No description available.

En la present tesi s'exposa una síntesi de la hidrogeologia del massís de les Gavarres i zones adjacents amb l'objectiu final d'identificar i descriure'n la dinàmica, ampliant el coneixement hidrogeològic d'aquesta zona sotmesa a una creixent demanda i avaluant la disponibilitat de recursos hídrics. Concretament, l'estudi hidrogeològic defineix i descriu les formacions hidrogeològiques locals, les seves àrees de recàrrega i els sistemes de flux que es produeixen acompanyant-ho de diverses cartografies piezomètriques. Addicionalment, es caracteritza la dinàmica del sistema mitjançant l'estudi de les fàcies hidroquímiques i de les dotacions en isòtops estables i radiogènics (d18O, dD, 3H, d13C, 87Sr/86Sr) que permeten integrar-les en un sistema hidrogeològic regional. Els resultats es corroboren amb una anàlisi multivariable, consistent en l'anàlisi de components principals, i amb un estudi de mescla de membres extrems. També, s'estudien les fonts riques en CO2 o "picants" mitjançant un seguiment de cabal i hidroquímic, amb la finalitat d'afinar el model conceptual hidrològic derivat de les dades anteriors integrant-hi aquests elements singulars del sistema.El desenvolupament de la tesi ha permès identificar dos sistemes principals de flux com a origen de la recàrrega del sistema. Es descriu un sistema de caràcter local representat per la recàrrega procedent del massís de les Gavarres, que s'estableix en sentit divergent de d'aquest, el qual es fa present a la zona del Baix Ter i a la Vall d'Aro, així com a algunes captacions del marge oriental de la depressió de la Selva. Es de tipus pistó governat per fractures locals i adopta un sentit vertical ascendent a la zona nord a través de les formacions paleògenes. S'estimen els temps de residència en base al contingut en triti segons un model de desintegració i s'obtenen temps de trànsit d'entre 20-30 anys. En base als isòtops estables es determina l'estacionalitat de la recàrrega i s'avalua el percentatge de la precipitació infiltrant (10-15%) mitjançant mètodes hidroquímics. El segon sistema de flux que es constata és d'àmbit regional. Aquest es manifesta en les captacions més profundes de la depressió de la Selva, s'indueix antròpicament a les formacions sedimentàries soprajacents i ve governat per fractures regionals que delimiten les unitats morfoestructurals. Presenta característiques hidroquímiques diferenciades com a conseqüència de la interacció amb la roca sota elevats temps de residència, majors a 50 anys, segons indica el contingut en triti. La dotació en isótops estables suggereix una àrea de recàrrega que se situa a la serralada Transversal i/o en el massís de les Guilleries.En les fonts riques en CO2 es constata la presència d'ambdós sistemes de flux els quals s'hi mesclen en diferents proporcions. Es considera que el sistema de flux local s'incorpora al cabal de les fonts amb posterioritat a l'addició del gas diluint les elevades mineralitzacions de l'aigua que s'atribueixen a la presència del gas. Al sistema regional es constata amb una major constància quantitativa i qualitativa.L'anàlisi de components principals i l'estudi de la mescla de membres extrems corroboren la dinàmica hidrogeològica descrita mitjançant l'estudi multisotòpic. En concret, senyalen el domini de les reaccions silicatades i les influencies menors d'altres processos relacionats amb heterogeneïtats locals del medi, inducció antròpica de fluxos i mescla amb sistemes superficials. Concretament, a la zona del Baix Ter es caracteritza el sistema de flux dominant procedent de les gavarres que s'estableix en sentit vertical ascendent a la depressió i localment s'estimen les aportacions d'un flux influenciat per elevats cabals d'extracció procedent del riu Ter i intrusió salina. Els resultats manifesten l'aplicabilitat d'ambdós mètodes així com les seves limitacions.Finalment l'estudi manifesta el paper de les fractures en el control dels sistemes de flux i de la recàrrega que afavoreixen l'aportació d'aigües amb temps de residència molt elevats i l'establiment de fluxos de sentit vertical ascendent. També, planteja la dinàmica del sistema a una escala regional considerant que les aportacions subterrànies procedents de les formacions hidrogeològiques profundes contribueixen notablement a les aportacions i als recursos disponibles. / This dissertation is focused on the hydrogeology of the Gavarres range and the surrounding basins of Selva and Baix Empordà. Its main objective consists on describing the hydrodynamics of the system based on geological field work, potentiometric data, hydrochemistry as well as isotopic data ((d18O, dD, 3H, d13C, 87Sr/86Sr). The purpose is to determine a conceptual model that describes the main flow systems of the area as a useful tool to define future exploitation criteria for those related aquifers. The occurrence of rich-CO2 cold springs in the area provides an opportunity to investigate a specific hydrological behavior and are studied as a singular points of the hydrogeological system.This research has pointed out the existence of two main flow systems: a local system flow with recharge area in the Gavarres range and a regional system flow with longer flow paths from the Transversal and/or Guilleries range. The data results are summarized as follows.The study identifies and characterizes different hydrogeological formations and potentiometric data show a divergent flux from the Gavarres range towards the sourronding basins. Hydraulic head data also indicates the influence of fractures in the local flow system and a vertical ascending recharge is suggested in the north basin. Furthermore, hydrochemical data supports potentiometric observations and also suggests different residence times depending on flow path. The local meteoric line obtained from rainfall stable isotopes indicates seasonal recharge and its positions respect groundwater samples suggests different dynamics and recharge area in Empordà and Selva basins. Gavarres is the main recharge area but in deepest points of south basin a different and higher recharge areas are considered. CO2-rich springs also agree with these observations despite a modification of its d18O contents because of CO2 exsolution. According to the geological setting, those recharge areas would be located at the Transversal and Guilleries range, which bound the Selva basin in its northern and western boundaries. Tritium content points out different residence times of water samples. Two different groups of tritium data are distinguished, which correlates with the observed differences using stable isotopes, one infiltrated before 1952 occurs at the deepest wells of the Selva basin and at the CO2-rich springs, and is related to a regional flow system. The high exploitation rate in this basin induces flow from this deep regional system to arkosic basin materials. A second, modern set of data which would enter the system 20 years ago is described in Empordà and Aro basin as well as in shallow aquifers in Selva basin. Strontium content and 87Sr/86Sr ratios are used to tracer the flow path and the isotopic content. In particular, Empordà aquifers show a radiogenic signature acquired in the local metamorphic recharge area supporting the existence of vertical upwelling flow.Principal component analysis (PCA) allows statistical grouping that reflects bedrock lithology and supports some of the identified chemical reactions. Subsequently, end-member mixing analysis has been applied to the Baix Empordà samples to verify mixing rates between the Gavarres recharge through the paleogene aquifers, the Ter river capture and salt water intrusion. Despite that the method needs to be carefully checked for consistency, its application to water samples from the alluvial aquifer demonstrates the major recharge from the underlying paleogene formations, a Ter river participation of about 20%, and a maximum percentage of 10% of salt water in specific wells.In conclusion, the study of the hydrogeology of the Gavarres-Selva-Baix Empordà system has pictured two distinct flow systems with different chemical and isotopic content and characterized by different dynamics. Furthermore, it shows that the Gavarres range only acts as a local recharge area, and that groundwater from the Selva basin also gets its inflow from distant areas, namely the Transversal and Guilleries ranges.

