Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Solute geothermometry in low-medium temperature and coastal geothermal systems
No full textLa geotermometría de solutos multicomponente es una herramienta muy útil para estimar la temperatura de reservorios geotérmicos profundos antes de la exploración por perforación. El método se basa en análisis de agua completos para determinar la temperatura a la que los índices de saturación de un conjunto de minerales del reservorio reflejan equilibrio con el agua. Uno de los desafíos con estemétodo es seleccionar la asociación de minerales que es usada en la estimación de temperatura. Para resolver este desafío, en este trabajo se desarrolló una nueva herramienta de pre y post procesamiento llamada PyGeoT. Esta herramienta (i) automatiza la selección de las fases minerales que serán usadas en el software de geotermometría multicomponente GeoT-iGeoT, (ii) realiza análisis de sensibilidad, y (iii) grafica los resultados para la visualización de los datos. Además, la aplicación de la geotermometría de solutos a sistemas geotérmicos costeros representa otro desafío porque la mezcla con agua de mar altera fuertemente la composición original del fluido. Para abordar esta problemática se estudió el origen, composición química y temperatura del sistema geotérmico de La Jolla, ubicado en Ensenada, Baja California a través de distintas herramientas, como la extrapolación de la concentración de Mg a 0 y modelado geoquímico. El desempeño de PyGeoT y algunos geotermómetros de solutos clásicos es probado usando composiciones de aguas simuladas y reales de sistemas geotérmicos de baja-mediana temperatura de la provincia del Basin and Range (EE. UU.). Un modelo de transporte reactivo revela que PyGeoT provee estimaciones de temperatura razonables cuando solo se han alcanzado condiciones de equilibrio parcial, lo que es una ventaja en la exploración de sistemas de baja-mediana temperatura. Además de estimar la temperatura del reservorio, PyGeoT tiene el potencial de identificar minerales de alteración del reservorio, así como el polimorfo de sílice que controla la sílice disuelta sin ningún conocimiento geológico específico del sitio. En cuanto al sistema geotérmico de la Jolla, para el miembro termal profundo se estimó una concentración de Cl de 4,594 mg/L, la cual fue utilizada para estimar porcentajes de mezcla con agua de mar mediante un modelo de mezcla lineal. Utilizando modelado geoquímico fue posible reproducir la composición química de los manantiales y pozos en superficie considerando una temperatura de 150°C en profundidad. Se identificó que la composición...Multicomponent solute geothermometry is a useful tool for estimating the temperature of a deep geothermal reservoir prior to exploration drilling. The method uses full water analyses to determine the temperature at which the saturation indices of an assemblage of reservoir minerals reflect equilibrium with the water. One of the main questions faced by users of this method is which mineral assemblage should be used to perform temperature-dependent computations. Here, a new pre- and post-processing tool called PyGeoT is presented to answer this question. PyGeoT has the ability to: (i) automate the selection of the mineral phases to be used with the multicomponent geothermometry software GeoT-iGeoT, (ii) perform sensitivity analyses, and (iii) graph the results in order to ease visualization of the data. Additionally, the application of solute geothermometry to coastal geothermal systems is a challenge because mixing with seawater strongly alters the original fluid composition. The La Jolla geothermal system located in Ensenada, Baja California was chosen to illustrate this problem and propose solutions. The origin, chemical composition, and temperature of this system were inferred through different approaches, like the extrapolation of Mg concentration to 0 and chemical modeling.The performance of PyGeoT and several classical solute geothermometers is tested against synthetic and real water compositions from low-medium enthalpy geothermal systems from the Basin and Range province in the West of the United States. A reactive transport model reveals that PyGeoT provides reasonable temperature estimation of the reservoir even when full chemical equilibrium is not reached, which is an advantage for exploring low-medium enthalpy systems. In addition to the ability of estimating reservoir temperature, PyGeoT has the potential to identify which silica polymorph controls SiO2 solubility, as well as some of the alteration minerals without any specific onsite geological knowledge. Regarding La Jolla geothermal system, a concentration of 4,594 mg/L was estimated for the deep thermal end-member. This concentration was used to estimate mixing percentages with seawater through a lineal mixing model. Using geochemical modeling it was possible to reproduce the chemical composition of surface thermal springs and wells considering a temperature of 150°C in depth. The composition of the surface thermal manifestations was identified to result from a mixing process between ..
