficial (Badia de Palma, Illes Balears). A banda d'aquestes tres zones d'estudi, també s'ha dut a terme un estudi general a tota la conca amb la finalitat d'obtenir una primera estimació de la SGD a tot el Mar Mediterrani, així com dels fluxos de nutrients associats a aquesta descàrrega. Els resultats derivats d'aquests estudis aporten nous coneixements en l'aplicació dels isòtops de Ra com a traçadors de SGD i realcen la seva idoneïtat en un ampli ventall de sistemes amb característiques hidrogeològiques diverses. Els isòtops de Ra han estat utilitzats amb èxit per a quantificar fluxos de nutrients cap al mar i, per primera vegada al Mar Mediterrani, s'ha quantificat els fluxos de metalls traça associats a la SGD, evidenciant la rellevància de la SGD com a font d'aquests compostos en ambients marins. L'avaluació de la SGD a tota la conca ha permès estimar la descàrrega d'aigua subterrània a tot el Mar Mediterrani ((0. 2 – 4. 3)·1012 m3·yr-1), demostrant que la SGD és un procés rellevant a llarga escala i d'una magnitud, per exemple, superior a les entrades d'aigua fluvial. A més, s'ha estimat que la SGD representa una font important de nutrients dissolts a tot al Mar Mediterrani, d'una magnitud comparable a les fonts externes considerades tradicionalment (i. e. aportacions atmosfèriques i del rius). Aquesta nova concepció de la magnitud de la SGD i dels seus fluxos associats demostra la rellevància de la SGD en els cicles biogeoquímics del Mar Mediterrani, accentuant la necessitat d'incloure aquests procés en futurs estudis marins, tan costaners com globals.
Resum: Submarine groundwater discharge (SGD) is defined as any flow of water through the continental margin from the seabed to the coastal ocean, including fresh meteoric groundwater and seawater recirculating through coastal aquifers. SGD has been recognized as a major component of the hydrological cycle and a significant source of various dissolved terrestrial compounds (e. g. nutrients, trace metal, carbon, contaminants) to the coastal ocean. These fluxes of chemical elements via SGD may have a profound impact on the biogeochemical cycles of the receiving water bodies. This can be especially relevant in oligotrophic and semi-arid regions, such as the Mediterranean Sea. However, and despite the potential importance of SGD in regulating coastal biogeochemical cycles of the Mediterranean Sea, there is still a lack of detailed assessments on the relevance of SGD as a source of chemical constituents into this basin. Indeed, the magnitude of SGD to the entire Mediterranean basin and its associated fluxes of dissolved compounds have never been evaluated. The main objective of this PhD Thesis is to evaluate the importance of SGD in the Mediterranean Sea by using radium (Ra) isotopes, paying attention to the role that SGD plays as a source of dissolved chemical compounds to the sea and to the use of Ra isotopes as SGD tracers. To this aim, contrasting Mediterranean coastal environments were selected, including: i) a coastal wetland nourished by groundwater inflowing from several aquifers (Peníscola marsh, Castelló); ii) a semi-enclosed embayment highly influenced by bottom sediments (Port of Maó, Minorca, Balearic Islands); and iii) a detrital bay open to the sea (Palma Bay, Majorca, Balearic Islands). Aside from these three specific sites, the first appraisal of the magnitude of SGD into the entire Mediterranean Sea was also conducted, demonstrating its significance as a source of dissolved compounds in a basin-wide scale. Results from these studies provide new insights into the use of Ra isotopes as tracers to quantify SGD and underline their suitability in a wide range of Mediterranean hydrogeological settings. We successfully applied them to estimate SGD-driven fluxes of dissolved nutrients and, for the first time, trace metals to a coastal Mediterranean area, stressing the role SGD may play as a source of these constituents to the marine environment. We show that SGD is a volumetrically important process in the Mediterranean Sea, contributing up to (0. 2–4. 3)·1012 m3·yr-1, a magnitude that is significantly larger than riverine discharge. SGD also represents a major source of dissolved nutrients to the basin, rivaling the conventional external sources (i. e. atmospheric deposition and river discharge). This new understanding of the magnitude of SGD and its associated chemical fluxes demonstrates the profound implications of SGD in the biogeochemical cycles of the Mediterranean Sea, emphazising the need for its consideration in coastal and basin-wide studies.
Nota: Tesi doctoral - Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals, 2014
Drets: L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons Creative Commons
Llengua: Anglès.
Document: Tesis i dissertacions electròniques ; doctoralThesis ; publishedVersion
Matèria: Radi ; Radium ; Mar mediterrani ; Mediterranean sea ; Aigua subterrània ; Submarine groundwater discharge
ISBN: 9788449049255

Adreça alternativa: http://hdl.handle.net/10803/285061


209 p, 3.8 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals (ICTA)
Documents de recerca > Tesis doctorals

 Registre creat el 2015-02-03, darrera modificació el 2016-06-04



   Favorit i Compartir