Meteoric isotopic gradient on the windward side of theSierra Madre Oriental area, Veracruz – Mexico

ResumenSe caracterizó la composición isotópica δ18O ‰ y δD‰, del agua meteórica en el flanco oriental de la Faja Volcánica Transmexicana, sobre un transecto de 90 km que parte de nivel de mar hasta 4220 msnm. Las muestras de lluvia fueron colectadas, durante los años 2007 a 2012, en temporada de lluvia (mayo a Octubre). Se obtuvo una Línea Meteórica Local (LML) bajo una regresión lineal la cual queda descrita por δD = 7.4 δ18O + 7.3, R2 = 0.99. Esta línea tiende a separarse de la Línea Meteórica Mundial (LMM) donde la precipitación ocurre a altitudes mayores a 3000 msnm, debido a un enriquecimiento en Deuterio. El resultado obtenido en esta investigación fue comparado con los datos isotópicos, colectados en el Puerto de Veracruz, extraídos de la base de datos de la Red Mundial de Isótopos en Precipitación. El gradiente altitudinal de δ18O, es descrito por una regresión lineal δ18O = - 2.1 (Z km) - 5.56, R2 = 0.86, la cual implica un gradiente vertical de -0.21 ‰/ 100m. Finalmente, el registro isotópico en agua meteórica durante los años de observación en esta investigación muestra un enriquecimiento en δ18O y δD a una altitud aproximada de 1400 msnm, probablemente influenciado por la topografía y/o relacionado por efectos isotópicos de tormentas tropicales, típicas de estas latitudes. Esta caracterización aumentará la comprensión de importantes procesos hidrológicos y proporcionará la base para futuras investigaciones hidrológicas.

The isotopic composition (δ18O, δD‰) of precipitation in the windward side of the Sierra Madre Oriental on the eastern flank of the Mexican Volcanic Belt was characterized along a 90 km transect from sea level up to an altitude of 4220 meters. Rain samples were collected during the rainy season (May through October) from 2007 through 2012. The Local Meteoric Water Line (LMWL), determined with linear regression of isotope results, is δD = 7.44 δ18O + 7.3, R2 = 0.99. This line departs from the Global Meteoric Water Line (GMWL) for precipitation at altitudes greater than 3000 masl due to deuterium enrichment processes. The results obtained in this research were compared with isotopic data of the Global Network of Isotopes Precipitation (GNIP) data base from the port of Veracruz. The altitude (Z) gradient of δ18O was also determined by the linear regression of precipitation data, resulting in the relation δ18O = -2.1Z - 5.56, R2 = 0.86, where Z is altitude in kilometers.This implies a δ18O vertical gradient of -0.21 ‰/ 100 m, which falls within the normal range described in the literature for tropical areas. Finally, the isotopic record of meteoric waters during the years of observation shows anomalous enrichment in δ18O and δD at an altitude of about 1400 m, probably influenced by the local topography and/or an isotope effect related to tropical storms typical of this latitude. This characterization will increase the understanding of important hydrological processes and will provide a foundation for future hydrological research.