South American dust signature in geological archives of the Southern Hemisphere

Patagonian dust is the darling of researchers of paleoclimatic variability of southern South America. However, new chemical data from yet unexplored dust source areas allows for deeper investigation of the geological archives in the region.Fil: Gili, Stefania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Gaiero, Diego Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; Argentin

Arsenic-bearing phases in South Andean volcanic ashes: Implications for As mobility in aquatic environments

Three samples of volcanic ashes collected after eruptions of the volcanos Hudson in 1991, Chaitén in 2008 and Puyehue in 2011 were analyzed in order to define the solid speciation of arsenic and the dynamics of its release to the aqueous phase. The bulk chemical and mineralogical characterization of the samples was performed by ICP/OES, DRX, and SEM/EDS analyses. The chemical composition of the near surface region (first 2-10. nm), along with the As and Fe solid speciation was performed by XPS. Batch experiments were conducted to evaluate the kinetics of the arsenic release under variable pH conditions. The integrated analysis of these data indicates that arsenic compounds are concentrated onto the ash surface in the form of As(III)-S and As(V)-O species. The As(III) species have been assigned to arsenian pyrite, while As(V)-O compounds have been assigned to adsorbed arsenate ions or Fe arsenate salts precipitated as thin coatings.Although the main As carrier in the studied volcanic ashes is Al-silicate glass, this phase is stable at the neutral pH that dominates the aqueous reservoirs of the area affected by ashfall. Thus, its contribution to the pool of dissolved arsenic is minor. Higher contributions are clearly associated with the more mobile As species that concentrate onto the surface of Al-silicate glass. This more available arsenic represents less than 6% of the total measured arsenic.Fil: Bia, Gonzalo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Borgnino Bianchi, Laura Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Gaiero, Diego Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Garcia, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; Argentin

Depósitos limolíticos eocenos de la Formación Lumbrera superior (Salta, Argentina): discusión sobre el posible origen eólico

Este estudio comprende el análisis de los depósitos limolíticos basales de la Formación Lumbrera superior (unidad cuspidal del Grupo Salta), de edad Eoceno medio, los cuales se encuentran ubicados en la localidad de El Simbolar y Río Juramento, provincia de Salta. Los resultados de los análisis petrográficos, macro y microfaciales, granulométricos y mineralógicos se exponen en este trabajo con la finalidad de discutir el posible origen eólico y el escenario paleogeográfico que pudo haber contribuido a su formación. La Formación Lumbrera superior está formada por espesas sucesiones de material mayormente limolítico de intenso color rojizo, de distribución mantiforme, groseramente estratificada en la cual se reconocieron cinco litofacies sedimentarias: Limolita bioturbada, Limolita calcárea, Arenisca fina blanca, Heterolítica y Ceniza volcánica; con evidencias de desarrollo de rasgos pedogenéticos en todas las litofacies. Las características sedimentarias sugieren un paleoambiente de llanuras vegetadas con áreas topográficamente más bajas que quedaban temporalmente inundadas. Los estudios granulométricos y mineralógicos de la fracción fina muestran una participación de más del 50% de la fracción limo y un patrón de distribución de tamaño de grano predominantemente bimodal, donde la moda principal se encuentra en el rango de limo fino (7,8 a 15,6 µm) en la mayoría de las muestras analizadas y la moda secundaria es inferior a la fracción arena muy fina (63 a 125 µm). La mediana de este conjunto de muestras está representada por la fracción limo medio (15,6 a 31 µm) y limo fino (7,8 a 15,6 µm). La distribución granulométrica de estas muestras es similar a la mostrada por el loess pampeano cuaternario y el polvo atmosférico actual. Asimismo, la mineralogía de la Formación Lumbrera es homogénea y no presenta cambios sustanciales a lo largo de la columna estratigráfica analizada, reconociéndose dos grupos de minerales: componentes detríticos (cuarzo, plagioclasa, illita/moscovita) y componentes autigénicos (calcita, analcima, hematita). Las características sedimentológicas permiten reconocer a estos depósitos como paleoloess, siendo una posible fuente del detrito el inicio del levantamiento, en forma contemporánea, de la Cordillera de los Andes. Además se atribuye como fuente secundaria del material, a la actividad del arco volcánico durante el Eoceno ? Oligoceno temprano en la región oriental de Chile (20°S - 25°S).Fil: Lapiana, Ayelén Trinidad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: del Papa, Cecilia Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Gaiero, Diego Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; Argentin

Geochemistry of surface waters and weathering effects in the high-medium basin of the Ctalamochita River

La cuenca alta-media del río Ctalamochita se ubica al suroeste de la provincia de Córdoba. Está comprendida por cuatro subcuencas: Rº Santa Rosa, Rº Grande, Rº Quillinzo y Rº De Los Sauces. El objetivo de este trabajo es caracterizar la señal química de las aguas superficiales, asociándola a forzantes climáticos, litológicos y antrópicos. La composición de las aguas es bicarbonatada cálcica a bicarbonatada mixta. Las subcuencas de los ríos Santa Rosa y De Los Sauces se distinguen de las correspondientes a los ríos Grande y Quillinzo por presentar valores superiores de los parámetros físico-químicos. La hidrólisis de andesina y oligoclasa, y la disolución de bancos carbonáticos calcomagnesianos serían los principales procesos liberadores de solutos. Los índices de saturación muestran que las aguas de las subcuencas de los ríos Santa Rosa y De Los Sauces están sobre saturadas en calcita, dolomita y talco.Centro de Investigaciones Geológica

