ESTUDIO DE LAS VARIABLES

METEOROLÓGICAS EN EL

DESIERTO DE LA JOYA O PAMPAS

DE LA JOYA ,

AREQUIPA- PERÚ

RENEE M. CONDORI APAZA, JULIO E. VALDIVIASILVA, H. SAUL PEREZ MONTAÑO, LAURENFLETCHER, CHRIS MACKAY.

PAMPAS DE LA JOYA

ANTECEDENTES GENERALESEl Desierto de la Joya o también llamado Pampas de La Joya, es

parte de la franja desértica peruana que pertenece al Desierto

de Atacama [Figura 1]. Esta zona despertó un alto interés por

parte del grupo de NASA-AMES, liderados por el Dr. Christopher

Mckay y colaboradores durante el segundo trimestre del año

2003. Ciertamente, como parte de su investigación en la zona

de Yungay localizada en la parte norte de Chile llevando a

descubrir y catalogar esta zona como un suelo análogo a Marte

(Navarro-González et al., 2003)-, realizó un transepto hacia el

norte entrando a la zona desértica peruana. Durante el viaje se

tomaron muestras de seis zonas que mostraron propiedades

físicas de interés como la coloración rojiza del suelo, gran

cantidad de minerales de hierro y abundante presencia deminerales evaporíticos y cuarzo. Sin embargo solamente una de

las áreas mostró, además de las características

anteriores, ausencia de vida macroscópica de manera similar a

la región de Yungay. Esta zona, que ya se ubica dentro del

Desierto de La Joya, fue marcada como el punto de muestreo“PC03-06” y presentó de manera preliminar valores muy bajos de

carbono orgánico evaluado con permanganatometría.

De esta manera, las Pampas de La Joya adquirieron un

importante valor para la Astrobiología como una zona nueva de

posible comparación que puede ayudar a entender los diversosprocesos que son propios y comunes de suelos

hiperáridos, como el que se encuentra en la superficie de Marte.

[Figura 1

OBJETIVOS

Objetivo principal:

Estudiar las variables meteorológicos recolectados durante los

cuatro años de evaluación, desde mayo del 2004 a julio del

2008,

Objetivos específicos:

a. Recolectar la información anual de los datos meteorológicos

de las microestaciones en la zona de estudio.

b. Almacenar y procesar la información adquirida durante loscuatro años.

c. Analizar y concluir con la datos metereológicas procesados

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Cuando se trata de analizar una zona especifica del planeta en

cuanto al hábitat o medio ambiente se recurre a datos

metereológicos recolectados por periodos s de tiempo largo por

lo que es necesario hacer testeo de las diferentes variables

ambientales que puedan afectan la zona, utilizando equipos

específicos para cada variable.

DESIERTO DE LA JOYA

El desierto de la Joya o Pampas de La Joya se extienden hacia

el oeste de la ciudad de Arequipa a una distancia aproximada

a los 65 kilómetros, ubicándose a una altura que va entre los1169 a 1665 metros sobre el nivel del mar, se presenta como una

planicie ligeramente ondulada, compuesta de salitre, cantos

rodados, cascajo, piedra y arena. Las Pampas de La

Joya, terreno abrupto, se encuentra entre Arequipa y el mar, los

valles de tambo, Vítor, Quilca, Siguas, y las provincias vecinas.Las Pampas del Confital, de Azúcar, de Huagri, Catarina, del

Fiscal, Ratonera, Cenizal Joya, Cruz de Piedra, del Muerto, La

Joya, del Tesoro, Salinillas, Infiernillo, San José, Repartición, Ramal

y de Vítor, forman las Pampas de La Joya. Una característica de

las Pampas es la presencia de médanos o dunas, montículos de

arena en forma de media luna o cuarto creciente, que se

mueven, debido a los vientos, hasta 15 metros al año.

La mitad norte de las Pampas está cubierta de médanos y depiedras rotas, esparcidas. La mitad sur no tiene médanos ni

piedras, pero presenta un tinte rojizo, debido a los cristales de

cuarzo ferruginoso, en forma de cubos irregulares, de cerca de

dos milímetros de lado. El clima es de tipo desértico (cálido y

seco) y la temperatura anual media es de 18 grados

centígrados, con fluctuaciones importantes entre los 10 °C a 35

°C. Predominan los vientos alisios, que en el día se desplazan de

sur a noreste, y de noche de norte a sur, la velocidad más

predominante, se da de 4 a 6 am.