No description available.

En aquesta tesi doctoral, s'ha plantejat una caracterització del Mantell Subcontinetal Litosfèric (MSCL) del NE de la península Ibèrica a partir de l'estudi de xenòlits mantèl·lics englobats en laves i piroclasts dels volcans La Banya del Boc i Puig d'Adri, (Girona), d'edat Neògeno-Quaternari i formats en context d'intraplaca continental. Inicialment, les úniques dades disponibles eren descriptives (Tournon, 1968), però durant l'elaboració d'aquesta tesi, Bianchini et al. (2007) va publicar noves dades que suggereixen que aquest mantell presenta unes característiques diferents de les d'altres àrees de la placa europea; segons aquest estudi previ, el MSCL de Catalunya estaria format per una suite bimodal de lherzolites i harzburgites, i aquestes últimes tindrien una història complexa d'empobriment múltiple que les equipararia a un mantell cratònic. La caracterització que aquí es farà, partint d'un mostreig diferent, té com a objectius, (1) establir les litologies i discutir les relacions entre elles; (2) discutir els processos petrogenètics que han condicionat l'evolució geoquímica del MSCL en aquesta àrea i comparar-la amb la d'altres àrees equivalents de la placa europea; i (3) determinar les condicions de temperatura, pressió i fugacitat d'oxigen durant la seva evolució subsòlidus. La metodologia utilitzada ha estat l'estudi petrogràfic i geoquímic d'elements majors i traça, en minerals i roca total, i d'isòtops de Sr en cristalls separats de clinopiroxè. Els xenòlits estudiats indiquen que el MSCL de Catalunya, estaria constituït principalment per lherzolites i harzburgites amb espinel·la i anhidres, i en molta menys proporció, per piroxenites (websterites i websterites olivíniques). Els dos tipus de peridotites apareixen en proporcions similars i existeix una transició gradual entre elles, tal com s'observa en altres zones equivalents de la província centre-occidental europea. Dominen les textures protogranulars, però hi ha també textures porfiroclàstiques, equigranulars i pirometamòrfiques. La composició química d'elements majors i traça en minerals i roca total confirma la variació gradual entre els dos tipus de peridotites i una composició més diferenciada per a les piroxenites. Les composicions de les peridotites es correspondrien millor amb les d'un mantell circumcratònic que amb un cratònic. La correlació general negativa entre els components basàltics i els elements mitjanament incompatibles (V, Ga, Y i HREE) respecte #Mg i #Cr per una banda, i positiva dels elements traça compatibles (Ni i Co), per l'altra, serien coherents amb un empobriment per fusió parcial, encara que un procés de refertilització també explicaria aquestes variacions. Assumint un procés de fusió parcial, el model més adient seria una fusió fraccionada per descompressió, que hauria pogut començar dins del camp d'estabilitat de les lherzolites amb granat, però tindria lloc principalment dins el domini d'estabilitat de les lherzolites amb espinel·la. La composició de les lherzolites s'explicaria per un grau de fusió inferior al 20%, però arribaria fins a un 25-30% a les harzburgites. Posteriorment, les harzburgites i algunes lherzolites, haurien estat afectades per processos metasomàtics. S'han identificat dos tipus de metasomatisme, un en relació amb un fos silicatat alcalí de tipus basàltic, i l'altre, relacionat amb un fos carbonatític. Ambdós agents metasomàtics podrien estar lligats en l'espai i el temps si s'assumeix un procés de reacció i fraccionació cromatogràfica a partir d'un fos màfic alcalí inicial. Aquest fos podria ser d'edat cretàcica, i les piroxenites serien cumulats d'aquests fosos. Les dades isotòpiques de Sr disponibles, indiquen que existeix un desdoblament entre el comportament dels isòtops i els elements traça durant el metasomatisme. Durant l'evolució subsolidus d'aquest mantell, harzburgites i piroxenites s'haurien equilibrat a temperatures més altes (1139-1027oC) que les lherzolites (1080-792 oC). També les harzburgites haurien registrat valors de pressió més baixos que la majoria de lherzolites. Finalment, els valors termobaromètrics de fO2 de harzburgites i lherzolites es solapen. / This study is a characterization of the Subcontinental Lithospheric Mantle (SCLM) of NE Iberian Peninsula based on mantle xenoliths enclosed in lava flows and pyroclastic deposits from two Neogen-Quaternary volcanoes, La Banya del Boc and Puig d'Adri, both in Girona, Catalonia, and formed in a continental intraplate setting. The only data available were mainly descriptive (Tournon, 1968), but simultaneously with this study, Bianchini et al. (2007) published new data, which suggest that this mantle has peculiar characteristics with respect to other SCLM in equivalent areas of the European plate; the SCLM in Catalonia would be formed by a bimodal suite of lherzolites and harzburgites, the latter representing extreme refractory residua due to multistage melt extraction as it is typical of a cratonic mantle. Parting from a different sampling, the main objectives of this study are: (1) the petrographic and geochemical characterization of the mantle rocks in the area, along with the discussion on the relationships between them; (2) to discuss the petrogenetic processes that have constrained its geochemical evolution and to compare it with that observed in equivalent areas of the European plate; and (3), to estimate the conditions of temperature, pressure and oxygen fugacity during its subsolidus evolution. The methodology considered includes the using of petrographic and electronic microscopes, major and trace element geochemical analyses on both minerals and bulk rocks, and the Sr isotopic composition of separated clinopyroxene crystals. The studied xenoliths show that the Catalan SCLM is mainly formed of anhydrous spinel lherzolites and harzburgites, but there are also scarce pyroxenites (websterites and olivine websterites). Both peridotite types appear in similar proportions and there is a gradual variation between them, as it is observed in equivalent areas of the western- central European volcanic province. Protogranular textures are dominant, with less porphyroclastic, equigranular and pyrometamorphic textures. Major and trace element compositions in both minerals and bulk rocks confirm the gradual variation between both types of peridotites and a more evolved composition for pyroxenites. Most peridotite compositions correspond to a circumcratonic mantle rather than to a cratonic one. Both the negative correlation between numbers, such as #Mg and #Cr, and basaltic components on the one hand, and between these numbers and mildly incompatible trace elements (V, Ga, Y and HREE) on the other hand, along with the increasing compatible trace element (Co and Ni) abundances from lherzolites to harzburgites are consistent with partial melting depletion, although a refertilization process would be also in agreement with these correlations. Assuming a partial melting process, the most adequate model would be a polybaric fractional melting, caused by decompression, which could have started in the garnet lherzolite field, but it would have occurred mainly in the spinel lherzolite field. Lherzolites compositions could be explained by less than 20% degree of melting from a Primitive Mantle, but the most refractory harzburgites would requiere 25-30% degree of melting. Subsequently, metasomatism affected all harzburgites and a few lherzolites. Two metasomatic types have been detected, one related to a basaltic alkali-silicate melt, and the other to carbonatitic melts. Both metasomatic agents could be linked in space and time if reaction-chromatographic fractionation from an initial alkali mafic melt is assumed. That melt could be of Cretaceous age, and the pyroxenites could be formed as cumulates from it. The Sr isotopic compositions of clinopyroxene show a decoupling between the isotope and trace element behavior during metasomatism. During the subsolidus evolution of this mantle, harzburgites and pyroxenites were equilibrated at higher temperatures (1139-1027oC) than lherzolites (1080-792oC). Harzburgites also registered lower pressures than most lherzolites. Finally, thermobarometric oxygen fugacity shows overlapping between harzburgites and lherzolites.

