Planning for the Lake Izabal Basin Research Endeavor (LIBRE) continental scientific drilling project in eastern Guatemala
Creators
-
Jonathan Obrist‐Farner1
-
Andreas Eckert1
-
Peter Douglas2
-
Liseth Pérez3
-
Alexander Correa‐Metrio4
-
Bronwen Konecky5
-
Thorsten Bauersachs6
-
Susan Zimmerman7
-
Stephanie Scheidt8
-
Mark Brenner9
-
Steffen Kutterolf10
-
J. Maurer1
-
Omar Flores11
-
Caroline M. Burberry12
-
Anders Noren13
-
Amy Myrbo
-
Matthew S. Lachniet14
-
N. J. Wattrus15
-
Derek K. Gibson1
- 1. Missouri University of Science and Technology
- 2. McGill University
- 3. Technische Universität Braunschweig
- 4. Universidad Nacional Autónoma de México
- 5. Washington University in St. Louis
- 6. Kiel University
- 7. Lawrence Livermore National Laboratory
- 8. University of Cologne
- 9. University of Florida
- 10. GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel
- 11. University of San Carlos of Guatemala
- 12. University of Nebraska–Lincoln
- 13. University of Minnesota
- 14. University of Nevada, Las Vegas
- 15. University of Minnesota, Duluth
Description
Abstract. As Earth's atmospheric temperatures and human populations increase, more people are becoming vulnerable to natural and human-induced disasters. This is particularly true in Central America, where the growing human population is experiencing climate extremes (droughts and floods), and the region is susceptible to geological hazards, such as earthquakes and volcanic eruptions, and environmental deterioration in many forms (soil erosion, lake eutrophication, heavy metal contamination, etc.). Instrumental and historical data from the region are insufficient to understand and document past hazards, a necessary first step for mitigating future risks. Long, continuous, well-resolved geological records can, however, provide a window into past climate and environmental changes that can be used to better predict future conditions in the region. The Lake Izabal Basin (LIB), in eastern Guatemala, contains the longest known continental records of tectonics, climate, and environmental change in the northern Neotropics. The basin is a pull-apart depression that developed along the North American and Caribbean plate boundary ∼ 12 Myr ago and contains > 4 km of sediment. The sedimentological archive in the LIB records the interplay among several Earth System processes. Consequently, exploration of sediments in the basin can provide key information concerning: (1) tectonic deformation and earthquake history along the plate boundary; (2) the timing and causes of volcanism from the Central American Volcanic Arc; and (3) hydroclimatic, ecologic, and geomicrobiological responses to different climate and environmental states. To evaluate the LIB as a potential site for scientific drilling, 65 scientists from 13 countries and 33 institutions met in Antigua, Guatemala, in August 2022 under the auspices of the International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) and the US National Science Foundation (NSF). Several working groups developed scientific questions and overarching hypotheses that could be addressed by drilling the LIB and identified optimal coring sites and instrumentation needed to achieve the project goals. The group also discussed logistical challenges and outreach opportunities. The project is not only an outstanding opportunity to improve our scientific understanding of seismotectonic, volcanic, paleoclimatic, paleoecologic, and paleobiologic processes that operate in the tropics of Central America, but it is also an opportunity to improve understanding of multiple geological hazards and communicate that knowledge to help increase the resilience of at-risk Central American communities.