Palladium catalysts supported on aluminum and yttrium mixed oxides for carbon dioxide hydrogenation: support effect
No full textEn la actualidad, la humanidad tiene grandes retos que afrontar en relación con el cambio climático y la crisis energética. Por ello, este trabajo buscó aportar conocimientos relacionados con la valorización de CO2 teniendo un enfoque en catálisis. Se eligió estudiar catalizadores de paladio soportados en óxidos mixtos de aluminio e itrio para hidrogenación de CO2, evaluando el efecto que tiene el porcentaje de itrio del soporte. Se encontró que los soportes modificaron su estructura cristalina, su morfología y propiedades fisicoquímicas de bulto y superficie dependiendo del porcentaje de aluminio e itrio en ellos. Se hallaron principalmente dos morfologías de óxido mixto: varillas a bajos porcentajes de itrio y esferas a altos porcentajes. Ambas morfologías mostraron un aumento de la basicidad y mezcla del aluminio e itrio a nivel cristalino. Se depositó 1 wt% de Pd en los soportes puros y los soportes mixtos con bajo porcentaje de itrio (≤ 20 wt%). Posteriormente, se hicieron evaluaciones de hidrogenación de CO2 cinéticas e in situ en FTIR. Se encontró que los catalizadores con soportes mixtos son favorables para aumentar la velocidad de reacción y la selectividad a CO. Estas mejoras se atribuyeron a los cambios superficiales que tuvieron los soportes mixtos respecto a los puros; los cuales, provocaron un tamaño de partícula de Pd menor y posiblemente mayores sitios de adsorción/activación de CO2. Además, se encontró que el mecanismo de reacción es asociativo y que el formiato es el intermediario de reacción clave para los catalizadores preparados con soporte de óxido mixto.Nowadays, humankind must attend to crucial challenges related to climate change and the energy crisis. Therefore, this work sought to provide knowledge related to CO2 valorization focusing on catalysis. Specifically, CO2 hydrogenation was studied over palladium catalysts supported on aluminum and yttrium mixed oxides with a focus on the effect of yttrium percentage in the support. Results revealed that support´s crystalline structure, morphology, and bulk/surface physicochemical properties depend on the aluminum and yttrium percentage. The morphology of mixed oxides was mainly identified as rods or spheres at low or high yttrium content, respectively. Both structures had an aluminum and yttrium oxide mixture at a crystalline level, which increased their surface basicity compared to that of pure oxides. Later, palladium (1 wt%) was deposited on the mixed oxide supports with low yttrium percentage (≤ 20 wt%) and on their reference pure oxides. CO2 hydrogenation was evaluated kinetically and by FTIR in situ. Catalytic evaluations revealed that aluminum and yttrium mixed oxide supports favor Pd catalysts' activity and CO selectivity. These improvements were attributed to surface changes in the mixed supports, which caused a smaller Pd particle size and possibly an increment of the CO2 adsorption/activation sites. Additionally, it was found that Pd catalysts supported on mixed oxides followed an associative reaction mechanism and that formate is the key intermediate
Characterization of thermosensitive nanogels loaded with drugs and nanoparticles with plasmonic resonances in the first biological window
No full textLos efectos térmicos asociados a resonancias plasmónicas en nanopartículas metálicas han demostrado tener aplicaciones en diversas disciplinas, entre las que destaca la medicina y el desarrollo de técnicas para el tratamiento del cáncer. Este proyecto de tesis busca aportar al desarrollo de métodos para la administración dirigida de fármacos usando las propiedades ópticas de nanopartículas metálicas como agente activador en la liberación de fármacos cargados en nanogeles termosensibles. Para seleccionar el tipo de nanopartícula adecuada a esta aplicación, se realizó una revisión bibliográfica y se evaluaron las propiedades ópticas, térmicas y morfológicas de nanopartículas de oro con geometría de barras y tetrápodos. La respuesta térmica se midió utilizando termopares comerciales, la caracterización óptica mediante espectroscopía óptica y la morfológica se realizó mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM) y dispersión de luz dinámica (DLS). Aunque los nanotetrápodos de oro mostraron una alta eficiencia de conversión fototérmica no fue posible conservar su morfología, y por ende propiedades ópticas, tras un par de semanas. Por el contrario, las nanobarras de oro demostraron tener una alta eficiencia de conversión fototérmica y estabilidad morfológica a temperatura ambiente hasta tres meses después del proceso de síntesis. Por esta razón se decidió continuar el proyecto usando las nanobarras de oro como agente activador fototérmico. Para evaluar la cinética de liberación de fármaco con y sin irradiación, se llevaron a cabo estudios de carga y liberación controlada del fármaco en experimentos in-vitro. En los que se comprobó una aceleración en la liberación del fármaco debido a efectos plasmónicos. Finalmente, se evaluó la aplicación de estos sistemas en la línea celular NCI-H1437 (correspondiente a células de cáncer de pulmón). Estos últimos resultados permitieron concluir acerca de la biocompatibilidad del nanogel, la conveniencia de la irradiación, la citotoxicidad de los sistemas usados y su efecto directo sobre las células.The thermal effects associated with plasmonic resonances in metallic nanoparticles have demonstrated to have applications in various disciplines, including medicine and the development of techniques for cancer treatment. This thesis project aims to contribute to the development of methods for the targeted administration of drugs using the optical properties of metallic nanoparticles as an activating agent in the release of drugs loaded in thermosensitive nanogels. To select the type of nanoparticle suitable for this application, a bibliographic review was carried out, and the optical, thermal and morphological properties of gold nanoparticles with rod and tetrapod geometry were evaluated. The thermal response was measured using commercial thermocouples, the optical characterization was performed by optical spectroscopy, and the morphological characterization by transmission electron microscopy (TEM) and dynamic light scattering (DLS). Although the gold nanotetrapods showed a high photothermal conversion efficiency, it was impossible to preserve their morphology and optical properties after a couple of weeks. In contrast, the gold nanorods showed to have high photothermal conversion efficiency and morphological stability at room temperature up to three months after their synthesis process. For this reason, it was decided to continue the project using the gold nanorods as a photothermal activating agent. Controlled drug release and loading experiments were performed in in-vitro to assess drug release kinetics with and without irradiation. In which an acceleration in the release of the drug was obtained due to plasmonic effects. Finally, the application of these systems was evaluated using the NCI-H1437 cell line (corresponding to lung cancer cells). These last results allowed us to conclude about the biocompatibility of the nanogel, the convenience of irradiation, the cytotoxicity of the used systems and their direct effect on the cells
Production of polyhydroxyalkanoates in two strains of the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 in cultures added to water from the olive oil production process.