El comportament hidrodinàmic de les aigües subterrànies en conques intramuntanyoses ve condicionat principalment per la geologia, i especialment pel context estructural i els materials sedimentaris que reomplen la conca. L'estudi d'aquestes àrees requereix un enfocament a gran escala per poder determinar les zones de recàrrega i descàrrega dels diferents sistemes de flux que conformen els recursos hídrics de la zona. Aquestes zones solen estar afectades per un fort desenvolupament humà que pot donar lloc a una modificació de la quantitat i la qualitat de l'aigua subterrània de diferents formes. En aquest sentit, en conques intramuntanyoses és un aspecte clau entendre la importància de la geologia i de les pressions humanes en el flux d'aigua subterrània per arribar a assolir una gestió correcta dels recursos hídrics, així com per assegurar llur disponibilitat a llarg termini. En aquesta tesi s'ha estudiat la depressió de la Selva com a un cas paradigmàtic on té lloc una important pressió sobre els recursos hídrics subterranis. Per tal d'estudiar el paper hidrogeològic que juguen les falles regionals en conques intramuntanyoses, en primer lloc, s'ha realitzat un model hidrogeològic conceptual a partir de la modelització del flux subterrani. Per fer&#8208;ho, s'ha dut a terme una simulació d'una zona de falla subjacent a una formació al&#8729;luvial, on la falla pot recarregar o drenar l'aqüífer al&#8729;luvial. S'han considerat diferents valors de permeabilitat per la zona muntanyosa, la zona de falla i els materials sedimentaris, així com diferents gruixos de falla i condicions de contorn. Els resultats mostren que es poden produir fluxos verticals ascendents i descendents a la part superior de la zona de falla degut a l'acció de la formació al&#8729;luvial, i fins i tot a través del sòcol, influenciant per tant la recàrrega dels materials sedimentaris de la depressió. En segon lloc, s'ha caracteritzat el sistema hidrogeològic de la depressió de la Selva mitjançant mesures del nivell piezomètric i dades hidroquímiques e isotòpiques (&#948;18O, &#948;D) al llarg de diverses campanyes de camp amb un doble objectiu: (i) caracteritzar un sistema hidrodinàmic on els elements tectònics juguen un paper important en la hidrodinàmica subterrània, i (ii) descriure la influència de l'explotació d'aigües subterrànies en la hidrodinàmica del sistema. Els resultats piezomètrics han posat de manifest la relació existent entre les formacions situades a les zones de muntanya que envolten la depressió i els materials sedimentaris que rebleixen aquesta. Les zones de falla tenen un efecte directe en la recarrega, permetent l'existència de fluxos verticals ascendents des del sòcol cap a diferents aqüífers sedimentaris. Les dades hidroquímiques i isotòpiques han validat aquestes observacions. En aquest sentit l'ió fluor (< 15 mg/l) i nitrat (< 217 mg/l) han estat usats com a traçadors dels fluxos profunds i superficials respectivament i han permès posar de manifest l'efecte dels bombejos en la distribució de les línies de flux. La composició isotòpica de la molècula de l'aigua (&#61540;18OH2O, &#61540;D) ha evidenciat canvis estacionals en les aigües captades pels pous posant de manifest l'existència de dos sistemes de flux: un sistema de flux regional amb llargs temps de trànsit i originat a les zones circumdants més elevades, i un sistema de flux local recarregat a la zona de la depressió. Els dos sistemes contribueixen de manera diferent als recursos hídrics que s'estan explotant, i la seva aportació específica defineix el potencial de la depressió per una explotació sostenible a llarg termini. S'han caracteritzat les aigües des d'un punt de vista hidroquímic a partir de la composició en elements majoritaris, minoritats i traça (fluor, brom, liti, TOC) i de dades isotòpiques (&#61540;18OH2O, &#61540;D, triti, &#61540;34SSO4, &#61540;18OSO4). Aquesta caracterització ha permès una descripció acurada dels processos geoquímics que defineixen les fàcies hidroquímiques de l'aigua subterrània al llarg de la depressió de la Selva. Així, s'han definit dos sistemes de flux regional i diferents qualitats de l'aigua associada a la recarrega local, i alhora s'ha corroborat el model hidrogeològic conceptual de la depressió de la Selva. Des d'un punt de vista regional, a la depressió de la Selva el control estructural defineix sistemes de flux locals, intermitjos i regionals, els quals son responsables de la hidrodinàmica a gran escala, fins al punt que aquests son responsables de la recuperació dels descensos del nivell piezomètric després del període de màxima extracció (estiu). A la zona d'estudi, l'origen de la recarrega, a escala regional, és atribuïda a la serralada Transversal, a la zona més septentrional de la conca, i a les Guilleries, especialment a la zona oest. Aquests sistemes hidrogeològics impliquen un flux vertical ascendent des del sòcol que recarrega els nivells aqüífers neògens de la depressió. Els sistemes de flux locals i intermitjos s'originen a la pròpia depressió o a les zones circumdants més properes, els quals estan menys afectats per les zones de falla. La pressió antròpica crea una barreja entre els diferents sistemes de flux modificant la qualitat de l'aigua al llarg de l'any. Els resultats d'aquest estudi mostren que en conques intramuntanyoses per obtenir una caracterització integrada del sistema hidrogeològic i el coneixement necessari per formular estratègies específiques cap a una gestió sostenible dels recursos hídrics, i en concret a la depressió de la Selva, és necessari: i) la utilització de diferents metodologies per abordar l'estudi d'aquests tipus de sistemes hidrogeològics. Així, en el present treball primerament s'aborda des de la caracterització de camp fins a la modelització numèrica passant per l'estudi de nivell piezomètrics i dades hidroquímiques e isotòpiques; ii) caracteritzar l'evolució piezomètrica de les diferents formacions geològiques juntament amb les característiques hidroquímiques/isotòpiques i els processos geoquímics relacionats que defineixen les mostres d'aigua, i per tant, cada un dels extrems de barreja de la recarrega (local, intermitja i regional) que participen en el conjunt del sistema de flux; iii) finalment, identificar les pressions humanes, fins i tot en els sistemes a més gran escala, com una verdadera alteració al comportament natural. Aquesta tesi defineix els sistema hidrogeològic de la depressió de la Selva com a exemple de funcionament hidrodinàmic sota pressions antròpiques aplicable a altres conques intramuntanyoses. Aquest coneixement és necessari per formular estratègies de gestió dels recursos hídrics des d'un punt de vista quantitatiu i qualitatiu, com a eina indispensable per satisfer la demanda lligada a una millora socioeconòmica sense produir un empitjorament de la qualitat ambiental a llarg termini. / Groundwater hydrodynamics in range&#8208;and&#8208;basin areas are essentially determined by their