Aplicação de gases nobres e seus isótopos na hidrogeologia

Resumo

À medida que as demandas por água aumentam, torna-se imperativo conhecer as dinâmicas de circulação das águas subterrâneas nos aquíferos, informação indispensável para a gestão sustentável dos mesmos. As técnicas envolvendo os traçadores ambientais e, dentre estes, especificamente aqueles inerentes aos gases nobres e seus isótopos, fornecem valiosas informações, como por exemplo, os tempos de residência das águas subterrâneas e as paleotemperaturas de recarga. Os gases nobres, representados pelo He, Ne, Ar, Kr e Xe possuem propriedades físicas e químicas que variam sistematicamente com seu peso atômico, além de amplas variações em suas composições isotópicas decorrentes de processos nucleares a partir de elementos parentais relativamente mais abundantes. Pelo fato de serem inertes, os gases nobres não sofrem alterações químicas e isotópicas nas interações água-rocha. Sua presença nas águas subterrâneas pode ser interpretada como uma mistura entre a componente atmosférica e a componente não atmosférica (radiogênica e/ou terrigênica). Enquanto a componente atmosférica guarda registros de dinâmicas pretéritas associadas aos processos de recarga e, portanto, de paleoambientes e clima, as componentes não atmosféricas, essencialmente associadas aos isótopos de He (³He e ⁴He), assim como isótopos radiogênicos, entre eles o ⁸¹Kr, ⁸⁵Kr e ³⁹Ar, fornecem informação de caráter cronológico. O presente artigo apresenta uma completa revisão bibliográfica sobre o significado da concentração dos gases nobres dissolvidos em água, suas respectivas componentes e os caminhos metodológicos empregados para extrair informações para a hidrogeologia. Da mesma forma, são apresentadas as práticas amostrais de campo, as estratégias analíticas e os caminhos metodológicos para o tratamento dos dados, a partir da alusão aos principais trabalhos desenvolvidos pela comunidade científica internacional. Finalmente, são apresentadas e discutidas as iniciativas pioneiras em gases nobres no Brasil, com destaque para as aplicações no âmbito do Sistema Aquífero Guarani. Dessa forma, o presente trabalho fornece uma ampla visão do uso dos gases nobres e informações relevantes para a difusão das referidas técnicas no país.