ZONA DE ESTUDIO

La ubicación de la zona de estudio es el área denominada

“Desierto de La Joya o Pampas de La Joya” a ~70 km de laciudad de Arequipa, Perú, a lo largo de la costa del pacífico

sur, aproximadamente entre las latitudes de 16°S a 17°S, las

longitudes de 71.5°W a 72.5°W y entre una altura de 1000 y 2000

m.s.n.m. El área total del estudio es una continuación de la

franja desértica de Atacama, encontrándose dentro de la zonaque presenta suelos hiperáridos (Houston and Hartley, 2003).

MATERIAL Y MÉTODOS

La obtención de datos metereológicos en el desierto dela Joya se hicieron en un periodo que comprende entrelos años del 2004 al 2008). Mediante microestacionesmetereológicas localizadas en puntos específicos en lazona de estudio.

Las mediciones fueron realizadas con una frecuencia de30 a 60 minutos dependiendo del tipo de dispositivo. Losdatos evaluados fueron la temperatura ambiental y de lasrocas [°C], la humedad relativa del aire [%], la humedaddel suelo a 10cm de profundidad, debajo de rocas y delsuelo entre las rocas, la precipitación [mm], la radiaciónfotosintéticamente activa [400-700nm] μmol/ m2s, y laradiación UV [esta última evaluada solamente desde juniodel 2006 a marzo del 2008].

Se utilizaron los registradores HOBO y sensores Onset [#H08-004-02 y H08-006-04; Onset Inc.]

Tipo de Sensor Marca Zona de localización Coordenadas Altitud

(msnm)

Profundidad y Altura

T°, HR, LS PE-1 y

PE-2

Cerro de cuarzo.

Cerca al punto PE-001

16°44.416’S;

72°2.064’W

1151 0 cm

T°, HR, LS PE-3 Cerro de cuarzo 16°44.416’S; 72°2.064’W

1151 1 cm

T°, HR, LS PE-4 Cerro de cuarzo 16°44.416’S; 72°2.064’W

1151 8 cm; en línea con PE-3

HS, HC PE-5.1 yPE-5.2

Cerro de cuarzo 16°44.416’S; 72°2.064’W

1151 ECH2O-20 a 2 cm, LWS a 0 cm

T°, HR, LS PE-6 Mar de Cuarzo. Cerca al punto PE-389

16°44,556’S; 72°02,583’W

1140 0 cm

T°, HR, LS PE-7 Mar de Cuarzo 16°44,556’S; 72°02,583’W

1140 1 cm

T°, HR, LS PE-8 Mar de Cuarzo 16°44,556’S; 72°02,583’W

1140 0 cm

T°, HR, LS PE-9 Pampas centrales 16°44,827’S; 72°01,919’W

1033 1 m encima delsuelo[con PLU-1]

T°, HR, LS PE-10.1PE-10.2

Pampas centrales 16°44,827’S; 72°01,919’W

1033 1 m encima del suelo; 5 cm

debajo

HS, HC PE-11.1PE-11.2

Mar de Cuarzo 16°44,560’S; 72°02,581’W

1154 ECH2O-20 a 2cm, LWS a 0 cm

Precipitación PLU-1 Pampas centrales 16°44,827’S; 72°01,919’W

1033 1 m encima delsuelo

RadiaciónUV

UV-1 Mar de dunas 16°36,534’S; 71°57,933’W

1224 3 m encima delSuelo

Distribución de sensores climatológicos en el Desierto de LaJoya.T°: temperatura, HR: humedad relativa, LS: luz solar, HS: humedad del suelo,HC: humedad condensada, UV: Ultravioleta.