geology, including the tectonic structure and the basin sedimentary infilling. Their study requires a large&#8208;scale approach to determining the location of the recharge and discharge areas of each flow system providing the basin with water resources. Furthermore, most of these areas have undergone heavy human development that can modify groundwater quantity and/or quality in different ways. Understanding geological and human influences on groundwater flow in these areas is a key aspect in achieving an adequate water resources management and therefore its future availability. In this dissertation, the Selva Basin has been studied as a paradigmatic case of a range&#8208;and¬basin area with severe human pressure on its groundwater resources.A conceptual hydrogeological model emphasizing the role of the main fault zones has been developed and tested using numerical flow modeling as a first step. Groundwater flow has been simulated in a range&#8208;and&#8208;basin area affected by a significant fault zone, which may drain or recharge an overlying alluvial aquifer. Various hydraulic conductivity values for the range rocks, the fault¬zone, and the sedimentary infilling of the basin are considered, as well as different fault&#8208;zone widths and boundary conditions. The results show that upward and downward fluxes develop in the upper part of the fault zone controlled by the action of the alluvial aquifer, and even through the basement floor, which influence the recharge of the sedimentary infilling of the basin.Second, the Selva range&#8208;and&#8208;basin hydrogeological system is described using potentiometric, hydrochemical, and isotopic data (&#948;18O, &#948;D) taken from different field surveys, in order to achieve a twofold objective: (i) to describe a hydrogeological system in which tectonic elements play a significant role in the flow dynamics, and (ii) to show the influence of groundwater exploitation on the hydrodynamics of the system. Hydraulic head data indicate the relationships between the geological formations in the range areas and the sedimentary infill of the basin. In this context, fault zones and a fracture network have a direct effect on the recharge, and allow an upward vertical flow from the basement to the sedimentary aquifers. Hydrochemical and isotopic data support this observation. The use of fluoride (up to 15 mg/l) and nitrate (up to 217 mg/l) as tracers for the contribution of deep and shallow flow systems respectively provides a detailed portrait of the effects of pumping on the flowpath distribution. Isotopic data depict seasonal trends in groundwater captured by wells. Two distinct flow systems are differentiated: a regional, large&#8208;scale, long residence time system, originating in the surrounding ranges, and a local flow system constituted by infiltration in the lower areas of the basin. The two systems contribute differently to the resources that are withdrawn, and their specific contributions define the potential for sustainable future water exploitation in the basin. The final part of this hydrogeological study is a more specific description of the geochemical processes that determine the hydrochemical characteristics of groundwater across the Selva basin, based on the interpretation of major, minor and trace elements (such as fluoride, bromide, lithium, TOC, and their ratios to some major elements), and isotope data (&#61540;18OH2O, &#61540;D, tritium,&#61472;&#61540;34SSO4,&#61472;&#61540;18OSO4). It defines two different regional flow systems and different water qualities of local recharge anduses this specific data to corroborates the overall hydrogeologic conceptual model for the Selva range&#8208;and&#8208;basin area. From a methodological perspective, this chapter explores the use of minor elements and isotopes in the interpretation of regional scale system hydrodynamics. It also discusses their use as tracers of the distinct ground water flows originating in distinct recharge areas and influenced by an intricate tectonic setting. The results of this dissertation describe the flow system of the Selva basin. In this basin, structural control defines the local, intermediate and regional flow systems responsible for the large&#8208;scale hydrodynamics of the basin and, more importantly, the recovery of drawdown after the main withdrawal period (summer). The origin of the recharge of the large&#8208;scale, regional flow systems is assigned to the Transversal range on the northern side and to the Guilleries range, especially in the western part. These hydrogeological systems include a groundwater flow within the basement and an upward vertical recharge from the basement to the overlying Neogene sedimentary layers. The local and intermediate flow systems originate in the basin itself or in the less&#8208;elevated surrounding ranges, and the fault system has a minor effect on their flowpaths. Human development modifies the flow paths mixing the different flow systems and changing the water quality along the year seasons. From a broader point of view, this highlights the value of using different methodological insights in the study of these hydrogeological systems, as well as addressing the problem of water management in complex geological environments. First, it presents the outcome of various methodologies ranging from field work to numerical modeling, together with the analysis of hydraulic head, hydrochemical and isotopical data. Second, it shows the relevance of potentiometric evolution in different geological settings, and the treatment of the hydrochemical/isotopic features and related geochemical processes that define groundwater samples and therefore each of the recharge end&#8208;members (local, intermediate, and regional) that participate in the overall flow systems. Finally, it identifies the effect of human pressures even on large&#8208;scale flow systems, as true alterations of natural behavior. The recognition of these effects, together with an integrated characterization of the hydrogeological system, provides the necessary knowledge for formulating specific strategies for assessment focusing on sustainability of water resources management in these geological contexts. In specific terms, these strategies must be based on the importance of the groundwater flow terms in the water balance for a given hydrological basin. These terms are usually overlooked, yet they play an important role, especially when groundwater resources from deep confined (or leaky) aquifers are exploited. In the case of the Selva basin, identifying this contribution is fundamental in establishing potential future exploitation rates that further socio&#8208;economic developments may generate. This dissertation shows the scope of several approaches to describing this term in the water budget in range&#8208;and&#8208;basin areas in order to determine the availability of water resources therein, as a first essential step towards sustainability.