No full textLas cianobacterias, como la cepa modelo Synechocystissp. PCC 6803, son procariotas capaces de llevar a cabo fotosíntesis oxigénica y de producir compuestos de importancia biotecnológica como los polihidroxialcanoatos (PHAs), los cuales representan una alternativa para el reemplazo biodegradable y sustentable de los plásticos derivados del petróleo. En el presente proyecto se planteó el aumentar la producción de PHA mediante la adición de agua del proceso de producción del aceite de oliva (APPAO) a los medios de cultivo tanto de la cepa silvestre como en una cepa mutante inactivada en el gen que codifica para la fosfotransacetilasa (pta). PTA cataliza la síntesis de acetato a partir de AcetilCoA, metabolito precursor del poli-β-hidroxibutirato (PHB), principal tipo de PHA. Para evaluar la cinética de crecimiento de la cepa silvestre se realizaron cultivos con baja biomasa inicial (0.1) en medio BG-11 adicionado con 1, 5 o 10% de APPAO Manzanilla-Misión y con ambas cepas en alta biomasa inicial (4.0). El análisis metabolómico del APPAO mostró que los compuestos más abundantes son los ácidos carboxílicos y derivados (27.4%) y mostró la presencia de fenoles. El crecimiento fue evaluado utilizando un espectrofotómetro (DO 730 nm), así como por peso seco, y la formación de PHA se evaluó mediante extracción, microscopía confocal de gránulos teñidos con azul Nilo y microscopía electrónica de transmisión. Los resultados mostraron que a mayor concentración de APPAO se dio un menor crecimiento de los cultivos, pero una mayor producción del polímero. El mayor peso seco y mayores niveles de PHA se obtuvieron en la cepa silvestre adicionada con APPAO 1% (1.36 g/L) y con APPAO 5% (0.94 g/L), respectivamente. La mayor área granular en la microscopía confocal se observó en el día 9 en la mutante en pta en APPAO 10% (4.95 µm3 ). Las micrografías de TEM mostraron un mayor promedio de volumen granular en la cepa silvestre (0.075 µm3 ) así como un mayor número de gránulos de PHA por célula (1-6) en comparación con la mutante (1-3). En los días avanzados de cultivo de la mutante en pta se observó un aumento del espacio inter-membranal celular sugiriendo la retención aminoácidos.Cyanobacteria, such as the model strain Synechocystis sp. PCC 6803, are prokaryotes capable of carrying out oxygenic photosynthesis and producing compounds of biotechnological importance, such as polyhydroxyalkanoates (PHAs), which represent an alternative for the biodegradable and sustainable replacement of petroleum-derived plastics. In the current project, it was proposed to increase the production of PHA by adding water from the olive oil production process (APPAO) to the culture media of the wild strain and a mutant strain inactivated in the gene that encodes for phosphotransacetylase (pta). The PTA catalyzes the acetate synthesis from Acetyl-CoA, a precursor metabolite of poly-β-hydroxybutyrate (PHB), the main type of PHA. Therefore, to evaluate the growth kinetics of the wild strain, cultures were carried out with low initial biomass (0.1) in BG-11 medium added with 1, 5, or 10% of APPAO Manzanilla-Misión and with both strains in high initial biomass (4.0). The metabolomic analysis of APPAO showed that the most abundant compounds are carboxylic acids and derivatives (27.4%). Also, the presence of phenols was found. Growth was evaluated using a spectrophotometer (OD 730 nm) and by dry weight. PHA formation was assessed by extraction, confocal microscopy of Nile blue-stained granules, and transmission electron microscopy. The results showed that a higher concentration of APPAO gave the cultures a lower growth but higher polymer production. The highest dry weight and PHA levels were obtained in the wild strain added with APPAO 1% (1.36 mg/mL) and APPAO 5% (0.94 g/L), respectively. The largest granular area observed in confocal microscopy was on day 9 in pta mutant in APPAO 10% (4.95 µm3). TEM micrographs showed a higher mean granule volume in the wild strain (0.075 µm3) as well as a higher number of PHA granules per cell (1-6) compared to the mutant (1-3). In the advanced days of culture of the pta mutant, an increase in the cell intermembrane space was observed, suggesting the retention of amino acids
Petrogenetic and isotopic characterization of the crystalline basement of the central-southeastern portion of the Chiapas Massif (Ampliación Lagunas town).
