Hidrogeología y Geocriología
El agua es el principal agente de conducción de corriente eléctrica en el suelo, por lo que los métodos geofísicos electromagnéticos (EM) podrían ser de gran apoyo en las aplicaciones hidrogeológicas y geocriológicas, siendo particularmente sensibles a los parámetros tales como el contenido de agua, su salinidad, su temperatura y estado físico. La magnetotelúrica (MT) tiene la mayor profundidad de investigación entre todos los demás métodos EM y, por lo tanto, es perfectamente adecuada para la exploración de acuíferos de aguas profundas y permafrost.
Estudios de permafrost en el norte de Rusia
Como ejemplo de la exploración de permafrost, consideramos un levantamiento de MT en el área de la Bahía de Khatanga, península de Taymyr, Rusia, donde Nord-West ha recopilado una gran cantidad de datos de MT, con algunas de las líneas de levantamiento cruzando directamente la bahía (las medidas tomadas del hielo durante la temporada de primavera). Como puede verse en la imagen, en su parte terrestre, el permafrost unido al hielo tiene un espesor de unos 500 m y una resistividad de entre 50 y 500 Ωm. Más cerca de la costa, hay unas regiones conductoras, supuestamente asociadas con las zonas de agua de 1 a 20 Ωm. En la parte superior de la sección, debajo de la bahía de Khatanga, se identifica una capa de las rocas descongeladas con un espesor de unos 200 m y una resistividad menos de 10 Ωm. La capa congelada debajo de la bahía se manifiesta por una resistividad más baja (30–100 Ωm) en comparación con la de su parte terrestre. Lo que aparentemente se debe a la presencia de temperaturas de fondo elevadas y, probablemente, a una mayor salinidad de los fluidos que permiten la existencia de agua descongelada dentro de esta capa [Piskunova et al., 2018].
Como ejemplo de la exploración de permafrost, consideramos un levantamiento de MT en el área de la Bahía de Khatanga, península de Taymyr, Rusia, donde Nord-West ha recopilado una gran cantidad de datos de MT, con algunas de las líneas de levantamiento cruzando directamente la bahía (las medidas tomadas del hielo durante la temporada de primavera). Como puede verse en la imagen, en su parte terrestre, el permafrost unido al hielo tiene un espesor de unos 500 m y una resistividad de entre 50 y 500 Ωm. Más cerca de la costa, hay unas regiones conductoras, supuestamente asociadas con las zonas de agua de 1 a 20 Ωm. En la parte superior de la sección, debajo de la bahía de Khatanga, se identifica una capa de las rocas descongeladas con un espesor de unos 200 m y una resistividad menos de 10 Ωm. La capa congelada debajo de la bahía se manifiesta por una resistividad más baja (30–100 Ωm) en comparación con la de su parte terrestre. Lo que aparentemente se debe a la presencia de temperaturas de fondo elevadas y, probablemente, a una mayor salinidad de los fluidos que permiten la existencia de agua descongelada dentro de esta capa [Piskunova et al., 2018].
Imagen de resistividad en la bahía de Khatanga, Rusia.
1 – permafrost adherido al hielo, 2 – agua descongelada (de Piskunova et al., 2018)
Exploración de acuíferos profundos en Zagros, Irán
La falta de agua dulce es uno de los problemas socioeconómicos más agudos de Irán. Para evaluar las perspectivas y la exploración de acuíferos profundos, en 2015 - 2017 las empresas Nord-West y ZAPCE Ltd. llevaron a cabo estudios regionales de MT en el cinturón plegable de Zagros.
Un rasgo característico de todas las imágenes de resistividad obtenidas es un gran contraste de resistividad: desde unas fracciones hasta miles de Ohm⋅m. Los valores de resistividad más bajos están asociados con las rocas porosas y fracturadas, saturadas con los fluidos de alta salinidad (C1). Estas zonas tienen una forma compleja y ocurren a profundidades de 5 a 15 km y están sustentadas por una capa resistiva, la que interpretamos como el sal de la formación Ormuz (1). Las zonas de alta resistividad (R3) corresponden a las calizas y dolomías consolidadas del Mesozoico/Paleozoico.
En las partes nororientales de los perfiles, fuera del cinturón plegado, identificamos las fallas profundas y varias zonas conductivas (C2), probablemente asociadas con los fluidos profundos y/o transformación hidrotermal de rocas. Las zonas resistivas (R2) corresponden a los cuerpos intrusivos típicos de la parte euroasiática de Irán y se conocen a partir de datos geológicos de superficie (zona Sanandaj-Sirjan).
Vale la pena mencionar que las secciones geoeléctricas obtenidas son los primeros datos sobre la estructura de la parte superior de la corteza terrestre de High Zagros, obtenidos por el método MT.
La falta de agua dulce es uno de los problemas socioeconómicos más agudos de Irán. Para evaluar las perspectivas y la exploración de acuíferos profundos, en 2015 - 2017 las empresas Nord-West y ZAPCE Ltd. llevaron a cabo estudios regionales de MT en el cinturón plegable de Zagros.
Un rasgo característico de todas las imágenes de resistividad obtenidas es un gran contraste de resistividad: desde unas fracciones hasta miles de Ohm⋅m. Los valores de resistividad más bajos están asociados con las rocas porosas y fracturadas, saturadas con los fluidos de alta salinidad (C1). Estas zonas tienen una forma compleja y ocurren a profundidades de 5 a 15 km y están sustentadas por una capa resistiva, la que interpretamos como el sal de la formación Ormuz (1). Las zonas de alta resistividad (R3) corresponden a las calizas y dolomías consolidadas del Mesozoico/Paleozoico.
En las partes nororientales de los perfiles, fuera del cinturón plegado, identificamos las fallas profundas y varias zonas conductivas (C2), probablemente asociadas con los fluidos profundos y/o transformación hidrotermal de rocas. Las zonas resistivas (R2) corresponden a los cuerpos intrusivos típicos de la parte euroasiática de Irán y se conocen a partir de datos geológicos de superficie (zona Sanandaj-Sirjan).
Vale la pena mencionar que las secciones geoeléctricas obtenidas son los primeros datos sobre la estructura de la parte superior de la corteza terrestre de High Zagros, obtenidos por el método MT.
Imagen de resistividad con una interpretación geológica a lo largo de cuatro perfiles regionales (E1, E2, E3 y E4) en High Zagros (Arsenjan Block). La distancia entre los sitios de adquisición (no mostrados) fue de 1 km. La relación de escala vertical-horizontal es de 1:1. Zonas y capas conductoras: C1 – zonas saturadas de fluidos, C2 – zona de alteración hidrotermal, C3 – sedimentos cenozoicos. Zonas y capas resistivas: R1 - cuenca cristalina, R2 - intrusiones, R3 - rocas consolidadas mesozoicas. 1 – Sal de la formación de Ormuz, 2 – Zonas saturadas de fluido o alteradas hidrotermalmente, 3 – Corrimiento principal de Zagros, 4 – Otras fallas.