Tracking the water fingerprints of Cocos Island: A stable isotope analysis of precipitation, surface water, and groundwater
Fecha
2016
Autores
Corrales, José L
Sánchez Murillo, Ricardo
Esquivel-Hernandez, Germain
Herrera Herrera, Esteban
Boll, Jan
Título de la revista
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Título del volumen
Editor
Revista de Biología Tropical
Resumen
The use of stable isotopes of water, both δ2H and δ18O has provided novel insights in hydrological studies, ecological applications, understanding climate variability, and reconstructing paleoclimate. However, information on the stable isotope composition of water in tropical marine island environments is normally scarce within the Central America Isthmus. Here, we present the first isotopic characterization of precipitation, surface water, and groundwater at Cocos Island, Costa Rica within the eastern tropical Pacific Ocean region. Our results show that the Cocos Island MWL can be described as: δ2H=8.39·δ18O+13.3; r2=0.98 (n=29). Dry season rainfall events ranged from -4.9 ‰ δ18O up to -2.4 ‰ δ18O with a mean d-excess of 13.2 ‰. By the beginning of May, the Intertropical Convergence Zone reaches Costa Rica resulting in a notable depletion in isotope ratios (up to -10.4 ‰ δ18O and -76.2 ‰ δ2H). During the wet season, δ18O composition averaged -6.1 ‰ δ18O and -38.5 ‰ δ2H with a mean d-excess of 9.9 ‰. HYSPLIT air mass back trajectories indicate a strong influence on the origin of precipitation of two main moisture transport mechanisms, the northeasterly (January-May) and southwesterly (May-November) trade winds. Small seasonal variations were observed in the isotopic composition of surface water throughout the year with mean values ranging from -3.9 ‰ δ18O (dry season, n=19) up to -4.8 ‰ δ18O (wet season, n=13). Groundwater samples exhibited a similar trend with more depleted composition during the wet season (-5.2 ‰ δ18O and -29.8 ‰ δ2H). Overall, the marine isotopic composition measured in meteoric water at Cocos Island serves to better delineate the isotopic contribution of Pacific moisture towards the Central America Isthmus. It also provides a valuable isotopic reference to discriminate from orographic distillation and Caribbean enriched rainfall inputs in continental studies.
El uso de isótopos estables de agua, tanto δ2H como δ18O, ha proporcionado nuevos conocimientos en hidrología, estudios, aplicaciones ecológicas, comprensión de la variabilidad climática y reconstrucción del paleoclima. Sin embargo, La información sobre la composición de isótopos estables del agua en los entornos de las islas marinas tropicales suele ser escasa, dentro del istmo de Centroamérica. A continuación, presentamos la primera caracterización isotópica de precipitación, superficie agua y agua subterránea en la Isla del Coco, Costa Rica, dentro de la región tropical oriental del Océano Pacífico. Nuestros resultados demuestran que el MWL de la Isla del Coco se puede describir como: δ2H = 8.39 · δ18O + 13.3; r2 = 0,98 (n = 29). Lluvias en la estación seca los eventos variaron desde -4,9 ‰ δ18O hasta -2,4 ‰ δ18O con un exceso d medio de 13,2 ‰. A principios de mayo, la Zona de Convergencia Intertropical llega a Costa Rica resultando en un notable agotamiento de las proporciones de isótopos (hasta -10,4 ‰ δ18O y -76,2 ‰ δ2H). Durante la estación húmeda, la composición de δ18O promedió -6,1 ‰ δ18O y -38,5 ‰ δ2H con un exceso d medio de 9,9 ‰. Las trayectorias de retroceso de la masa de aire de HYSPLIT indican una fuerte influencia en el origen de precipitación de dos mecanismos principales de transporte de humedad, el noreste (enero-mayo) y el suroeste (mayo-noviembre) vientos alisios. Se observaron pequeñas variaciones estacionales en la composición isotópica de la superficie, agua durante todo el año con valores medios que van desde -3,9 ‰ δ18O (estación seca, n = 19) hasta -4,8 ‰ δ18O (temporada de lluvias, n = 13). Las muestras de agua subterránea exhibieron una tendencia similar con una composición más agotada durante la estación húmeda (-5,2 ‰ δ18O y -29,8 ‰ δ2H). En general, la composición isotópica marina medida en meteórica El agua en la Isla del Coco sirve para delinear mejor la contribución isotópica de la humedad del Pacífico hacia la zona central, Istmo de América. También proporciona una valiosa referencia isotópica para discriminar de la destilación orográfica e Insumos de lluvias enriquecidas en el Caribe en estudios continentales. Rev. Biol. Trop. 64 (Supl. 1): S105-S120.
El uso de isótopos estables de agua, tanto δ2H como δ18O, ha proporcionado nuevos conocimientos en hidrología, estudios, aplicaciones ecológicas, comprensión de la variabilidad climática y reconstrucción del paleoclima. Sin embargo, La información sobre la composición de isótopos estables del agua en los entornos de las islas marinas tropicales suele ser escasa, dentro del istmo de Centroamérica. A continuación, presentamos la primera caracterización isotópica de precipitación, superficie agua y agua subterránea en la Isla del Coco, Costa Rica, dentro de la región tropical oriental del Océano Pacífico. Nuestros resultados demuestran que el MWL de la Isla del Coco se puede describir como: δ2H = 8.39 · δ18O + 13.3; r2 = 0,98 (n = 29). Lluvias en la estación seca los eventos variaron desde -4,9 ‰ δ18O hasta -2,4 ‰ δ18O con un exceso d medio de 13,2 ‰. A principios de mayo, la Zona de Convergencia Intertropical llega a Costa Rica resultando en un notable agotamiento de las proporciones de isótopos (hasta -10,4 ‰ δ18O y -76,2 ‰ δ2H). Durante la estación húmeda, la composición de δ18O promedió -6,1 ‰ δ18O y -38,5 ‰ δ2H con un exceso d medio de 9,9 ‰. Las trayectorias de retroceso de la masa de aire de HYSPLIT indican una fuerte influencia en el origen de precipitación de dos mecanismos principales de transporte de humedad, el noreste (enero-mayo) y el suroeste (mayo-noviembre) vientos alisios. Se observaron pequeñas variaciones estacionales en la composición isotópica de la superficie, agua durante todo el año con valores medios que van desde -3,9 ‰ δ18O (estación seca, n = 19) hasta -4,8 ‰ δ18O (temporada de lluvias, n = 13). Las muestras de agua subterránea exhibieron una tendencia similar con una composición más agotada durante la estación húmeda (-5,2 ‰ δ18O y -29,8 ‰ δ2H). En general, la composición isotópica marina medida en meteórica El agua en la Isla del Coco sirve para delinear mejor la contribución isotópica de la humedad del Pacífico hacia la zona central, Istmo de América. También proporciona una valiosa referencia isotópica para discriminar de la destilación orográfica e Insumos de lluvias enriquecidas en el Caribe en estudios continentales. Rev. Biol. Trop. 64 (Supl. 1): S105-S120.