No full textLa presente investigación se realizó en el centro-sureste del Complejo Macizo de Chiapas, (CMC) en la zona limítrofe entre dos litodemas distintos: (1) El Complejo El Triunfo (CT) hacia el sureste está constituido por secuencias metasedimentarias ediacáricas (Unidad Jocote), rocas metaígneas Neoproterozoicas (Unidad Candelaria) y un complejo anortosítico. Característico del CT es el metamorpfismo ordovícico de grado medio-alto, contemporáneo con intrusiones de la Serie Motozintla. (2) El litodema hacia el noroeste resalta por la ausencia del evento ordovícico y se distinguen las unidades metamórficas Catarina (UCa) con protolitos mesoproterozoicos y Custepec (UCu) con corteza máfica retrabajada. Ambos litodemas tienen en común abundantes intrusivos pérmicos. En el área de estudio se cartografiaron anfibolitas, ortogneises, metagranitoides, micaesquistos y rocas ultramáficas. Edades modelo TDM (SmNd) entre 1.5 y 1.1 Ga en la mayoría de las rocas analizadas son concordantes con TDM del CT. Un gneis anfibolítico en el extremo noroeste del área de estudio en cambio arrojó 1.93 Ga, relacionándolo con la UCa. El supuesto límite estructural entre UCa y CT se encontró en un vasto deslizamiento que expone rocas de la Unidad Jocote, compuestos por micaesquistos de rutilo y cianita. Mediante geocronología U-Pb, se obtuvo una edad de ~252 Ma en rutilo, mientras que termometría de Zr-en-rutilo indica temperaturas de 550-600°C a presiones >8 Kbar durante el metamorfismo pérmico. Variaciones en las relaciones P/T entre UCu, UCa, el micaesquisto estudiado y CT para el Pérmico sugieren un contacto tectónico donde UCa/UCu se encuantra cabalgando sobre CT. Anfibolitas intercaladas con las micaesquistos, arrojaron una edad U-Pb en zircón de ~458 Ma, reflejando el metamorfismo ordovícico típico para el CT. Análisis de isótopos de Sm-Nd en rocas ultramáficas (clinopiroxenitas olivínicas) del área de estudio arrojaron una isócrona con una edad de 480 ±30 Ma. Tanto la edad como las características químicas típicas de arco magmático relacionan a las rocas ultramáficas con la Serie Motozintla. Adicionalmente, se encontraron granitos peraluminosos con granate, que arrojaron de manera independiente edades de U-Pb en zircón y Sm-Nd en granate–roca total en 220-217 Ma. Estos intrusivos anatécticos se atribuyen a extensión cortical durante la ruptura de Pangea.The present investigation was carried out in the center-southeast of the Chiapas Massif Complex (CMC) in the border zone between two different lithodemes: (1) The El Triunfo Complex (TC), to the southeast is constituted by Ediacaran metsedimentary sequences (Jocote Unit), Neoproterozoic metaigneous rocks (Candelaria Unit), and an anorthosite complex. Characteristic of the TC is medium-high grade Ordovician metamorphism, coeval with the igneous Motozintla Suite. (2) The lithodeme to the northwest stands out by the absence of an Ordovician event and, two metamorphic units are distinguished: the Catarina Unit (UCa) containing Mesoproterozoic protoliths and the Custepec Unit (UCu) composed of reworked mafic crust. Both lithodemes have in common abundant Permian intrusives. In the study area, amphibolites, gneisses, metagranitoids, micaschists and ultramafic rocks were mapped. SmNd TDM model ages in most of the analyzed rocks are concordant with TDM of the TC. An amphibolitic gneiss in the northwestern end of the study area instead yielded 1.93 Ga, relating it to the UCa. The presumed structural boundary between UCa and CT was found in a vast landslide exposing rocks of the Jocote Unit, composed of micaschists that contains rutile and kyanite. Employing U-Pb geochronology in rutile, an age of ~252 Ma was obtained, while Zrin-rutile thermometry indicates temperatures of 550-600°C at pressures >8 Kbar during Permian metamorphism. Variations in P/T ratios between UCu, UCa, the studied micaschist and CT during the Permian suggests a tectonic contact where UCa/UCu is thrust over CT. Amphibolites interbedded with the micaschists yielded a zircon U-Pb age of ~458 Ma, reflecting Ordovician metamorphism typical for the TC. Sm-Nd isotope analysis of ultramafic rocks (olivine clinopyroxenites) from the study area yielded an isochron age of 480 ±30 Ma. Both the age and chemical characteristics typical of magmatic arcs relate the ultramafic rocks to the Motozintla Suite. In addition, peraluminous garnet-bearing granites were found, which independently yielded U-Pb ages in zircon and Sm-Nd garnet-whole rock ages at 220-217 Ma. These anatectic intrusives are attributed to crustal extension during the breakup of Pangea
Genetic connectivity between Gulf of Mexico provinces, of B. robinsi larvae and adults