Investigaciones paleocenográficas y simulaciones numéricas están mostrando que el Hemisferio Sur desempeña un papel importante, tanto en los cambios de la circulación global como en la definición del estado climático terrestre. Una región clave para la circulación global se encuentra en la región alrededor de Sudáfrica. Aquí, aguas superficiales y de termoclina del Océano Índico son transferidas al Atlántico a través de anillos y de filamentos de la Corriente de Agulhas. En profundidad, la transferencia de agua se produce en la dirección opuesta, con Agua Profunda del Atlántico Norte (North Atlantic Deep Water, NADW), abandonando la cuenca atlántica y entrando en la índica. La entrada de aguas cálidas y saladas de Agulhas al Atlántico Sur se cree que puede influir en el Atlántico Norte a través de perturbaciones en los balances de flotabilidad, siendo crucial para el modo y estabilidad de la Circulación Meridional Atlántica (Meridional Overturning Circulation, MOC). En esta Tesis presento registros de 345.000 años de isótopos estables de foraminíferos planctónicos y bentónicos, Cd/Ca de bentónicos, Mg/Ca de planctónicos, granoclasificación de arcillas (sortable silt) y censos de foraminíferos de un registro combinado de dos testigos sedimentarios recuperados a profundidades medias (~ 2500 m) aguas adentro de Sudáfrica. Los registros permiten discernir la circulación superficial y profunda pasada y evaluar la conexión entre el flujo superficial de aguas índicas hacia el Atlántico y el flujo de aguas profundas atlánticas hacia el Índico. La circulación profunda del Atlántico se cree que era diferente durante el Último Máximo Glacial (Last Glacial Maximum, LGM), con NADW siendo sustituida por un agua intermedia (Glacial North Atlantic Intermediate Water, GNAIW) y con Aguas de Componente Sur (Southern Component Water, SCW) expandiéndose más hacia el norte e invadiendo la cuenca a menores profundidades. Hemos encontrado evidencias de que la circulación profunda durante las partes intermedias de los períodos glaciales MIS 6 y 8 (Estadio Isotópico Marino: Marine Isotope Stages, MIS) era similar a la del LGM. Asimismo, encontramos indicios de que la SCW es una mezcla de un agua superior bien ventilada (Upper Southern Component Water, USCW) e inferior mal ventilada (Lower Southern Component Water, LSCW). Durante las fases iniciales de ambos períodos glaciales, la circulación profunda probablemente no difería substancialmente de la actual. Esto, juntamente con valores de los registros de superficie similares a los presentes sugiere un modo de conexión entre la transferencia de aguas de Agulhas y la MOC similar a la actual. Desde estos valores tipo¬interglacial en los períodos glaciales tempranos, los registros superficiales muestran tendencias crecientes, alcanzando niveles máximos mucho antes de las Terminaciones y colapsando a niveles interglaciales al entrar en los períodos cálidos MIS 5e, 7e y 9c. Estudios previos y modelos numéricos muestran una presencia considerable de aguas de Agulhas en el Atlántico durante las Terminaciones y sugieren que esta entrada de aguas cálidas y saladas podría haber sido fundamental para el restablecimiento de las condiciones interglaciales. Nuestros registros demuestran este postulado ya que la máxima presencia de aguas de Agulhas ocurre en paralelo con la recuperación de niveles interglaciales en los registros profundos. Es posible que el colapso de aguas de Agulhas al comienzo de los interglaciales indique el restablecimiento de un modo moderno de conexión entre el leakage de aguas de Agulhas a través de anillos y la liberación de aguas cálidas y saladas acumuladas en el Índico. Curiosamente, durante MIS 2 y las partes intermedias de MIS 6 y 8, los indicadores de circulación superficial registran una fuerte presencia de aguas de Agulhas a la vez que la SCW dominaba la hidrografía profunda. Esto indicaría que en estos momentos, o bien la fuerte presencia de aguas de Agulhas no generaría una anomalía de flotabilidad en el Atlántico Sur de modo eficiente o bien que otros factores, por ejemplo, la propia climatología del Atlántico Norte, podrían prevalecer sobre la anomalía de salinidad impuesta por las aguas de Agulhas. / Paleocenographic research and numerical model simulations increasingly are emphasizing that the Southern Hemisphere plays an important role, both in global circulation changes and in defining the state of Earth's climate. A key region for the global circulation system is found in the neighbourhood of southern Africa. Here, surface and thermocline Indian Ocean Waters are transferred to the Atlantic by rings and filaments of the Agulhas Current. At depth, the water is transferred in the opposite direction, with North Atlantic Deep Water (NADW) leaving the Atlantic and entering the Indian. The input of warm, salty Agulhas Waters to the South Atlantic is thought to influence the far distant North Atlantic by way of buoyancy perturbation, being crucial for the mode and stability of the Meridional Overturning Circulation (MOC). In this Thesis I present 345,000-year-long records of planktonic and benthic foraminifera stable isotopes, benthic Cd/Ca, planktonic Mg/Ca, sortable silt and foraminiferal census counts from a spliced record of two mid-depth (~2500 m) sediment cores from off South Africa. The records allow deciphering the past surface and deep circulation in the area and assessing the linkage between both, the surface flux of Indian waters towards the Atlantic and the deep flux of Atlantic waters towards the Indian. The Atlantic deep circulation is thought to have been different during the Last Glacial Maximum (LGM), with NADW being replaced by Glacial North Atlantic Intermediate Water (GNAIW) and Southern Component Waters (SCW) spreading further north and bathing the basin to shallower depths. We find evidence that the deep circulation during middle phases of the glacials Marine Isotope Stage (MIS) 6 and 8 was similar to that of the LGM. At the same time, we find indications that SCW was a mixture of an Upper well-ventilated component (USCW) and a Lower poorly-ventilated one (LSCW). During early glacial phases of both, MIS 6 and 8, the deep Atlantic circulation was plausibly not much different from today's. This, in conjunction with values of the surface records similar to present ones, indicates presence of Agulhas Water at our site and suggests a persistence of the modern-type linkage between Agulhas Leakage and MOC. From these interglacial-like values at the initiation of the glacial periods, the surface records display increasing trends reaching maximum values well before glacial Terminations and collapsing to interglacial levels as the warm periods MIS 5e, 7e and 9c are reached. Previous studies and numerical models show a prominent presence of Agulhas Waters in the South Atlantic during glacial Terminations and suggest that this input could have been pivotal for the reestablishment of interglacial climate conditions. Our records demostrate this contention as maximum presence of Agulhas Waters occurs in parallel with the recovery to interglacial levels of the deep circulation records. It is possible that the collapse of Agulhas Waters at the beginning of interglacial periods indicates the reestablishment of a modern-type mode of Agulhas Water Leakage through rings and the release of warm saline waters stored in the Indian Ocean. Intriguingly, during MIS 2 and mid-glacial MIS 6 and 8, the surface circulation proxies record a strong presence of Agulhas Waters while SCW was dominating the deep hydrography. This indicates that at these times either the presence of Agulhas Waters was unable to efficiently generate a buoyancy anomaly in the South Atlantic or that other factors were able to overcome the salt anomaly imposed by the Agulhas Waters, for instance North Atlantic climatology.