ZONAS DE UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES METEREOLÓGICAS

RESULTADOS Y DISCUSIÓNTEMPERATURA EN LA JOYA

Los cuatro años de estudio mostraron pequeñas variaciones interanuales en latemperatura del ambiente, como se refleja en la Figura anterior. Ciertamente, alcomparar las medias mensuales de temperatura ambiental de los 4 años, no seobservó variaciones estadísticamente significativas entre ellos[ANOVA, p>0.05], sin embargo, la media mensual del mes de junio del 2007 sipresento un valor estadísticamente significativo con respecto al resto[p=0.02], definiendo a este mes como el más frio de todo el periodo evaluado.Los datos mostraron que los meses más fríos en La Joya se encuentran entre losmeses de mayo, junio y julio, coincidentes con la estación invernal y con elingreso de neblina, como se verá más adelante. Para los años 2004 y 2008, losdatos no fueron completos, sin embargo las temperaturas anuales promediopara ellos fueron 18.3 y 18.7°C respectivamente.

La temperatura en el desierto de La Joya, de manera similar a la zona deYungay en Chile, no es extremadamente caliente ni frío, en comparación adesiertos como Mojave y los valles secos de la Antártida, donde lastemperaturas ambientales de algunas regiones pueden llegar a 50°C y -40°Crespectivamente. Así, la temperatura máxima registrada durante los 4 años derecolección fue de 35.9°C y la mínima de -4.5°C. La temperatura ambientalpromedio fue de 18.9°C, que muestra a esta región, como algo más calurosa encomparación a la media obtenida para la región de Yungay que fue de 16.5°C(McKay et al., 2003).

HUMEDAD EN LA JOYA

NOTA. El panel superiormuestra la cantidad deprecipitación ‚P‛ [enmm]. El segundo panelmuestra la humedadcondensada ‚HC‛ orocío expresando valorescualitativos de 0 hasta 1.El tercer panel muestra laconductividad debajo delas rocas [en μS, unSiemens representa lainversa de la resistenciaen ohms]. El cuarto yquinto panel muestran lahumedad relativa ‚HR‛del suelo [s], debajo delas rocas [r]y en el aire[a], [en %].

La humedad de condensación [HC o rocío] fue escasa durante los cuatro años

de estudio [valores menores a 1] a excepción de los meses de setiembre y

octubre del 2006 donde ocurrieron precipitaciones importantes vinculadas al

Fenómeno del Niño. A pesar de ello, hubo respuesta positiva del sensor

principalmente en la noche de los meses de junio, julio y agosto; los cuales

coinciden con la temporada fría y de ingreso de mayor niebla nocturna.

Las precipitaciones fueron menores a 1 mm los registrados en elsensor. Estos datos comparados a los encontrados en la zona deYungay, demuestran una actividad similar y cotidiana, aunque demanera interesante, esa región reportó un periodo de niebla más densalos años 1994 y 1995 relacionado a respuestas del sensor cercanas a launidad (McKay et al., 2003).

En ausencia de lluvias, e inclusive con precipitaciones menores a 1 mm, lahumedad relativa del suelo permaneció menor al 30%, lo cual esextremadamente árido para los suelos, debido a que corresponde a unpotencial de agua de -166 megapascales. Esta medida corresponde a la energíapotencial del agua para moverse de un lado a otro debido aosmosis, gravedad, presión mecánica o efecto de matriz que incluyen la tensiónsuperficial.

PRECIPITACION EN LA JOYA

Las precipitaciones o lluvias en los 4 años de estudio se registraron solo 7eventos de precipitación, de los cuales 2 estuvieron en el límite de deteccióndel pluviómetro [0.1 mm] y uno en 0.2 mm; sugiriendo condensación de laniebla en lugar de una posible precipitación. Los eventos con una lluviamayor a 1 mm fueron coincidentes con el fenómeno de El Niño 2006-2007.

HUMEDAD RELATIVA

En este gráfico detallado de los eventos de precipitación y humedad en losmeses de setiembre [días 12 y 14] y octubre [día 3] del 2006 durante el fenómenode El Niño y la caída de 3 precipitaciones casi contínuas. Los niveles de altahumedad indicados como una HR > a 80% persistieron en el suelo, debajo de lasrocas y en el subsuelo.