No full textPara generar una visión más completa de la conectividad (intercambio de individuos entre poblaciones) de organismos marinos como peces, es necesario tomar en cuenta los procesos en su historia de vida que incluye la dispersión de larvas y adultos. A partir de las larvas en tránsito, se puede obtener la información genética potencial capaz de influir en la diversidad y estructura genética de la población adulta. A partir de los adultos, se obtiene la información genética resultante de eventos de dispersión larval exitosos de múltiples cohortes. El lenguado Bothus robinsi es un organismo cuyas larvas pelágicas permanecen varios meses en el plancton, lo que promueve la conectividad entre provincias del golfo de México (GM). Para abordar su estudio, es necesario generar información ecológica y distinguir taxonómicamente sus larvas, dado que debido a su similitud morfológica con las de Bothus ocellatus, éstas no pueden ser identificadas morfológicamente durante el periodo larval. Dado lo anterior, el primer objetivo de este estudio fue generar un registro de distribución y abundancia larval, basado en identificaciones moleculares. Posteriormente, se generó información genética a partir de larvas y adultos para corroborar la existencia de conectividad genética entre provincias, además de probar la hipótesis de dispersión colectiva de larvas. Las larvas fueron muestreadas en el GM, durante el verano (2015 y 2017) y fueron clasificadas como Bothus spp, de acuerdo a los caracteres morfológicos. Para la identificación molecular, se secuenció el gen del citocromo oxidasa I (COI) de 126 individuos y se comparó con la secuencia más similar en la base de datos de GenBank y del Barcode of Life Data. Para la construcción de árboles filogenéticos se utilizó el software MEGA. A través de la técnica de ddRADSEQ se genotiparon 1,034 polimorfismos de nucleótido simple de larvas de B. robinsi obtenidas en la bahía de Campeche, en el este y norte del GM, y de adultos de la plataforma continental de Florida. Se realizaron comparaciones de Fst-pareado, análisis de componentes principales (ACP), análisis discriminantes de componentes principales (ADPC), y un análisis en el software Structure. Además, se determinó el parentesco, entre larvas y adultos, con el software COLONY. Como resultado, se identificaron molecularmente 21 larvas de B. ocellatus y 105 de B. robinsi. La distribución geográfica de ambas especies fue similar, pero la abundancia de B. robinsi fue mayor que la de B...To understand the connectivity (exchange of individuals between populations) of marine organisms like fish, we need to consider their life history and the dispersal as larvae and as adults. Larvae in transit can provide a representation of the genetic information that can potentially influence the genetic diversity and structure of the population. The adults’ genetic information summarizes multiple generations and cohorts of successful larval dispersal events. The flounder Bothus robinsi has a long pelagic larval duration that lasts for several months and that promotes connectivity between distinct provinces from the Gulf of Mexico (GoM). To study this topic is necessary to generate information about larval ecology and to differentiate the larvae taxonomically because is not possible to morphologically separate them from the larvae of B. ocellatus. The first goal of the study was to generate information about the larval distribution and abundance, based on molecular identifications. Additionally, genetic information from larvae and adults was generated to corroborate the existence of genetic connectivity among provinces, besides test the hypothesis of collective larval dispersion. Larvae were sampled in the GoM, during two summer seasons (2015 and 2017), and they were classified as Bothus spp, based on the morphological characteristics. The cytochrome oxidase I (COI) gene was sequenced in 126 larvae and compared with the most similar sequences in GenBank and the Barcode of Life Data databases to conduct a molecular identification. Phylogenetic trees were built with the software Mega. ddRADSEQ was used to genotype 1,034 single nucleotides polymorphic sites from B. robinsi larvae sampled in the waters from the Bay of Campeche, the eastern and northern GoM, and adults sampled on Floridas’ continental shelf. The genetic analysis performed included paired-Fst comparations, principal components analysis (PCA), discriminant analyses of principal components (DAPC), and Structure analysis. Also, a sibship evaluation was performed with the software COLONY. As a result, 21 larvae were identified as B. ocellatus and 105 as B. robinsi. Both species’ geographic distribution was similar, but B. robinsi abundance was higher than B. ocellatus in contrast to previous studies. No significant heterogeneity among regions was observed (paired-Fst 0.028-0.06, p-values>0.05), furthermore, the PCA, DAPC, and Structure analysis indicated genetic homogeneity, while full-sibs or ..
