Interaction between karstic aquifers and allogenic rivers: the aquifer of the national park of the ephemeral river Lobos Canyon (Spain)

A methodology is described for understanding the interaction of karstic aquifers with allogenic rivers, where little information is available. This methodology includes conventional hydrogen- ology methods tracer tests and measurements of flow into, out of and circulating within the karstic system. The method is designed to un- derstand the hydrogeological behaviour of a river in sufficient detail, given a short study pe- riod. The methodology is applied to a karstic system in Spain, obtaining useful, quantitative results for a hydrological year, such as an esti- mate of the water balance, differentiation be- tween autogenic and allogenic natural recharge, relationship and connection between the river and the aquifer, and measurements of infiltration capacity in watercourses under different hydro- logical situations. The paper deals with a useful example that could be applied to other rivers and aquifers where few data are available. It can be applied to aquifers under a natural regime and Mediterranean climate.

Distribució espacial i ús de l'hàbitat de la comunitat de peixos a l'estany de Banyoles

En el marc d'un projecte més ampli sobre la comunitat de peixos de la conca lacustre de Banyoles, s'ha estudiat la distribució espacial de les diferents espècies així com l'ús que aquestes fan de l'hàbitat. El poblament piscícola de l'estany de Banyoles és el resultat d'un llarg historial d'introducció d'espècies exòtiques i extinció de les poblacions autòctones locals. S'ha revisat la seva composició actual detectant un total de 18 espècies (4 autòctones i 14 introduïdes) de les quals només 13 presenten una població estable. L'estudi de l'hàbitat s'ha centrat a l'Estany, l'element principal del sistema lacustre, analitzant per separat la zona litoral i la zona limnètica. En el primer cas s'han realitzat les captures d'individus mitjançant pesca elèctrica des d'una embarcació adaptada per aquesta pràctica. La totalitat del litoral ha estat dividida en trams de característiques homogènies on s'han obtingut les captures per unitat d'esforç per cada espècie. El mostreig s'ha desenvolupat entre l'estiu de 1997 i la primavera del 2000 realitzant un total de 10 campanyes de pesca. Les espècies més abundants al litoral són la perca americana (Micropterus salmoides) i el peix sol (Lepomis gibbosus), essent també presents la perca (Perca fluviatilis), carpa (Cyprinus carpio) i el gardí (Scardinius erythrophthalmus). S'han capturat altres espècies com ara anguila (Anguilla anguilla), bagra (Squalius cephalus), sandra (Sander lucioperca), carpí (Carassius auratus) i madrilleta vera (Rutilus rutilus), però són molt menys abundants en nombre. S'ha examinat, per cadascuna de les espècies, si existeix selecció de l'hàbitat i en cas afirmatiu, quin és el preferent en base a la classificació del litoral en sis tipus de vegetació predominant. Les espècies més abundants, perca americana i peix sol, ocupen tots els hàbitats disponibles però amb una densitat diferent. La perca mostra també una clara selecció de l'hàbitat a favor de les zones molt estructurades amb abundant presència de jonca litoral. Carpa i gardí seleccionen els ambients més fondos amb major presència de matèria orgànica d'origen vegetal procedent del bogar. En general els individus ocupen les zones amb una densitat de vegetació intermèdia, majoritàriament zones de jonca a l'estiu i zones amb mansega a l'hivern, on troben refugi i els recursos tròfics necessaris. La perca americana, a més, presenta una elevada fidelitat a un mateix punt del litoral al llarg de la seva vida. La zona limnètica ha estat prospectada mensualment mitjançant ecosondació, realitzant transectes perpendiculars a l'eix principal de l'Estany, cobrint la seva totalitat. La composició d'espècies s'ha obtingut a partir de les captures fetes amb xarxes (tresmalls) amb periodicitat estacional. L'anàlisi geoestadística de la densitat de peixos ha permès descriure l'estructura espacial d'aquesta a partir dels variogrames, així com la seva variabilitat tant espacial com temporal, i obtenir els mapes de densitat. A l'hivern, la densitat de peixos a la zona limnètica assoleix els seus valors mínims i els individus es troben formant agregats dispersos, pels diferents estrats de fondària. A partir de la primavera la densitat augmenta, pel reclutament i la major freqüència d'individus que abandonen el litoral; la densitat esdevé més homogènia a les primer capes de fondària. A l'estiu la densitat és màxima i l'estrat més homogeni coincideix amb la posició de la termoclina. Aquest estructura varia en disminuir la temperatura i barrejar-se la columna d'aigua, tornant a la situació hivernal. La perca i la madrilleta vera són les espècies predominants en aquest ambient, juntament amb la carpa. La seva distribució no és homogènia i respon a les característiques limnològiques de les diferents cubetes de l'Estany. Una particularitat d'aquest, relacionada amb el seu origen càrstic, es la formació d'una ploma hidrotermal que afecta la distribució dels peixos, probablement en augmentar la terbolesa. S'ha integrat l'ús de l'hàbitat de les espècies que ocupen tant la zona limnètica com la litoral a partir del seguiment d'individus, concretament de perca i bagra. S'ha utilitzat un sistema automàtic de posicionament que estima la localització dels individus marcats amb transmissor de telemetria acústica. L'anàlisi dels desplaçaments mostra un rang superior per la bagra en comparació amb la perca. Ambdues espècies mostren una orientació en els seus desplaçaments. La perca ocupa el litoral a la nit i es desplaça a la zona limnètica de dia, amb un ritme d'activitat marcat per dos màxims coincidint amb la sortida i posta de sol; en canvi la bagra mostra una major activitat nocturna amb zones de repòs properes al litoral. S'ha estimat igualment els dominis vital de cada individu marcat.

