Stable isotopes of gypsum hydration water in recent playa-lake sediments: implications for paleoclimate reconstructions

Abstract

We investigate the oxygen and hydrogen stable isotopes of hydration water in gypsum (CaSO4·2H2O) from surface sediment of Laguna de la Ratosa playa-lake (northern Málaga Province, Spain). We aim to enhance the understanding of how lacustrine gypsum from playa-lakes can be used for paleoclimate reconstruction. Gypsum samples were collected at 30-meter intervals along a transect from the shore to the depocenter of the lake. Comparison of δ18O and δ2H values of gypsum hydration water with the modern seasonal isotope variability of lake water point to gypsum formation in spring and early summer, before complete desiccation of the lake. An increasing trend in the δ18O and δ2H values of gypsum hydration water, by ~1,5 and ~15‰, respectively, is observed from the shore to the depocenter. This indicates that coeval gypsum formed in different parts of the lakebed record slightly different isotopic values of the lake water during precipitation. This spatial variability should be considered when interpreting stable isotope series of gypsum hydration water from ephemeral lake sediments.

En este trabajo se han investigado los isótopos estables de oxígeno e hidrógeno del agua de hidratación en el yeso (CaSO4·2H2O) de los sedimentos superficiales de la Laguna de la Ratosa (norte de la provincia de Málaga, España). El objetivo es mejorar nuestro conocimiento sobre cómo el yeso de lagunas salinas efímeras puede utilizarse para la reconstrucción paleoclimática. Se tomaron muestras cada 30 metros a lo largo de un transecto desde el centro hasta la orilla del lago. Los valores de δ18O y δ2H del agua del lago se compararon con los del agua de hidratación del yeso. El yeso registra la composición isotópica del lago en primavera y principios del verano, antes de que la laguna se seque. Los valores de δ18O y δ2H del agua de hidratación del yeso aumenta desde la orilla hasta el depocentro, aproximadamente en ~1,5 y ~15‰, respectivamente. Esto indica que yesos formados simultáneamente, pero en diferentes partes del lago, pueden presentar composiciones isotópicas ligeramente distintas. Esta variabilidad espacial debe tenerse en cuenta a la hora de interpretar los resultados de isótopos estables del yeso en sedimentos de lagunas salinas efímeras.