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الملخص: مع زيادة درجات حرارة الغلاف الجوي للأرض وعدد السكان، أصبح المزيد من الناس عرضة للكوارث الطبيعية والكوارث التي يسببها الإنسان. وينطبق هذا بشكل خاص على أمريكا الوسطى، حيث يعاني عدد السكان المتزايد من الظواهر المناخية المتطرفة (الجفاف والفيضانات)، والمنطقة عرضة للمخاطر الجيولوجية، مثل الزلازل والثورات البركانية، والتدهور البيئي بأشكال عديدة (تآكل التربة، وإغناء البحيرة بالمغذيات، وتلوث المعادن الثقيلة، وما إلى ذلك). البيانات المفيدة والتاريخية من المنطقة غير كافية لفهم وتوثيق المخاطر الماضية، وهي خطوة أولى ضرورية للتخفيف من المخاطر المستقبلية. ومع ذلك، يمكن أن توفر السجلات الجيولوجية الطويلة والمستمرة والمحللة جيدًا نافذة على التغيرات المناخية والبيئية السابقة التي يمكن استخدامها للتنبؤ بشكل أفضل بالظروف المستقبلية في المنطقة. يحتوي حوض بحيرة إيزابال (LIB)، في شرق غواتيمالا، على أطول سجلات قارية معروفة للتكتونيات والمناخ والتغير البيئي في المناطق المدارية الحديثة الشمالية. الحوض هو منخفض متقطع نشأ على طول حدود صفيحة أمريكا الشمالية ومنطقة البحر الكاريبي منذ 12 سنة مضت ويحتوي على أكثر من 4 كم من الرواسب. يسجل الأرشيف الرسوبي في المكتبة التفاعل بين العديد من عمليات النظام الأرضي. وبالتالي، يمكن أن يوفر استكشاف الرواسب في الحوض معلومات أساسية تتعلق بما يلي: (1) التشوه التكتوني وتاريخ الزلازل على طول حدود الصفائح ؛ (2) توقيت وأسباب النشاط البركاني من القوس البركاني لأمريكا الوسطى ؛ و (3) الاستجابات المناخية المائية والبيئية والجيوميكروبيولوجية لمختلف الحالات المناخية والبيئية. لتقييم LIB كموقع محتمل للحفر العلمي، اجتمع 65 عالمًا من 13 دولة و 33 مؤسسة في أنتيغوا، غواتيمالا، في أغسطس 2022 تحت رعاية البرنامج الدولي للحفر العلمي القاري (ICDP) والمؤسسة الوطنية للعلوم الأمريكية (NSF). طورت العديد من مجموعات العمل أسئلة علمية وفرضيات شاملة يمكن معالجتها عن طريق حفر المكتبة وتحديد مواقع الحفر المثلى والأجهزة اللازمة لتحقيق أهداف المشروع. كما ناقشت المجموعة التحديات اللوجستية وفرص التوعية. لا يمثل المشروع فرصة رائعة لتحسين فهمنا العلمي للعمليات الزلزالية التكتونية والبركانية والمناخية القديمة والبيولوجية القديمة التي تعمل في المناطق المدارية في أمريكا الوسطى فحسب، بل إنه يمثل أيضًا فرصة لتحسين فهم المخاطر الجيولوجية المتعددة وإيصال تلك المعرفة للمساعدة في زيادة مرونة مجتمعات أمريكا الوسطى المعرضة للخطر.Translated Description (French)
Résumé. À mesure que les températures atmosphériques et les populations humaines de la Terre augmentent, de plus en plus de personnes deviennent vulnérables aux catastrophes naturelles et anthropiques. Cela est particulièrement vrai en Amérique centrale, où la population humaine croissante connaît des extrêmes climatiques (sécheresses et inondations), et la région est vulnérable aux risques géologiques, tels que les tremblements de terre et les éruptions volcaniques, et à la détérioration de l'environnement sous de nombreuses formes (érosion des sols, eutrophisation des lacs, contamination par les métaux lourds, etc.). Les données instrumentales et historiques de la région sont insuffisantes pour comprendre et documenter les dangers passés, une première étape nécessaire pour atténuer les risques futurs. Des enregistrements géologiques longs, continus et bien résolus peuvent, cependant, fournir une fenêtre sur les changements climatiques et environnementaux passés qui peuvent être utilisés pour mieux prédire les conditions futures dans la région. Le bassin du lac Izabal (LIB), dans l'est du Guatemala, contient les plus longs enregistrements continentaux connus de la tectonique, du climat et des changements environnementaux dans les néotropiques du nord. Le bassin est une dépression à arrachement qui s'est développée le long de la limite de la plaque nord-américaine et caribéenne il y a environ 12 ans et contient plus de 4 km de sédiments. Les archives sédimentologiques de la LIB enregistrent l'interaction entre plusieurs processus du système terrestre. Par conséquent, l'exploration des sédiments dans le bassin peut fournir