Des del 2002, s'han desenvolupat una sèrie de proxies climàtiques basades en biomarcadors derivats d'arquees i bacteris. Aquests biomarcadors són els glicerol dialquil glicerol tetraèters o GDGTs. D'entre aquestes proxies, l'índex TEX86 s'aplica en sediments per tal de reconstruir les temperatures superficials del mar i dels llacs; els índexs MBT i CBT són utilitzats conjuntament per a reconstruir la temperatura superficial de l'aire i l'índex BIT permet avaluar la contribució relativa de material provinent del sòl i material pelàgic en els sediments. A causa del recent desenvolupament d'aquestes proxies, hi ha encara un gran nombre d'aspectes metodològics i d'aplicació que han estat poc estudiats. Per això, l'objectiu d'aquesta tesi ha estat la comparació i optimització de diversos procediments analítics implicats en la determinació dels GDGTs, així com l'estudi d'aquests biomarcadors en nous ambients, amb especial atenció en els llacs.En la part analítica d'aquesta tesi, s'ha comparat el mètode estàndard de clean-up de les mostres basat en el fraccionament de lípids en alúmina amb la hidròlisi alcalina; a més, s'han comparat diversos adsorbents i graus d'activació per al fraccionament dels lípids. Els resultats demostren que el TEX86 és robust respecte a aquestes tècniques, mentres que l'índex BIT depèn del grau d'activació de l'adsorbent. En la cromatografia, s'han dut a terme una reducció del flux i un augment de la velocitat dels anàlisis sense pèrdua de resolució cromatogràfica. Finalment, s'han utilitzat dos espectròmetres de masses de disseny diferent per a mesurar els índexs TEX86 i BIT i se n'ha confirmat la comparabilitat. Per altra banda, s'ha observat una sensibilitat extrema del BIT respecte a les condicions d'optimització dels espectròmetres.S'ha estudiat les concentracions dels GDGTs en els sediments superficials d'un conjunt de 38 llacs de la Península Ibèrica per tal d'identificar els factors que en determinen la distribució relativa. L'anàlisi de components principals indica que la major part de la variança pot explicar-se amb l'origen dels GDGTs (del sòl o lacustre), el grau de ciclització interna i el grau de metilació dels GDGTs. Els resultats demostren que les proxies MBT/CBT i el TEX86 tenen una utilitat limitada en la predicció de les temperatures d'aquests llacs, possiblement perquè la distribució de GDGTs és determinada per una mescla complexa de factors. Utilitzant l'anàlisi de clusters s'ha identificat un subconjunt de llacs on els índexs TEX86 i MBT/CBT mantenen una relació linial forta amb les temperatures instrumentals de l'aire.L'estudi dut a terme al llac Baikal (Sibèria) combina els resultats de trampes de sediment, sediments superficials i dos testimonis sedimentaris que corresponen a l'últim cicle glacial-interglacial. Els valors per a l'índex BIT al sediment suggereixen una contribució minsa de material provinent del sòl i les temperatures superficials del llac derivades de l'índex TEX86 es troben dins el rang anual de les mesures de temperatures superficials. En els testimonis sedimentaris, les variacions en profunditat del TEX86 i l'MBT/CBT revelen un senyal climàtic que es concreta en el registre de la transició de condicions glacials a interglacials i l'acord parcial amb les reconstruccions climàtiques existents per a la regió del llac Baikal derivades d'altres proxies.En darrer lloc, l'estudi exploratori dut a terme al cràter del Bosumtwi (Àfrica) revela la presència de GDGTs en les roques impactades i es discuteixen tres hipòtesis en referència a l'origen dels GDGTs trobats.El treball presentat amplia el rang de tècniques analítiques que poden utilitzar-se de forma fiable per a la mesura dels índexs basats en GDGTs i profunditza en l'aplicació i validació dels GDGTs com a proxies climàtiques en sediments lacustres, particularment de la Península Ibèrica i Sibèria. / Since 2002, several climate proxies based on biomarkers of Archaea and Bacteria, the GDGTs, have been developed and applied in sedimentary archives worldwide. Among the proposed proxies, the TEX86 index is applied in sediments to reconstruct sea surface temperatures (SST) and lake surface temperatures (LST); The MBT and CBT indices are together applied as a proxy for past surface air temperature and the BIT index is measured in sediments to assess qualitatively relative inputs of pelagic-originated material versus soil material. Given the novelty of these proxies, there is plenty of scope to improve upon a range of issues regarding their measurement and application. Consequently, the aim of this thesis has been to tackle analytical methodological issues to gain in analytical reliability and sample throughput, and expand the range of environments where GDGT proxies have been appraised, particularly in lake environments.In the analytical section of the thesis, two sample clean-up methods, i.e. alumina fractionation and alkaline hydrolysis are compared. Additional tests compare alumina and silica in their activated and deactivated states as adsorbents onto which GDGTs are fractionated. Results show that TEX86 values are robust using these methodologies, while BIT values are dependant on adsorbent activation state. Regarding the chromatographic analysis, an increase in the analysis velocity and a reduction of flow are effectively implemented without loss of chromatographic peak resolution. Additionally, two mass spectrometer designs, i.e. an ion-trap system and a quadrupole system, are used for the measurement of a wide range of values of TEX86 and BIT indices, and results confirm the comparability of both systems. However, BIT values are found to be extremely sensitive to the MS tuning conditions. In order to find out the main factors influencing the GDGTs distribution in lacustrine environments, a suite of surface sediments from 38 Iberian lakes are surveyed. Principal component analysis of the relative concentrations of GDGTs indicates that terrestrial versus lacustrine origin, combined with degree of cyclization and degree of methylation of the lipids are the principal factors accounting for the GDGT distribution in the sediments. The measurement of the MBT/CBT proxy represents a pioneer application of these indices in lake sediments. TEX86 and MBT/CBT are shown to have a limited applicability in predicting the lake temperature, likely due to a complex combination of factors influencing the GDGT abundances. Using cluster analysis a subset of lakes is selected with a rather linear relationship of TEX86 and CBT/MBT with instrumental air temperatures. In the study conducted in lake Baikal in Siberia, sediment traps, surface sediments and two cores spanning the last glacial-interglacial cycle are analysed in the north and south basins of the lake. BIT values both for the particulate material collected and the surface sediments suggest low influence of soil-derived material. TEX86 derived LST from the water column particulate material and sediments are in the range of measured annual LST. The down-core variations of the TEX86 and MBT/CBT proxies reveal a climatic signal, inferred both from the reconstructed transition from glacial to interglacial conditions and the partial agreement with reconstructed changes in Lake Baikal region derived from other proxies applied in the sediments. The work presented extends the range of analytical techniques that can be reliably used for the measurement of the GDGT indices and provides deeper knowledge on the application and validation of GDGTs as climate proxies in lacustrine sediments, in particular from the Iberian and Siberian regions.