Los siete eventos de lluvia mostraron ser principalmente nocturnos y con una duraciónmáxima de 20 minutos, lo que apoya la hipótesis de una condensación de la nieblapesada en lugar de una verdadera precipitación en los eventos menores. De manerainteresante, durante el Fenómeno del Niño se observaron 4 precipitaciones, de lascuales tres de ellas se concentraron en los meses de setiembre y octubre [1.1, 1.5 y 2.0mm], aportando gran cantidad de humedad al suelo, debajo de las rocas y en elsubsuelo [a 10 cm por debajo de la superficie], la cual persistió por más de 15 días. Elincremento de la HR y la conductividad debajo de las rocas confirman la presencia deeventos de lluvia importantes, a diferencia de las otras 4 precipitaciones en las que noaparecen incrementos significativos

La acumulación de humedad luego de la lluvia del 12 de setiembre [de 1.1mm], debido a un nuevo evento sólo dos días después [de 1.5 mm], la humedad relativadel suelo y debajo de las rocas, no recuperó los valores pre-lluvia incluso 15 díasdespués del evento [HR > 25%]. De manera interesante, la humedad en el subsuelo seincrementó de ~20% a ~50% de manera paulatina, 10 días después de la precipitación, loque indica probablemente la presencia de zonas densas en el subsuelo y con pocaporosidad. Esto es ratificado dado que ante el evento del 3 de octubre [de 2 mm], elincremento de humedad fue relativamente más rápido, aumentando de valores ~40% a>55% en 6 días, mostrando un cierto grado de disolución de las capas densas por loseventos anteriores [probablemente de sales].

RADIACIÓN SOLAR EN LA JOYA

Los valores de radiación solar son resumidos en la Tabla siguiente. Elpromedio mensual es tomado de valores diarios por mes, peroconsiderando únicamente las horas de radiación por día, de las 5.15horas hasta las 18.30 horas, donde la radiación solar disminuye casi acero. Las Pampas de La Joya son libres de nubes. La luz solar mediaanual fue de 508 W/m2, con máximos cercanos a los 1060 W/m2 almedio día en los meses más secos de setiembre a abril, y ligeramentemenor en los meses más húmedos de mayo a agosto. La radiación es altay calienta cerca de 20°C más las rocas en comparación alaire, corroborado por la coincidencia del punto máximo de latemperatura de roca con el punto máximo de radiación.

Adicionalmente, la humedad en el subsuelo permaneció en valores de 35% hasta 20 díasdespués del último evento y regresó a valores pre-lluvia [~25%] casi un mes después. Endefinitiva, este proceso fue único en el desierto, dado que de no existir la precipitacióndel 14 de setiembre, y menos aún la del 3 de octubre, los valores de HR del subsuelohubieran regresado a valores pre-lluvia en mucho menor tiempo. Un proceso similar fuereportado en Yungay, para el evento de precipitación del 11 de mayo de 1997 [de 2.3mm], en el que la HR del subsuelo permaneció más de 20 días post-lluvia luego dealcanzar su máximo entre el octavo y noveno día posterior al evento.

DATOS METEREOLOGICOS EN LAS PAMPAS DE LA JOYA

TaP, TaM, Tam, TrP, TrM y Trm representan los valores promedio, máximo y mínimo de latemperatura ambiental [a] y de las rocas [r] en °C; la lluvia es expresada en mm; HRa, HRr, yHRs representan los valores promedio de la humedad relativa del aire, debajo de las rocas y delsuelo expresadas en %; la radiación solar es expresada en W/m2.Los datos en negrita-cursivacorresponden a los meses en que el Fenómeno de El Niño estuvo presente.

las condiciones ambientales de temperatura y humedad durante cuatro años deevaluación [Mayo 2004 a Julio 2008] de la zona denominada Pampas de la Joya ubicadaal sur de Perú donde también se observan condiciones de hiperáridez. Los datosincluyen el fenómeno de El Niño acontecido en los meses de septiembre 2006 a marzodel 2007, que a pesar de no haber tenido características catastróficas como el del año1997-1998, muestra un incremento interesante en la humedad de la zona.Adicionalmente, los datos obtenidos, pueden describir las condiciones extremaspresentes en dicha zona, y las posibles fuentes de humedad capaces de permitir lasupervivencia de algún tipo de microorganismo. La temperatura media ambiental fuede 18.9°C, con una máxima de 35.9°C y una mínima de -4.5°C. La luz solar media anualfue de 508 W/m2, con máximos cercanos a los 1060 W/m2 al medio día en los meses mássecos de setiembre a marzo. La humedad relativa mostró mayores valores durante lasnoches debido a la neblina entre los meses de junio y agosto, y durante las mañanasentre los meses de diciembre y marzo. El valor promedio de humedades relativas delaire fue de 29.5%, del suelo 20.1% y de la roca 20.4%. Durante los meses del fenómenodel Niño acontecieron 4 episodios de precipitación [1.1, 1.5, 2.0 y 0.9 mm], los cualesincrementaron la humedad del suelo y roca en promedio a más del 45%, mientras la delambiente no tuvo variaciones significativas. La humedad del subsuelo persistió más de15 días posteriores a la precipitación. De manera interesante, las rocas que amortiguaronde mejor manera los cambios de temperatura y humedad fueron las decuarzo, constituyendo un lugar potencial para albergar vida microbiana. De igualmanera, la presencia de fuentes húmedas localizadas a ~5 km de distancia de las zonasmás áridas, no parecen contribuir de manera importante a la zona hiperárida donde nose observa ningún tipo de organismo macroscópico.