des informations clés concernant : (1) la déformation tectonique et l'histoire des tremblements de terre le long de la limite de la plaque ; (2) le moment et les causes du volcanisme de l'arc volcanique d'Amérique centrale ; et (3) les réponses hydroclimatiques, écologiques et géomicrobiologiques à différents états climatiques et environnementaux. Pour évaluer la LIB en tant que site potentiel de forage scientifique, 65 scientifiques de 13 pays et 33 institutions se sont réunis à Antigua, au Guatemala, en août 2022 sous les auspices de l'International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) et de la US National Science Foundation (NSF). Plusieurs groupes de travail ont développé des questions scientifiques et des hypothèses globales qui pourraient être abordées en forant la LIB et ont identifié les sites de carottage optimaux et l'instrumentation nécessaire pour atteindre les objectifs du projet. Le groupe a également discuté des défis logistiques et des opportunités de sensibilisation. Le projet est non seulement une occasion exceptionnelle d'améliorer notre compréhension scientifique des processus sismotectoniques, volcaniques, paléoclimatiques, paléoécologiques et paléobiologiques qui opèrent dans les tropiques d'Amérique centrale, mais aussi une occasion d'améliorer la compréhension des multiples dangers géologiques et de communiquer ces connaissances pour aider à accroître la résilience des communautés à risque d'Amérique centrale.Translated Description (Spanish)
Resumen. A medida que aumentan las temperaturas atmosféricas de la Tierra y las poblaciones humanas, más personas se vuelven vulnerables a los desastres naturales y provocados por el hombre. Esto es particularmente cierto en América Central, donde la creciente población humana está experimentando extremos climáticos (sequías e inundaciones), y la región es susceptible a peligros geológicos, como terremotos y erupciones volcánicas, y al deterioro ambiental en muchas formas (erosión del suelo, eutrofización de lagos, contaminación por metales pesados, etc.). Los datos instrumentales e históricos de la región son insuficientes para comprender y documentar los peligros pasados, un primer paso necesario para mitigar los riesgos futuros. Sin embargo, los registros geológicos largos, continuos y bien resueltos pueden proporcionar una ventana a los cambios climáticos y ambientales pasados que se pueden utilizar para predecir mejor las condiciones futuras en la región. La cuenca del lago Izabal (LIB), en el este de Guatemala, contiene los registros continentales más largos conocidos de tectónica, clima y cambio ambiental en el norte del Neotrópico. La cuenca es una depresión de separación que se desarrolló a lo largo del límite de la placa de América del Norte y el Caribe hace ~ 12 Myr y contiene > 4 km de sedimentos. El archivo sedimentológico en el LIB registra la interacción entre varios procesos del Sistema Tierra. En consecuencia, la exploración de sedimentos en la cuenca puede proporcionar información clave sobre: (1) la deformación tectónica y la historia sísmica a lo largo del límite de la placa; (2) el momento y las causas del vulcanismo del Arco Volcánico Centroamericano; y (3) respuestas hidroclimáticas, ecológicas y geomicrobiológicas a diferentes estados climáticos y ambientales. Para evaluar el LIB como un sitio potencial para la perforación científica, 65 científicos de 13 países y 33 instituciones se reunieron en Antigua, Guatemala, en agosto de 2022 bajo los auspicios del International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) y la US National Science Foundation (NSF). Varios grupos de trabajo desarrollaron preguntas científicas e hipótesis generales que podrían abordarse mediante la perforación de la LIB e identificaron los