Geochemistry of surface waters and weathering effects in the high-medium basin of the Ctalamochita River

La cuenca alta-media del río Ctalamochita se ubica al suroeste de la provincia de Córdoba. Está comprendida por cuatro subcuencas: Rº Santa Rosa, Rº Grande, Rº Quillinzo y Rº De Los Sauces. El objetivo de este trabajo es caracterizar la señal química de las aguas superficiales, asociándola a forzantes climáticos, litológicos y antrópicos. La composición de las aguas es bicarbonatada cálcica a bicarbonatada mixta. Las subcuencas de los ríos Santa Rosa y De Los Sauces se distinguen de las correspondientes a los ríos Grande y Quillinzo por presentar valores superiores de los parámetros físico-químicos. La hidrólisis de andesina y oligoclasa, y la disolución de bancos carbonáticos calcomagnesianos serían los principales procesos liberadores de solutos. Los índices de saturación muestran que las aguas de las subcuencas de los ríos Santa Rosa y De Los Sauces están sobre saturadas en calcita, dolomita y talco.Centro de Investigaciones Geológica

Low source-inherited iron solubility limits fertilization potential of South American dust

Where atmospheric processing is weak due to low anthropogenic emissions, fertilization of iron-limited oceans by non-volcanic mineral dust aerosols strongly depends on iron solubility at the sources. Southern South America (SSA) is a pristine environment and the main dust supplier to the southern oceans, the most sensitive to iron fertilization. Thus, the present-day lack of SSA dust fertilization of the southern oceans is hypothesized to reflect low source-inherited iron bioavailability. However, a dearth of geochemical studies on SSA dust prevents testing this hypothesis. To remedy this, we conducted the first systematic sampling of SSA dust sources. Iron leaching experiments showed fractional solubilities of close-to-source dust (bulk) and dust-emitting surface sediments (<63 µm) in pure water (0.05 ± 0.05%), seawater (0.03 ± 0.04%) and 1% nitric acid (5 ± 6%) that imply a low mass-normalized fertilization potential of SSA dust compared to dust from other regions. Based on grain size, size-resolved mineralogy, elemental chemistry and iron speciation determinations, we found that variability in labile iron is enhanced by high clay contents, small grain size and higher proportions of paramagnetic versus non-paramagnetic iron, irrespective of oxidation state. The independence of the most labile, water-soluble iron on grain size and its strong negative correlation to the Chemical Index of Alteration may imply that we currently underestimate the role of coarse glaciogenic dust as a supplier of bioavailable iron during drier-than-present ice ages when continental chemical weathering was reduced, and during which enhanced supply of dust-borne bioavailable iron to the southern oceans is observed.Fil: Simonella, Lucio Esteban. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cosentino, Nicolas Juan. Pontificia Universidad Católica de Chile; Chile. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Montes, María Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Croot, Peter L.. National University of Ireland Galway. Moore Institute for Research in the Humanities and Social Studies; IrlandaFil: Palomeque, Miriam Edid. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; ArgentinaFil: Gaiero, Diego Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; Argentin

Preliminary characterization and analysis of the impact of hydrogeochemical processes in the Cruz del Eje river basin

Se presenta un estudio preliminar sobre la caracterización hidrogeoquímica de la cuenca de aporte del río Cruz del Eje. El objetivo general del proyecto es analizar la respuesta hidrogeoquímica de la cuenca ante forzantes climáticos, litológicos, estructurales y antrópicos. Se definieron 3 subcuencas, correspondientes a los ríos La Candelaria, Quilpo y San Marcos. En esta primera caracterización se presentan los resultados de los parámetros físico-químicos medidos in-situ: pH, sólidos totales disueltos (STD), oxígeno disuelto, conductividad y alcalinidad y las perspectivas futuras de trabajo. A partir de los datos presentados, puede observarse que las subcuencas de los ríos Quilpo y La Candelaria se comportan de manera similar, mientras que la subcuenca del río San Marcos presenta valores superiores de los parámetros físico-químicos medidos, lo que podría deberse al mayor asentamiento urbano y la litología aflorante en esta subcuenca.Centro de Investigaciones Geológica

Ground/satellite observations and atmospheric modeling of dust storms originating in the high Puna-Altiplano deserts (South America): Implications for the interpretation of paleo-climatic archives

