Improving the Use of Radium Isotopes and Radon as Tracers of Submarine Groundwater Discharge

Tesi d’estudis: Tesi doctoral

Resum

Els traçadors naturals són substàncies que es troben presents al medi i que representen una eina central en diferents disciplines científiques, proporcionant informació sobre processos i sistemes. En hidrologia i oceanografia, aquests objectes científics han esdevingut fonamentals per entendre processos invisibles o amb escales temporals que difereixen de la humana. La descàrrega submarina d’aigües subterrànies (SGD, per les seves sigles en anglès) és un procés que ha estat estretament relacionat amb l’ús de traçadors naturals. El procés, que consisteix en la descàrrega d’aigua d’origen terrestre o marí dels aqüífers costaners a l’oceà, ha sigut reconegut com un procés crucial modulant els cicles biogeoquímics costaners, controlant els ecosistemes marins i proporcionant multitud de serveis ecosistèmics a la societat. Els traçadors radioactius dels isòtops de radi i radó representen la tècnica més utilitzada per avaluar la magnitud i les implicacions d’aquest procés en una gran varietat de sistemes costaners, des de petites cales a oceans sencers. No obstant això, l’ús d’aquests radionúclids com a traçadors de la SGD és complex i requereix un coneixement profund en tots els passos necessaris per a la quantificació de la SGD mitjançant aquesta tècnica. Aquesta tesi doctoral explora l’ús dels isòtops de radi i radó com a traçadors de la SGD analitzant algunes de les mancances que presenta l’aplicació d’aquesta tècnica, com ara les relacionades amb (1) les tècniques analítiques per mesurar i quantificar aquests radionúclids, (2) el seu comportament geoquímic en sistemes hidrològics i (3) les seves aplicacions hidrològiques i oceanogràfiques. En relació amb les tècniques analítiques, aquesta tesi inclou una avaluació de la sistemàtica de quantificació del sistema RaDeCC, el detector per quantificar isòtops de radi de vida curta més emprat, aportant límits i pautes de quantificació. Aquesta tesi també presenta una anàlisi detallada del comportament dels isòtops de radi i radó en aigües subterrànies mitjançant el desenvolupament d’un nou model de transport de radionúclids. El model permet l’ús d’aquests traçadors per identificar diferents components de la SGD, delimitar la concentració d’aquests traçadors en l’aigua que descarrega al mar, i avaluar les característiques de l’aigua subterrània (per ex., velocitat, temps de trànsit). Finalment, aquesta dissertació presenta un dels primers treballs avaluant les variacions de la SGD induïts per esdeveniments de precipitació extrema utilitzant els isòtops de radi com a traçadors. Aquest treball emfatitza la importància que aquests esdeveniments episòdics poden tenir pels ecosistemes costaners, la seva rellevància relativa per les estimes anuals de la SGD i les seves implicacions en escenaris futurs de canvi climàtic. Amb tot, els treballs presentats en aquesta tesi doctoral contribueixen a millorar el coneixement actual sobre l’ús dels isòtops de radi i radó com a traçadors de processos ambientals i sobre la magnitud i implicacions de la descàrrega submarina d’aigua subterrània.
Data del Ajut19 de maig 2022
Idioma originalAnglès
SupervisorGarcia Orellana, Jordi (Director/a) & Valenti Rodellas Vila (Director/a)

Com citar-ho

'