CONCLUSIONES

Se ha logrado obtener data de las condiciones ambientalesde temperatura y humedad durante cuatro años deevaluación [Mayo 2004 a Julio 2008] en la zonadenominada Pampas de la Joya ubicada al sur de Perúdonde también se observan condiciones de hiperáridez.Los datos incluyen el fenómeno de El Niño acontecido enlos meses de septiembre 2006 a marzo del 2007, que apesar de no haber tenido características catastróficas comoel del año 1997-1998, muestra un incremento interesante enla humedad de la zona.

Los datos obtenidos, nos describen las condicionesextremas presentes en dicha zona, y las posibles fuentes dehumedad capaces de permitir la supervivencia de algúntipo de microorganismo.

La temperatura media ambiental fue de 18.9 °C, con unamáxima de 35.9 °C y una mínima de -4.5 °C.

La radiación solar media anual fue de 508 W/m2, conmáximos cercanos a los 1060 W/m2 al medio día en losmeses más secos de septiembre a marzo.

La humedad relativa mostró mayores valores durante lasnoches debido a la neblina entre los meses de junio yagosto, y durante las mañanas entre los meses dediciembre y marzo.

El valor promedio de humedades relativas del aire fue de29.5%, del suelo 20.1% y de la roca 20.4%.

Durante los meses del fenómeno del Niño acontecieron 4episodios de precipitación [1.1, 1.5, 2.0 y 0.9 mm], loscuales incrementaron la humedad del suelo y roca enpromedio a más del 45%, mientras la del ambiente no tuvovariaciones significativas.

La humedad del subsuelo persistió más de 15 díasposteriores a la precipitación. De manera interesante, lasrocas que amortiguaron de mejor manera los cambios detemperatura y humedad fueron las decuarzo, constituyendo un lugar potencial para albergar vidamicrobiana. De igual manera, la presencia de fuenteshúmedas localizadas a ~5 km de distancia de las zonas másáridas, no parecen contribuir de manera importante a lazona hiperárida donde no se observa ningún tipo deorganismo macroscópico.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

García, W., 1968. Geología de los Cuadrángulos deMollendo y La Joya (Hojas 34-r, 34-s). Boletín N° 19. In:S.d.G.y. Minería (Editor). Ministerio deFomento, Lima, Perú, pp. 100.

Garreaud, R.D., Vuille, M. and Clement, A.C., 2003. Theclimate of the Altiplano: observed current conditions andmechanisms of past changes.Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 194: 5-22.

Ghosal, D. et al., 2005. How radiation kills cells: Survival ofDeinococcus radiodurans and Shewanella oneidensis underoxidative stress. FEMS Microbiol. Rev, 29: 371-375.

Larrain, H. et al., 2002. Fog measurements at the site ‘‘faldaVerde’’ north of Chañaral compared with other fog stationsof Chile. Atmospheric Research, 64: 273-284.

McKay, C.P. and Stoker, C.R., 1989. The early enviromentand its evolution on Mars - Implications for life Reviews ofGeophysics, 27(2): 189-214.

McKay, C.P. et al., 2003. Temperature and moistureconditions for life in the extreme arid region of theAtacama Desert: Four years of observations including theEl Nino of 1997-1998. Astrobiology, 3(2): 393-406.

SENAMHI, 2008. Información del Tiempo, Clima y Agua,Servicio Nacional de Metereología e Hidrología del Perúhttp//www.senamhi.gob.pe, Lima, Perú.

Spaceward Bound Mars Simulations Background