Tectonic and magmatic features of Middle Jurassic-Late Cretaceous island arcs in the central part of the Baja California peninsula, Mexico: petrological and paleomagnetic evidence
No full textLos contrastes composicionales de los terrenos que conforman el basamento del Cinturón Batolítico Peninsular (CBP) imprimen características distintivas a los plutones que lo conforman. La zona oeste del arco Alisitos evolucionó a partir del Jurásico sobre una litósfera oceánica, mientras que en la zona este se desarrolló en zonas de convergencia y margen continental, principalmente durante el Cretácico Tardío. El límite entre ambos terrenos se ha interpretado como una zona de sutura tectónica caracterizada por deformación compresiva. Dichas zonas de sutura se han documentado de manera discontinua a lo largo del CBP, mostrando variaciones en anchura y temporalidad, desde el sur de California ( ̴31° N) hasta la región de Calamajué ( ̴29°N). En el sur del CBP, entre la región del batolito San Julián y la sierra El Arco el basamento está constituido por secuencias de cuenca intra-arco metamorfizadas y deformadas del Jurásico-Cretácico Temprano (J-Ki) representando la parte más antigua del arco de islas Alisitos. La orientación de las foliaciones metamórficas coincide con la geometría y cinemática definida por el conjunto de fallas analizadas en intrusivos, cuyos vectores de acortamiento muestran una variación de ̴50° cambiando su orientación de ENE/WSW en San Julián-Nuevo Rosarito, a NNE/SSW en la sierra El Arco. Al oeste de la sierra La libertad, la secuencia jurásica intrusionada por el batolito San Julián de 137.1 ± 0.39 Ma (U-Pb zircón), podría reflejar un periodo de deformación compresiva anterior a la sutura de finales del Cretácico Temprano. El este del intrusivo muestra transición progresiva de menor a mayor deformación, desde las unidades marginales del sureste, hasta las unidades que afloran en el noreste en Agua de Higuera. Se propone que el evento orogénico regional asociado a convergencia, inicia antes de 137 Ma, es transpresiva y produjo el cierre de las cuencas intra-arco de las secuencias volcánicas y sedimentarias del J-Ki que afloran desde la región de Calamajué hasta la sierra El Arco. Los indicadores cinemáticos varían entre la región de Nuevo Rosarito-sierra El Arco, donde predominan los componentes compresivos no coaxiales, hasta el borde este del batolito San Julián y la zona del plutón San Pedro, donde predominan las componentes compresivas coaxiales. Esta diferencia indica la partición de los esfuerzos en la corteza, sugiriendo que el estilo estructural está controlado por la reología de las unidades involucradas. En contraste, los ...The Peninsular Range Batholith (PRB) basement composed of terranes with contrast features, can be related to the characteristic composition of their intrusive bodies. The western Alisitos arc zone evolved from a Jurassic oceanic lithosphere, while the eastern zone developed in a convergence setting and continental margin, mostly in Late Cretaceous. The boundary between both terranes has been interpreted as a suture tectonic zone characterized by compressive deformation. Such suture zones have been discontinuously recognized along the PRB, showing variations in temporality and width from the southern part of California ( ̴31° N) to the Calamajué region ( ̴29°N). In the south of the PRB, between the San Julián batholith and sierra El Arco, the basement is recognized as a Jurassic-Early Cretaceous (J-Ki) metamorphized and deformed intra-arc sequence, regarded as the oldest part of the Alisitos island arc. The coincidences between the metamorphic foliation orientations concerning the kinematics and geometry of the analyzed faults in Cretaceous plutons, show a principal shortening vector variation of ̴50° from a main trend toward ENE/WSW in San Julián-Nuevo Rosarito area to NNE/SSW in sierra El Arco area. West from sierra La Libertad, the jurassic sequence is intruded by the 137.1 ± 0.39 Ma (Pb-U zircon) San Julián batholith which forms a deformation belt in their oriental side that represents a compressive deformation period before the end of the Early Cretaceous suture. The composition of the eastern intrusive units of the San Julián batholith lies from hornblende diorites to biotite tonalites and granodiorites that geochemically are mainly calc-alkalines and peraluminous. Such eastern plutonic units show a progressive transition from less deformation in the southeastern La Zacatera units to a major deformation in the northeastern units in the Agua de Higuera zone. It is proposed a regional orogenic event associated with a transpressive convergence that could start before 137 Ma and produce the intra-arc basins closure of the J-Ki sedimentary and volcanic sequences that outcrop from sierra Calamajué to sierra El Arco. The kinematic indicators vary between the Nuevo Rosarito-El Arco region and the eastern part of the San Julián batholith-San Pedro pluton region. In the first region, the compressive components are mainly non-coaxial while in the second one prevail coaxial compressive components. This difference is an indicator of the strength portioning in ..