Se han estudiado los factores meteorológicos asociados a seis inundaciones catastróficas acaecidas en Cataluña. Previamente al análisis de tales episodios se ha recopilado toda la información disponible sobre el tema, ordenándose y clasificándose las características expuestas por diversos autores, tanto para situaciones producidas en Europa como en Norteamérica, así como presentando diversos modelos elaborados para Estados Unidos y Francia, a partir de las configuraciones sinópticas y de mesoescala. En el estudio se incluyen también los llamados Complejos Convectivos de Mesoescala. La finalidad de todo ello es la posterior comparación con los episodios acaecidos en Cataluña.Dada la insólita popularidad que en los últimos años han adquirido las expresiones «gota de aire frío» o «gota fría», especialmente en relación con episodios de lluvia catastróficos, ha parecido procedente realizar un estudio extendido a un número suficiente de casos para averiguar si esa relación es correcta y en caso afirmativo, cual es la naturaleza de tal asociación. De paso se han analizado también diversos aspectos de las gotas de aire frío que en el período 1974-1983 afectaron a España y Portugal. Scherhag, en 1937, puso de manifiesto las características fundamentales y acuñó el nombre «kaltlufttpfen». Según este autor, la gota de aire frío es una marcada depresión inexistente en el suelo y sólo apreciable en altura, en cuya parte central se encuentra el aire más frío. Dado que posteriormente se inició una confusión que dura aún hoy, hemos precisado la identificación de una gota de aire frío mediante las siguientes conclusiones:- Existencia de una depresión cerrada en la troposfera media y alta coincidente con un mínimo de temperatura.- El campo bárico en superficie debe ser poco definido, si bien con el tiempo la gota puede reflejarse en superficie mediante una débil depresión.- En la topografía relativa 500/1000 hPa debe existir al menos una equiescalar cerrada.En los diez años se han detectado 76 gotas de aire frío cuya duración total se extiende a 170 días. El mayor número se registra en primavera, seguida de verano, otoño e invierno, y suelen durar de dos a tres días. Un 65 % se producen por estrangulación de un surco meridiano y un 26 % por estrangulación de un surco zonal; el resto proceden de bajas frías que se rellenan primero en superficie sobreviviendo en altura unos días. En general se sitúan en el sector oeste de la Península. No hay ninguna característica notable en lo que respecta a presión y temperatura en superficie, en tanto que a 500 hPa la temperatura, el geopotencial y el espesor geopotencial manifiestan una variación mensual bien definida con los valores más altos en verano. Es posible establecer una relación lineal entre el espesor geopotencial y la temperatura a 500 hPa. De la comparación de radiosondeos se deduce que las gotas de aire frío que afectan a la Península Ibérica están más altas y presentan una menor diferencia de temperatura con el entorno que las registradas en Centroeuropa.Cuando la gota se sitúa en la parte norte, es posible que su presencia aumente la precipitación registrada bajo ella, si bien en muy poca cantidad. En tal caso, si el centro se halla en el sector oeste, las lluvias se suelen producir al este del mismo, bien bajo la gota, bien fuera de ella, oscilando entre 15 y 60 mm en 24 horas. Si el centro de la gota se sitúa en la parte meridional de la Península, las máximas cantidades se registran al Norte o al Noreste, siendo más cuantiosas en este último caso. Sin embargo, su papel en las inundaciones de Cataluña y Levante es la circulación ciclónica que crea y arrastra en su borde oriental aire muy húmedo y cálido en las capas bajas, el cual incide, si la posición del vórtice es favorable, normalmente o casi normalmente a las cadenas montañosas del litoral. Si la masa arrastrada presenta inestabilidad convectiva el ascenso forzado basta para desencadenarla. En general, el aire que arrastra procede del Atlántico y es por consiguiente húmedo. Dado que a niveles superiores el flujo es del Sur, mientras en la troposfera baja es del Sureste, la cizalladura es considerable.Por último y dentro de este apartado se efectúa un breve estudio sobre la distribución de gotas frías en Europa.En cuanto al estudio de la estructura termodinámica vertical, realizado a partir de los radiosondeos de Palma y en algún caso de otras estaciones, se concluye que los índices de inestabilidad no proporcionan buen resultado subestimando la inestabilidad hidrostática responsable de la fuerte convección que luego se desarrolló en Cataluña; que la temperatura suele ser en casi todos los niveles superior a la media; que la humedad relativa en la baja troposfera es superior al valor medio produciéndose una disminución brusca en la troposfera media; que la masa de agua precipitable ente 1000 y 300 hPa supera el valor medio llegando a ser en 1982 del 202 %; que la presión en superficie experimenta un descenso uno o dos días antes de producirse las lluvias más fuertes, recuperando su valor original al finalizar el episodio; que el viento suele ser débil; que los diagramas de masa de aire muestran una evolución de una masa tipo C(d) a K(d) que acaba por transformarse en K(m); que la inestabilidad condicional por el criterio de la partícula y la inestabilidad convectiva por ascensos en bloque suelen extenderse a gran parte de la troposfera, registrándose ascensos mínimos necesarios para la inestabiliación inferiores a 1000 m (según sea su valor, las mayores lluvias se producen en la cadena litoral o en las cadenas interiores, más altas).Tras realizar el estudio individual de cada episodio, se reagrupan sus características más o menos comunes, con vistas a la elaboración de un posible modelo. Aparte de las que se acaban de comentar se obtiene:- Siempre se producen en otoño, siendo de mayor duración cuanto más avanzado sea éste.- En general las lluvias más copiosas se inician al atardecer.- Las máximas registradas en 24 horas superan siempre los 200 mm, siendo el Vallés una de las zonas más afectadas.- Situación sinóptica poco definida sobre España.- Anticiclón en Europa que favorece el flujo del sureste y da lugar a una inversión de subsidencia sobre el Mediterráneo Occidental.- Viento de componente sureste en la baja troposfera y suroeste en la alta, lo que permite la incidencia perpendicular a la costa y a las cadenas montañosas y es responsable de una fuerte cizalladura entre 850 y 500 hPa. En altura, vientos muy fuertes del Suroeste sobre el centro y oeste de la Península, consecuencia de la ondulación o de la bifurcación de la corriente en chorro.- Entrada de aire atlántico a través de la Península y del Mediterráneo.En función de otras características no comunes a los cinco episodios, se distinguen dos tipos:- Tipo I: Configuración en "Omega" en altura, con el eje de la loma sobre Cataluña o este de ella, que favorece la entrada de aire cálido sobre dicha región y frío sobre el noroeste de la Península y norte de Italia, así como dificulta el avance de la perturbación. En estos casos la temperatura superficial del mar es muy elevada, sobre todo entre Argelia y Levante. Este es el caso más común.- Tipo Il: Presencia de una gota de aire frío sobre la Península que se extiende hasta la baja troposfera y favorece el contraste de temperaturas con el aire que entra en el Mediterráneo, si bien su papel más importante es el de inducir la circulación ciclónica, como ya se ha dicho.En el presente trabajo se ha mostrado que, cuando se cumplen ciertas condiciones de carácter sinóptico, pueden producirse episodios catastróficos. Estos suelen afectar a una extensión limitada y tienen características atribuibles a complejos convectivos de mesoescala. Por tanto, un estudio más detallado y profundo requeriría una buena red pluviométrica (mejor si se registrasen también las intensidades de lluvia), y un radar meteorológico que permitiese el seguimiento de las células tormentosas. / Meteorological factors associated with six cases of catastrophic floods affecting Catalonia have been studied and the thermal vertical structure has been analyzed through the ascents of Palma and elsewhere. The usually assumed causal connection between cut-off lows aloft and severe floods has been thoroughly investigated and the conclusion is drawn that the presence ofthe former is neither necessary nor sufficient for the development of the latter. In those cases when a cut-off low did show up, it was invariably located to the SW of the flood area. Its role is to bring in humid and warm Mediterranean air, which when impinging at right angles upon the coastline and coastal mountain ranges releases the potential instability and gives rise to heavy rainfall. Radiosoundings show in every case a remarkable conditional and convective instability with minimum ascents of a few hundred meters. A K(d)-type air mass with an inversion layer between 900 and 700 hPa was also observed. From the individual analysis of each episode and their comparison, it is inferred that all of them showed the features of mesoscale convective complexes on two different synoptic frameworks: situation I, more frequent, with an Omega-pattern in the middle and high troposphere, the rigid axis East of Catalonia and warm, very humid air advection in the lower troposphere; and situation II, in which a cold cut-off low was present. Both share the features of high pressure over Europe, South-easterly winds in the lower troposphere and South-westerlies aloft over Catalonia, and import of Atlantic air. The orographically-forced ascent seems to be the key factor for the onset of the rains.

