Characterization of the natural evolution and anthropic impacts of Salar de Atacama basin: a deformation approach with insar time-series and x-ray diffraction analysis

Abstract

El Salar de Atacama contiene salmueras de litio con las concentraciones más altas a nivel mundial y, actualmente, es el único depósito en Chile donde se extrae este mineral. Esta tesis tiene como objetivo principal cuantificar la deformación de la superficie del Salar de Atacama, asociada a potenciales impactos antrópicos derivados de la extracción de salmuera. Para ello, se usa como metodología la Interferometría de Radar de Apertura Sintética (InSAR), a través del procesamiento de datos asociados a Sentinel-1A/B entre 2014 y 2023, además del procesamiento de interferogramas individuales ERS-1/2, ALOS-1, RADARSAT-2, ALOS-2 y SAOCOM-1, entre 1995 y 2023.

Los resultados InSAR revelan dos grandes señales de deformación en el Salar de Atacama: una subsidencia de hasta -0.5 cm/año en el flanco suroeste del núcleo en áreas de hasta 8 km² donde se lleva a cabo la extracción de salmueras, y un alzamiento continuo de hasta 1 cm/año en la superficie del bloque este del núcleo, hacia las zonas de recarga hídrica. Adicionalmente, se identifican otras señales de subsidencia de hasta 2 cm en diversos períodos, indicando un fenómeno transitorio y variable en el espacio-tiempo. El análisis de niveles freáticos sugiere que la subsidencia responde a la compactación inelástica de capas finas en los primeros 300 m de profundidad desde donde se extrae la salmuera.

Paralelamente, interferogramas individuales muestran saltos en la fase interferométrica en datos banda-C entre -1 y 1 cm en la Línea de Visión del Satélite (LOS) dentro del mismo núcleo de halita. Para analizar si estos saltos de fase responden a variaciones litológicas del suelo, se realiza una caracterización de roca total y análisis de fracción de arcillas por medio de Difracción de Rayos-X (DRX) en muestras de la superficie. El contenido de arcilla, como los patrones de DRX, muestran un significativo cambio entre muestras asociadas a distintos valores de la fase InSAR. Así, se evidencia una correlación espacial-mineralógica directa entre el crecimiento de la costra de halita en contraste a zonas con mayor contenido de material detrítico, revelando potenciales cambios en el scattering de la señal del radar por diferencias en las propiedades de reflectancia de la superficie.