Modelation, evaluation and estimation of the geothermal potential for the generation of electric energy on the Wagner Basin
No full textSe desarrolló un modelo 2D de una tubería en forma de “U” (sistema geotérmico de ciclo cerrado), que utiliza agua como fluido de trabajo para estimar la cantidad de calor (energía) que se puede aprovechar en la Cuenca de Wagner. El código numérico fue escrito en lenguaje MATLAB. La ecuación de transferencia de calor conductivo-convectivo se discretizó por el Método de Volumen Finito (MVF) y, para resolver el sistema de ecuaciones no lineales se utilizó el algoritmo TDMA. Los parámetros utilizados para el estudio fueron la profundidad [Z] (300, 350 y 400m), longitud horizontal [L] (500, 600, 700, 800, 900 y 1000 m), flujo de calor [q ̇] (0.5, 1, 1.5y 2 W/m2), diámetro de tubería [] (0.075, 0.15 y 0.225 m) y velocidad [V] (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5 y 6 m/s). Lo que nos da un total de 2592 configuraciones. Se encontró que para obtener los valores de calor y temperatura más altos se tiene que hacer uso de la profundidad en 400 m, la longitud horizontal en 1000 m y un flujo de calor de 2 W/m2. El diámetro de la tubería y la velocidad del fluido se comportan de manera inversa para el calor y temperatura. Debido a la densidad del fluido un diámetro pequeño y una velocidad baja generan una temperatura alta pero un calor bajo, por el contrario, el calor será alto con un diámetro ancho y una velocidad alta. Ya que no se puede tener un calor y una temperatura alta se encontraron los valores óptimos, que es en donde los perfiles de calor y temperatura se intersectan. Así se encontró que el diámetro de tubería óptimo es de 0.15 m (6”) y la velocidad óptima es de 2 m/s. La temperatura y calor óptimos en la salida de modelo son 157 °C y 21.6 MW. Mientras que al final de la tubería horizontal son 183.3 °C y 25.1 MW.In this work, we develop a 2D model of a “U” shape pipe (close loop geothermal system), water was used as a working fluid to estimate the amount of heat (energy) that can be harnessed from the Wagner Basin. The numerical model was written in MATLAB. The conductive-convective equation for heat transfer discretizaton was made by the Finite Volume Method (FVM), and the Tri-Diagonal Matrix Algorithm (TDMA) was used to solve the linear equation system. The parameters used in the model were depth [Z] (300, 350, and 400 m), horizontal length [L] (500, 600, 700, 800, 900, and 1000 m), heat flux [q ̇] (0.5, 1, 1.5, 2 W/m2), pipe diameter [] (0.075, 0.15 and 0.225 m) and velocity [V] (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, and 6 m/s). That makes 2592 configurations. To obtain the higher values of heat and temperature we must use a depth of 400 m, a horizontal length of 1000 m, and a heat flux of 2 W/m2. The pipe diameter and the fluid velocity have an inverse-like behavior for heat and temperature. Because of the density, a small diameter and a low velocity make a high temperature but the heat is low, instead with a wider diameter and a high velocity the heat is high and the temperature is low. We cannot have the higher temperature end the higher heat at the same time, thus we looked at the intersection of the heat and temperature profiles and got the optimal values. We found that the optimal pipe diameter is 0.15 m (6”) and the optimal velocity is 2 m/s. Thus the optimal temperature and heat for the outlet are 157°C and 21.6 MW, and for the end of the horizontal pipe are 183.3°C and 25.1 MW
Study of the mixing processes in the planetary boundary layer of the Gulf of California associated with the initial phase of the North American Monsoon
No full textEste trabajo de investigación se desarrolló con el objetivo de analizar los mecanismos de mezcla responsables de las variaciones temporales y espaciales de la capa límite del Golfo de California (GC) en el contexto del inicio del Monzón de América del Norte (MAN). Se utilizaron datos de radiosondeos y globos piloto del Experimento del Monzón de América del Norte (NAME) realizado en 2004, así como productos satelitales, conjuntos de datos de reanálisis y salidas numéricas del modelo WRF para el periodo comprendido entre 1982 y hasta 2018. Se encontró que el ciclo diurno regional está fuertemente afectado por la convergencia y divergencia en niveles bajos, los que a su vez se asocian al sistema de brisas terrestres y marinas locales y a la presencia de una inversión térmica sobre el golfo. Los monzones que comienzan más temprano tienen menor humedad disponible para la precipitación que los que comienzan más tarde en el año calendario. Por lo tanto, los monzones de inicio temprano tienen menor lluvia media diaria durante su primer mes, lo que contrasta con estudios anteriores. La altura de la capa límite del GC, en el momento del inicio del monzón, se encuentra controlada por la temperatura de la superficie del golfo y tiene un impacto significativo en la precipitación sobre Sonora, Sinaloa y el sur de Arizona. Después de la erosión de la inversión térmica sobre el GC, que coincide con el inicio del MAN, tanto la flotabilidad como la cizalladura del viento contribuyen como fuentes de turbulencia para la mezcla de la capa límite del golfo. Estos resultados sugieren que un modelo numérico que sea utilizado para pronosticar o analizar la precipitación del MAN debe tener suficiente resolución espacial para reproducir adecuadamente los efectos que tienen las características del GC en su complejo sistema de circulación diurna.This investigation uses rawinsondes and pilot balloon data from the 2004 North American Monsoon Experiment (NAME), as well as satellite-based