This study provides a detailed description of the sources, transport, dispersion, and deposition of two major dust events originating from the high‐altitude subtropical Puna‐Altiplano Plateau (15?26°S; 65?69°W) in South America. A long and severe drought provided the right conditions for the onset of both events in July 2009 and 2010. Dust was transported SE and deposited over the Pampas region and was observed to continue to the Atlantic Ocean. Dust monitoring stations located downwind recorded both events, and samples were characterized through chemical and textural analysis. Through a combination of meteorological data and satellite observations (CALIPSO andMODIS detectors), we estimate the emission flux for the 2010 event. This estimate was used to constrain the Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) transport model and simulate the dust event. Both satellite imagery and model results agree in the location and extension of the dust cloud. CALIPSO detected dust between ~6000 and ~8500 m a.s.l., which remained at this height during most of its trajectory. The dust cloud mixed with a strong convective system in the region, and the associated precipitation brought down significant amounts of dust to the ground. Dust particle size analysis for both events indicates that near the sources dust samples show median modes of 12.4?14.1 μm, similar to modes observed 1300 km away. Chemical composition of sediments from potential dust sources shows distinct signatures within the Puna‐Altiplano Plateau, the Puna sector being clearly different from the Altiplano area. In addition, both sources are markedly different from the Patagonian chemical fingerprint.These results have important implications to improve the interpretation of aleoenvironmental archives preserved on the Argentine loess, Antarctic ice cores, and Southern Ocean marine sediments.Fil: Gaiero, Diego Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Cientifico Tecnológico - CONICET - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; Argentina;Fil: Simonella, Lucio Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Cientifico Tecnológico - CONICET - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; Argentina;Fil: Gassó, Santiago. Morgan State University; Estados Unidos de América;Fil: Gili, Stefania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Cientifico Tecnológico - CONICET - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; Argentina;Fil: Stein, A.F.. National Oceanic and Atmospheric Administration; Estados Unidos de América;Fil: Sosa, P.. Universidad Nacional de Salta; Argentina;Fil: Becchio, Raul Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; Argentina;Fil: Arce, J.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Córdoba. Estación Experimental Agropecuaria;Fil: Marelli, H.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Córdoba. Estación Experimental Agropecuaria

Does Satellite Chlorophyll‐a Respond to Southernmost Patagonian Dust? A Multi‐Year, Event‐Based Approach

Mineral aerosols may affect global climate indirectly by enhancing net primary productivity (NPP) upon deposition to the oceans and associated atmosphere-to-ocean CO2 flux. This mechanism is hypothesized to have contributed significantly to the last interglacial-to-glacial climatic transition. However, the dust-NPP connection remains contentious for the present-day climate system. We analyze the impact of southernmost Patagonian dust emissions on southwestern Atlantic Ocean continental shelf and proximal open ocean satellite chlorophyll-a concentration. We use the first decadal time series of surface dust mass flux in southern Patagonia, along with in situ visibility data, to model dust emission, transport, and deposition to the ocean. We then perform a dust event-based analysis of chlorophyll-a time series, using a novel approach by which time series are corrected for post-depositional particle advection due to ocean currents. Finally, we performed chemical analysis of iron in dust samples, a key micronutrient limiting phytoplankton biomass in high-nutrient, low-chlorophyll oceans such as offshore of the 200-m isobath off Patagonia. We find no compelling evidence for an influence of dust as an enhancer of phytoplankton biomass either on shelf or proximal open ocean waters of the southwestern Atlantic Ocean. For open ocean waters this is consistent with a lack of source-inherited bioavailable iron in dust samples. Future case studies addressing similar questions should concentrate on dust sources with identified high contents of bioavailable iron, particularly in the Southern Hemisphere where atmospheric processing of iron is weak.Fil: Cosentino, Nicolas Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Ruiz Etcheverry, Laura Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera; ArgentinaFil: Bia, Gonzalo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Simonella, Lucio Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Coppo, Renata. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Torre, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Saraceno, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera; ArgentinaFil: Tur, Veronica Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; ArgentinaFil: Gaiero, Diego Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra; Argentin

Soluble iron inputs to the Southern Ocean through recent andesitic to rhyolitic volcanic ash eruptions from the Patagonian Andes

Patagonia, due to its geographic position and the dominance of westerly winds, is a key area that contributes to the supply of nutrients to the Southern Ocean, both through mineral dust and through the periodic deposits of volcanic ash. Here we evaluate the characteristics of Fe dissolved (into soluble and colloidal species) from volcanic ash for three recent southern Andes volcanic eruptions having contrasting features and chemical compositions. Contact between cloud waters (wet deposition) and end-members of andesitic (Hudson volcano) and rhyolitic (Chaitén volcano) materials was simulated. Results indicate higher Fe release and faster liberation rates in the andesitic material. Fe release during particle-seawater interaction (dry deposition) has higher rates in rhyolitic-type ashes. Rhyolitic ashes under acidic conditions release Fe in higher amounts and at a slower rate, while in those samples containing mostly glass shards, Fe release was lower and faster. The 2011 Puyehue eruption was observed by a dust monitoring station. Puyehue-type eruptions can contribute soluble Fe to the ocean via dry or wet deposition, nearly reaching the limit required for phytoplankton growth. In contrast, the input of Fe after processing by an acidic eruption plume could raise the amount of dissolved Fe in surface ocean waters several times, above the threshold required to initiate phytoplankton blooms. A single eruption like the Puyehue one represents more than half of the yearly Fe flux contributed by dust.Instituto de Física La Plat