Lake-groundwater relationships and fluid-rock interaction in the East African Rift Valley: isotopic evidence
✍ Scribed by W.George Darling; Berhanu Gizaw; Musa K. Arusei
- Publisher
- Elsevier Science
- Year
- 1996
- Tongue
- English
- Weight
- 899 KB
- Volume
- 22
- Category
- Article
- ISSN
- 1464-343X
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✦ Synopsis
The assessment of water resources in the Rift Valley environment is important for population, agriculture and energy-related issues and depends on a good understanding of the relationship between freshwater lakes and regional groundwater. This can be hampered by the amount of fluid-rock interaction which occurs throughout the rift, obscuring original hydrochemical signatures. However, 0 and H stable isotope ratios can be used as tracers of infiltration over sometimes considerable distances, while showing that the volcanic edifices of the rift floor have varying effects on groundwater flow patterns. Specific cases from Kenya and Ethiopia are considered, including Lakes Naivasha, Baringo, Awasa and Zwai.
In addition to their physical tracing role, stable isotopes can reveal information about processes of fluid-rock interaction. The general lack of 0 isotope shifting in rift hydrothermal systems suggests a high water:rock ratio, with the implication that these systems are mature. Carbon isotope studies on the predominantly bicarbonate waters of the rift show how they evolve from dilute meteoric recharge to highly alkaline waters, via the widespread silicate hydrolysis promoted by the flux of mantle carbon dioxide which occurs in most parts of the rift. There appears to be only minor differences in the C cycle between Kenya and Ethiopia.
Resume -L'evaluation des ressources en eau darts un milieu tel que celui de la Rift Valley est importante pour les populations, l'agriculture et les problemes en rapport avec l'energie. Elle sous-entend une bonne compr6hension des relations existant entre lacs d'eau deuce et nappes phreatiques regionales. Celle-ci peut &re entravee par l'importance des interactions roche-fluide B travers le Rift, effacant les signatures hydrochimiques originelles. Toutefois, les rapports' des isotopes stables de 0 et H peuvent Ctre utilis& comme traceurs d'infiltration sur des distances parfois consid6rables. 11 apparait ainsi que les edifices volcaniques du fond du Rift ont des effets variables sur les modeles de flux de nappes phr6atiques. Des cas particuliers du Kenya et de l'&hiopie sont examines, comprenant les lacs Naivasha, Baringo, Awasa et Zwai.
Hormis leur r61e de traceur physique, les isotopes stables peuvent r&+ler des informations sur les processus d'interaction roche-fluide. L'absence g&?ralis6e de migration des isotopes 0 dans les systemes hydrothermaux de rift suggere un rapport roche-eau 6lev6, impliquant qu'il s'agit de systi?mes matures. Des etudes isotopiques du carbone effech&es sur les eaux essentiellement bicarbonatks du Rift montrent leur 6volution depuis une recharge par des eaux ,m&eoriques banales jusqu'g des eaux hautement alcalines, en passant par une hydrolyse de silicate frequente, favorisee par un flux de gaz carbonique mantellique present dans la plupart des regions du Rift. 11 apparait que les diff6rences dans le cycle du C entre le Kenya et l'&iopie ne sont que mineures.