products, reanalysis datasets, and numerical simulations with the WRF model that span 1982–2018, to analyze the mixing mechanisms responsible for the temporal and spatial variations of the Gulf of California (GoC) boundary layer during the North American Monsoon (NAM) onset in the core monsoon region. We show that the regional diurnal cycle is strongly affected by low-level convergence and divergence associated with local land-sea breezes and by the presence of a thermal inversion over the gulf. Earlier starting monsoons have less moisture available for precipitation than those starting later in the calendar year. Therefore, early onset monsoons have less average daily rainfall during their first month, which is a result that is in contrast with previous studies. The GoC boundary layer height at the time of monsoon onset, found to be controlled by the gulf’s surface temperature, has a significant impact on the precipitation over Sonora, Sinaloa, and southern Arizona. After the erosion of the thermal inversion over the GoC that coincides with the NAM onset, buoyancy and wind shear are the largest sources of turbulence for the mixing of the boundary layer. Our results suggest that a numerical model used to forecast or analyze NAM precipitation must have enough spatial resolution to adequately reproduce the effects that the GoC’s features have on its complex diurnal circulation systems
Stress and deformation regime in San Salvador, El Salvador, from inversion of focal mechanisms and GNSS data
No full textEl Salvador está situado en el norte de América Central, a lo largo del margen Este del Océano Pacífico donde se presenta la subducción de la placa de Cocos por debajo de la placa del Caribe. La zona de estudio involucra el Área Metropolitana de El Salvador (AMSS) al centro del país, que posee un alto índice de actividad sísmica al formar parte de la Zona de falla de El Salvador (ZFES). El presente estudio describe los régimenes de esfuerzo y deformación, que pretenden ser insumos esenciales para la evaluación de la amenaza y riesgo sísmico de la zona. Se han elaborado mapas de esfuerzos tectónicos y deformación, a partir de la inversión de mecanismos focales y velocidades del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), y se ha realizado también un análisis estadístico de la sismicidad registrada de 1984-2021. Los resultados indican que el régimen de esfuerzos transcurrente en el AMSS es el responsable de generar fallas laterales y combinaciones de ellas, que interactúan conjuntamente en la zona y generan sismos destructivos. También reflejan que en el AMSS la tectónica es gobernada por el esfuerzo regional, con σ1 en dirección NO-SE y σ3 en dirección NE-SO, a diferencia del volcán de San Salvador y la caldera de Ilopango que presentan una rotación de esfuerzos, debido a cuerpos magmáticos con anisotropías importantes; en concordancia con los valores de b>1.0 de la relación de Gutenberg-Richter obtenidos en dichas estructuras. El análisis de deformación mostró ejes de extensión orientados al NE-SO y ejes de acortamiento al NO-SE para toda la zona de estudio, además de tasas de extensión mayores entre el volcán de San Salvador y la caldera de Ilopango (0.35 µstrain a-1), y ejes de cizalla lateral derecha con dirección predominante E-O. En consecuencia, la deformación en el área de estudio parece responder únicamente al tensor de esfuerzos regional, y no a los esfuerzos locales presentes en las estructuras volcánicas. Finalmente, se sugiere un régimen de deformación dominado por cizalla transtensiva para la zona del AMSS y la caldera de Ilopango, sin ser concluyente para el volcán de San Salvador.El Salvador is located in northern Central America, along the eastern margin of the Pacific Ocean where the Cocos plate subducts beneath the Caribbean plate. The study area includes the Metropolitan Area of El Salvador (AMSS) in the center of the country, which has a high rate of seismic activity as it is part of the El Salvador Fault Zone (ZFES). This study describes the stress and deformation regimes, which are intended to be essential inputs for the evaluation of the seismic hazard and risk of the area. Maps of tectonic stress and deformation have been elaborated, based on the inversion of focal mechanisms and velocities of the Global Navigation Satellite System (GNSS), and a statistical analysis of the recorded seismicity from 1984-2021 has also been carried out. The results indicate that the transcurrent stress regime in the AMSS is responsible for generating lateral faults and combinations of them, which interact together in the area and generate destructive earthquakes. They also reflect that in the AMSS the tectonics is governed by regional stress, with σ1 in NW-SE direction and σ3 in NE-SW direction, unlike the San Salvador volcano and the Ilopango caldera that present a stress rotation, due to magmatic bodies with important anisotropies, this in agreement with the values of b>1.0 of the Gutenberg-Richter relation obtained in those structures. The deformation analysis showed NE-SW oriented extension axes and NW-SE shortening axes for the whole study area, in addition to higher extension rates between San Salvador volcano and Ilopango caldera (0.35 µstrain y-1), and right lateral shear axes with predominant E-W direction. Consequently, the deformation in the study area seems to respond only to the regional stress tensor, and not to the local stresses present in the volcanic structures. Finally, a deformation regime dominated by transtensional shear is suggested for the AMSS and the caldera de Ilopango area, without being conclusive for the San Salvador volcano