sitios de extracción de testigos óptimos y la instrumentación necesaria para lograr los objetivos del proyecto. El grupo también discutió los desafíos logísticos y las oportunidades de divulgación. El proyecto no solo es una oportunidad excepcional para mejorar nuestra comprensión científica de los procesos sismotectónicos, volcánicos, paleoclimáticos, paleoecológicos y paleobiológicos que operan en los trópicos de América Central, sino que también es una oportunidad para mejorar la comprensión de múltiples peligros geológicos y comunicar ese conocimiento para ayudar a aumentar la resiliencia de las comunidades centroamericanas en riesgo.Files
sd-32-85-2023.pdf.pdf
Files
(15.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:64b3727914a4703b2feeea80c73e46e2
|
15.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التخطيط لمشروع البحث العلمي القاري لحوض بحيرة إيزابال (LIBRE) في شرق غواتيمالا
- Translated title (French)
- Planification du projet de forage scientifique continental Lake Izabal Basin Research Endeavor (LIBRE) dans l'est du Guatemala
- Translated title (Spanish)
- Planificación del proyecto de perforación científica continental Esfuerzo de Investigación de la Cuenca del Lago Izabal (LIBRE) en el este de Guatemala
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4387958708
- DOI
- 10.5194/sd-32-85-2023
References
- https://openalex.org/W1590681844
- https://openalex.org/W160536572
- https://openalex.org/W1636327482
- https://openalex.org/W1903853695
- https://openalex.org/W1923294651
- https://openalex.org/W1977782749
- https://openalex.org/W1989753753
- https://openalex.org/W1999887423
- https://openalex.org/W2014145546
- https://openalex.org/W2015738534
- https://openalex.org/W2026896156
- https://openalex.org/W2041336767
- https://openalex.org/W2042008519
- https://openalex.org/W2045903104
- https://openalex.org/W2049488425
- https://openalex.org/W2053135406
- https://openalex.org/W2060978614
- https://openalex.org/W2064680900
- https://openalex.org/W2074318293
- https://openalex.org/W2075435262
- https://openalex.org/W2085820277
- https://openalex.org/W2085967988
- https://openalex.org/W2086216672
- https://openalex.org/W2087273247
- https://openalex.org/W2135251455
- https://openalex.org/W2143441775
- https://openalex.org/W2152578450
- https://openalex.org/W2152758433
- https://openalex.org/W2161979468
- https://openalex.org/W2171103695
- https://openalex.org/W2171488113
- https://openalex.org/W2181568627
- https://openalex.org/W2189851893
- https://openalex.org/W2203412556
- https://openalex.org/W2316757642
- https://openalex.org/W2337350791
- https://openalex.org/W2338153468
- https://openalex.org/W2413916551
- https://openalex.org/W2414849532
- https://openalex.org/W2469227647
- https://openalex.org/W2516907192
- https://openalex.org/W2517001862
- https://openalex.org/W2620988475
- https://openalex.org/W2623224858
- https://openalex.org/W2770541382
- https://openalex.org/W2775112532
- https://openalex.org/W2810909047
- https://openalex.org/W2893497256
- https://openalex.org/W2903846533
- https://openalex.org/W2904881360
- https://openalex.org/W2937385884
- https://openalex.org/W2951453362
- https://openalex.org/W2973889697
- https://openalex.org/W2998817963
- https://openalex.org/W3021043145
- https://openalex.org/W3030828415
- https://openalex.org/W3081252104
- https://openalex.org/W3093060184
- https://openalex.org/W3109166384
- https://openalex.org/W3117249865
- https://openalex.org/W3132591630
- https://openalex.org/W3135401723
- https://openalex.org/W3183612371
- https://openalex.org/W3203899247
- https://openalex.org/W4210859152
- https://openalex.org/W4233429664
- https://openalex.org/W4296655079
- https://openalex.org/W4322102349
- https://openalex.org/W4324144720
- https://openalex.org/W655103873