Um estudo comparativo das razões isotópicas de cálcio em sistemas de cavernas: Implicações para a reconstrução quantitativa da paleochuva a partir de espeleotemas

As variações nas razões isotópicas de cálcio em espeleotemas (δ44Ca) são consideradas controladas de forma única pela precipitação de carbonato prévia (PCP) acima de um local de gotejamento e, quando calibradas com dados modernos, mostram potencial como um proxy semi-quantitativo para paleochuva. No entanto, poucos estudos de monitoramento têm se concentrado em δ44Ca em sistemas de cavernas modernos. Apresentamos um estudo comparativo de vários anos de δ44Ca, isótopos de carbono (δ13C) e razões de elementos traço a partir das águas de gotejamento de cavernas, calcita moderna e rochas hospedeiras de dois sistemas de cavernas na Califórnia - Caverna White Moon (WMC) e Cavernas do Lago Shasta (LSC). A água de gotejamento e a calcita δ44Ca de ambas as cavernas indicam enriquecimento impulsionado pela PCP, e usamos um modelo simples de fracionamento Rayleigh para quantificar a variabilidade da PCP ao longo do período de monitoramento. A calcita moderna δ44Ca de locais mais profundos na WMC apresenta um sinal de PCP maior do que os locais mais rasos, indicando que caminhos de fluxo mais longos permitem mais PCP nas mesmas condições hidroclimáticas. Tanto em WMC quanto em LSC, observamos uma relação inversa entre PCP e quantidades de chuva, embora essa relação seja variável em locais de gotejamento individuais. Nossos dados modelados sugerem que a WMC experimenta ~20% mais PCP do que a LSC, consistente com o fato de que a WMC recebe menos chuva anual. Este trabalho apoia δ44Ca de espeleotemas como uma restrição independente sobre PCP que pode auxiliar na interpretação de outros proxies hidrolicitamente sensíveis e fornecer estimativas quantitativas de paleochuva. Estudos adicionais de monitoramento a longo prazo em uma variedade de configurações climáticas serão fundamentais para entender melhor a variabilidade de δ44Ca em sistemas de cavernas e restringir melhor a relação entre PCP e chuva.