Growth rates in modern speleothems from Santana Cave, Brazil, by the Pb-210-method

The Santana Cave is located at the Upper Ribeira Touristic State Park (PETAR-Parque Estadual Turistico do Alto Ribeira) in southern São Paulo State, Brazil. This paper describes Pb-210 activity concentration data in soda straw stalactites samples collected at Salao das Flores in Santana Cave that is a fossil tributary of the cave river. Non-expensive alpha counting following some analytical steps for extracting and depositing Pb-210 were used for providing the Pb-210 data. In the analyzed samples, Pb-210 values of increasingly older samples fitted an exponential curve, thus suggesting that the production of Pb-210 has been constant with time. Also, the near-ideal fit indicated that the growth was uniform and there was no break in the continuous growth. The soda straw growth rates were determined from the best fit to the exponential curve through the Pb-210 activity concentration. The results of the measurements allowed estimate a longitudinal rate corresponding to 1.3 mm/yr and a lateral rate of 0.01 mm/yr, which permitted calculate times of 70 years and 317-498 years for their formation, respectively. The lateral growth rate is compatible with values from studies of chemical weathering rates held under laboratory and natural conditions. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Tracing environmental and cultural changes throughout the Gran Dolina TD10 Middle Pleistocene sequence (Atapuerca, Burgos, Spain)

The well-known eponym El Sidrón has a very special history. It started with the development of a karstic system between two types of rock (sandstone and Neogene conglomerates) as a result of the flow of a small stream. It continued with the use of the cave as a refuge and a hiding place during the Spanish Civil War and the aftermath and with the presence of some endemic species of bats and cave insects

Denitrification and inference of nitrogen sources in the karstic Floridan Aquifer

Aquifer denitrification is among the most poorly constrained fluxes in global and regional nitrogen budgets. The few direct measurements of denitrification in groundwaters provide limited information about its spatial and temporal variability, particularly at the scale of whole aquifers. Uncertainty in estimates of denitrification may also lead to underestimates of its effect on isotopic signatures of inorganic N, and thereby confound the inference of N source from these data. In this study, our objectives are to quantify the magnitude and variability of denitrification in the Upper Floridan Aquifer (UFA) and evaluate its effect on N isotopic signatures at the regional scale. Using dual noble gas tracers (Ne, Ar) to generate physical predictions of N2 gas concentrations for 112 observations from 61 UFA springs, we show that excess (i.e. denitrification-derived) N2 is highly variable in space and inversely correlated with dissolved oxygen (O2). Negative relationships between O2 and δ15N NO3 across a larger dataset of 113 springs, well-constrained isotopic fractionation coefficients, and strong 15N:18O covariation further support inferences of denitrification in this uniquely organic-matter-poor system. Despite relatively low average rates, denitrification accounted for 32 % of estimated aquifer N inputs across all sampled UFA springs. Back-calculations of source δ15N NO3 based on denitrification progression suggest that isotopically-enriched nitrate (NO3-) in many springs of the UFA reflects groundwater denitrification rather than urban- or animal-derived inputs. © Author(s) 2012.

Interpreting the response of a dryland river system to Late Quaternary climate change

A U-series calcrete chronology has been constructed for three Late Quaternary terrace units, termed the D1, D2 and D3 terraces in age descending order, from the Rio Aguas river system of the Sorbas basin, southeast Spain. The D1 terrace formed between 30,300 +/- 4400 year BP and 12,140 +/- 360 year BP, correlating well with the Last Glacial Maximum when rates of sediment supply would have increased greatly, because of higher rates of weathering, reduced vegetation cover and weak soil development. The D2 terrace formed between 12,800 +/- 1100 year BP and 9,600 +/- 530 year BP, correlating well with the Younger Dryas event. The D3 terrace could only be poorly constrained to the early Holocene and no unequivocal cause could be assigned to this period of aggradation. The sedimentology and geomorphology of the D2 terrace suggests, however, that the aggradation of this unit was a response to diapirism/karstic processes occurring within the underlying Messinian gypsum strata and the subsequent damming of the Aguas system. Therefore, despite its coincident occurrence with the Younger Dryas, aggradation of the D2 terrace is unrelated to climate change. The style of this response, controlled predominantly by the characteristics of the underlying bedrock, makes correlating the terrace record of the Aguas with other systems in the Mediterranean unreliable. This study, therefore, highlights the problems of correlating fluvial sequences in regions of variable tectonics, climatic history and bedrock geology and emphasises the need to properly understand the main controls on individual fluvial systems before any attempt is made to correlate their depositional histories. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Identification of glacial meltwater runoff in a karstic environment and its implication for present and future water availability

Glaciers all over the world are expected to continue to retreat due to the global warming throughout the 21st century. Consequently, future seasonal water availability might become scarce once glacier areas have declined below a certain threshold affecting future water management strategies. Particular attention should be paid to glaciers located in a karstic environment, as parts of the meltwater can be drained by underlying karst systems, making it difficult to assess water availability. In this study tracer experiments, karst modeling and glacier melt modeling are combined in order to identify flow paths in a high alpine, glacierized, karstic environment (Glacier de la Plaine Morte, Switzerland) and to investigate current and predict future downstream water availability. Flow paths through the karst underground were determined with natural and fluorescent tracers. Subsequently, geologic information and the findings from tracer experiments were assembled in a karst model. Finally, glacier melt projections driven with a climate scenario were performed to discuss future water availability in the area surrounding the glacier. The results suggest that during late summer glacier meltwater is rapidly drained through well-developed channels at the glacier bottom to the north of the glacier, while during low flow season meltwater enters into the karst and is drained to the south. Climate change projections with the glacier melt model reveal that by the end of the century glacier melt will be significantly reduced in the summer, jeopardizing water availability in glacier-fed karst springs.