Litoestratigráficamente, los afloramientos de Buntsandstein de los Catalánides pueden agruparse en tres grandes dominios estratigraficos cada uno de los cuales se caracteriza por una sucesión litológica particular. En cada dominio que puede interpretarse como una subcuenca delimitada e influenciada por el juego sinsedimentario de un sistema de fracturas de zócalo tardihercinicas. Hemos diferenciado un cierto número de unidades litológicas con connotación genética. La mayor parte de ellas son de origen fluvial excepto la unidad de transito a las facies carbonatadas del Muschelkalk inferior que puede interpretarse como depósitos de llanuras fangosas evaporíticas supralitorales. Se establece una hipótesis sobre la evolución paleogeográfica de los Catalánides durante el Triásico Inferior.

Los grandes deslizamientos volcánicos son uno de los procesos geológicos más devastadores y pueden representar un importante peligro para la población de las zonas volcánicas. Este tipo de deslizamientos puede sobrepasar volúmenes de decenas o incluso centenares de kilómetros cúbicos. En Tenerife, siete grandes deslizamientos han afectado durante los últimos ~6 millones de años la morfología subaérea y submarina de la isla.En este estudio se ha realizado un extenso análisis de los eventos que han formado el valle de "La Orotava" en la parte Norte de Tenerife. El estudio incluye una investigación de campo, ensayos de laboratorio y análisis de estabilidad. En el laboratorio, las propiedades mecánicas de un suelo residual han sido investigadas mediante cortes directos y ensayos triaxiales. Durante el análisis de estabilidad, los resultados de los ensayos de laboratorio han sido incorporados a diferentes tipos de modelos de estabilidad. Finalmente, las condiciones mecánicas de los modelos dos y tres dimensionales han sido estudiados mediante el método de equilibrio límite y métodos de elementos finitos.Los resultados de los análisis revelan que la estabilidad de las laderas volcánicas puede ser reducida debido a diversos factores, como geológicos, morfológicos, climáticos y volcánicos. Los suelos residuales - bastante comunes en Tenerife - pueden haber actuado como superficie de rotura a causa de su débil comportamiento mecánico. Por otra parte, los estrechos y profundos barrancos han definido los límites laterales de los deslizamientos. Además de ello, los acantilados, el clima húmedo y especialmente la constante intrusión de diques, han llevado la ladera a condiciones de estabilidad críticas. Finalmente, una aceleración sísmica causada por un seísmo fuerte y cercano provocó muy probablemente el deslizamiento catastrófico.En Tenerife, se ha observado una relación temporal entre los colapsos de caldera y los grandes deslizamientos, lo que permite suponer que los fuertes terremotos asociados a los colapsos de caldera hayan provocado los deslizamientos. / Large volcanic landslides are one of the most hazardous of geological processes. They have occurred about once every 25 years during the last 500 years, and are a serious risk for the population due to their great volume and mobility. In spite of their destructive potential there are few comprehensive studies analysing large landslides on volcano flanks, and the mechanisms of such mass movements are not yet resolved. Within the last few years, several hypotheses concerning the potential causes of volcanic landslides have been proposed including processes such as dike intrusion, volcanic spreading, hydrothermal alteration, seismic shocks and caldera collapse events.Tenerife exhibits three large subaerial valleys originated by giant flank failures with ages ranging from Upper Pliocene to Middle Pleistocene. The northern submarine flank of the island is characterised by a voluminous apron of landslide debris. The La Orotava valley has been selected for analysis due to the amount of available data concerning its structure and evolution, and has been used as a test site to validate new assumptions that could be applied to other volcanic areas. The site investigation has revealed that the present morphology of the La Orotava valley was formed by two different failures: one in the western sector and the other in the eastern sector. The mechanical stability of the preslide volcano flank was strongly reduced by geologic, morphologic, climatic and volcanological factors which play a fundamental role in the initiation of the landslides. Widespread residual soils (paleosols) might have acted as potential slip surfaces, while deep erosive canyons probably evolved into the lateral limits of the failures. A high coastal cliff and a humid climate have also contributed to the critical stability conditions. The location of the landslide amphitheatre is perpendicular to the active Dorsal rift zone and adjacent to the Las Cañadas caldera, both important influences on the stability of the volcano slopes. On Tenerife, the relationship between large volcanic landslides and vertical caldera collapses is supported by a temporal coincidence of at least two failures with caldera collapse events.The mechanical behaviour of a residual soil sampled in the La Orotava valley has been analysed. Red coloured residual soils are generally located at the top of phonolitic pyroclastic deposits and are proposed as potential slip surfaces due to their very weak behaviour and their flat, homogeneous characteristics. They represent the only planar surface within the succession making up the volcano slopes. Their weak mechanical behaviour is characterised by volumetric collapse during shearing, a substantial reduction of shear strength for high normal stresses, and a significant increase of pore water pressure during undrained loading. The last feature is fundamental to the stability of volcano flanks since it strongly reduces the soil strength. Earthquakes, common processes in active volcanic areas, and saturated conditions can generate high excess pore pressures indicating the importance of regional climate and seismicity. The stability analysis has considered three different mechanisms: 1) ground acceleration due to seismicity - including both tectonic earthquakes and volcano-tectonic seismic shocks produced by caldera collapse; 2) horizontal stress due to dike intrusion, and; 3) vertical shear stress due to caldera collapse. The results indicate that ground acceleration principally decreases the mechanical stability of volcano flanks, enabling failure. Horizontal stresses due to dike intrusion can also influence slope stability, but preferably act as a preparing factor destabilising the slope, and not as a final triggering mechanism. The 3D numerical simulations show the significant effect of deeply incised canyons creating high shear stress at their base. Applying the results to the La Orotava events, the following scenario is assumed: First, deep narrow canyons, weak residual soils, humid climate, coastal cliff and persistent dike intrusion have significantly reduced the mechanical stability of the volcano slope and determined the limits of the failing mass. Then, seismicity generated by the caldera collapse episode at the end of the Guajara cycle at ~0.56 Ma triggered the catastrophic landslides.The results of the mobility analysis show the important influence of water on the runout distances of landslides. Subaqueous drag forces reduce the velocity, while hydroplaning effects strongly increase the runout distance. For Tenerife, the model indicates that a sliding mass can advance great distances, tens of kilometres away from the island, at water depths exceeding 3000 m, as can be observed in the bathymetric data.