Caracterización tridimensional de las cuevas dentro del acuífero kárstico profundo del Gran Cañón

Área de la Ciencia:

• Geología
• Hidrología
• Geomorfología

Sus antecedentes:

• El flujo de agua subterránea en los acuíferos kársticos es difícil de estudiar debido a las complejas e inaccesibles redes de conductos y fracturas.
• Los métodos tradicionales de rastreo de tintes en el Parque Nacional del Gran Cañón tienen un alcance limitado para la extrapolación de trayectorias de flujo a gran escala.
• Los manantiales en el Gran Cañón son vitales para los ecosistemas y las operaciones del parque, lo que requiere una mejor comprensión de sus fuentes de agua subterránea.

Objetivo del estudio:

• Introducir y validar una metodología móvil basada en lidar para caracterizar las estructuras que definen el flujo de las aguas subterráneas en los acuíferos kársticos.
• Para recopilar eficientemente datos 3D de alta resolución de sistemas remotos de cuevas dentro del Parque Nacional del Gran Cañón.
• Identificar los controles geológicos en las vías de flujo de agua subterránea en el acuífero kárstico del borde norte.

Principales métodos:

• Se desplegó un sistema lidar móvil para recopilar datos 3D a escala de centímetros dentro de las cuevas de corriente activa.
• Los datos se recopilaron de más de 10 km de cuevas en las rocas calizas de Redwall y Muav en el borde norte del Gran Cañón.
• La precisión de la metodología lidar se evaluó comparándola con los mapas de cuevas tradicionales, logrando un error de composición inferior al 0,5%.

Principales resultados:

• La metodología lidar resolvió con éxito las estructuras que definen el flujo de agua subterránea dentro del acuífero kárstico.
• Se encontró que las estructuras geológicas, como los conjuntos de articulaciones y el baño de lechos, son consistentes a través de kilómetros de pasajes de cuevas.
• Estas estructuras consistentes indican que el flujo de agua subterránea está controlado por características geológicas regionales.

Conclusiones:

• El flujo de aguas subterráneas en el borde norte del Parque Nacional del Gran Cañón explota conjuntos conjuntos y caídas de lecho, influenciados por fallas regionales y elevación.
• La caracterización estructural derivada del lidar móvil proporciona datos cruciales para identificar los patrones de flujo de la red cárstica.
• Esta metodología avanzada ofrece información sobre la dinámica de las aguas subterráneas que antes no se podía obtener mediante métodos tradicionales.