El presente trabajo de investigación es uno más de los realizados por un grupo multidisciplinario de profesionales que están realizando estudios desde el punto de vista búsqueda de vida en lugares análogos al Planeta Marte a nivel mundial en desiertos como; Atacama-Chile, La Joya-Perú, Mojave-USA y en otros lugares similares. Esto quiere decir estudios, químicos, microbiológicos, geología y geofisica de los desiertos, climatología de los lugares de interés y sistemas de navegación y telecomunicaciones, entre otros.

1. ESTUDIO DE LAS VARIABLES
METEOROLÓGICAS EN EL
DESIERTO DE LA JOYA O PAMPAS
DE LA JOYA ,
AREQUIPA- PERÚ
RENEE M. CONDORI APAZA, JULIO E. VALDIVIA
SILVA, H. SAUL PEREZ MONTAÑO, LAUREN
FLETCHER, CHRIS MACKAY.

2. PAMPAS DE LA JOYA

3. ANTECEDENTES GENERALES
El Desierto de la Joya o también llamado Pampas de La Joya, es
parte de la franja desértica peruana que pertenece al Desierto
de Atacama [Figura 1]. Esta zona despertó un alto interés por
parte del grupo de NASA-AMES, liderados por el Dr. Christopher
Mckay y colaboradores durante el segundo trimestre del año
2003. Ciertamente, como parte de su investigación en la zona
de Yungay localizada en la parte norte de Chile llevando a
descubrir y catalogar esta zona como un suelo análogo a Marte
(Navarro-González et al., 2003)-, realizó un transepto hacia el
norte entrando a la zona desértica peruana. Durante el viaje se
tomaron muestras de seis zonas que mostraron propiedades
físicas de interés como la coloración rojiza del suelo, gran
cantidad de minerales de hierro y abundante presencia de
minerales evaporíticos y cuarzo. Sin embargo solamente una de
las áreas mostró, además de las características
anteriores, ausencia de vida macroscópica de manera similar a
la región de Yungay. Esta zona, que ya se ubica dentro del
Desierto de La Joya, fue marcada como el punto de muestreo
“PC03-06” y presentó de manera preliminar valores muy bajos de
carbono orgánico evaluado con permanganatometría.

4. De esta manera, las Pampas de La Joya adquirieron un
importante valor para la Astrobiología como una zona nueva de
posible comparación que puede ayudar a entender los diversos
procesos que son propios y comunes de suelos
hiperáridos, como el que se encuentra en la superficie de Marte.
[Figura 1

5. OBJETIVOS
Objetivo principal:
Estudiar las variables meteorológicos recolectados durante los
cuatro años de evaluación, desde mayo del 2004 a julio del
2008,
Objetivos específicos:
a. Recolectar la información anual de los datos meteorológicos
de las microestaciones en la zona de estudio.
b. Almacenar y procesar la información adquirida durante los
cuatro años.
c. Analizar y concluir con la datos metereológicas procesados

6. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Cuando se trata de analizar una zona especifica del planeta en
cuanto al hábitat o medio ambiente se recurre a datos
metereológicos recolectados por periodos s de tiempo largo por
lo que es necesario hacer testeo de las diferentes variables
ambientales que puedan afectan la zona, utilizando equipos
específicos para cada variable.

7. DESIERTO DE LA JOYA
El desierto de la Joya o Pampas de La Joya se extienden hacia
el oeste de la ciudad de Arequipa a una distancia aproximada
a los 65 kilómetros, ubicándose a una altura que va entre los
1169 a 1665 metros sobre el nivel del mar, se presenta como una
planicie ligeramente ondulada, compuesta de salitre, cantos
rodados, cascajo, piedra y arena. Las Pampas de La
Joya, terreno abrupto, se encuentra entre Arequipa y el mar, los
valles de tambo, Vítor, Quilca, Siguas, y las provincias vecinas.
Las Pampas del Confital, de Azúcar, de Huagri, Catarina, del
Fiscal, Ratonera, Cenizal Joya, Cruz de Piedra, del Muerto, La
Joya, del Tesoro, Salinillas, Infiernillo, San José, Repartición, Ramal
y de Vítor, forman las Pampas de La Joya. Una característica de
las Pampas es la presencia de médanos o dunas, montículos de
arena en forma de media luna o cuarto creciente, que se
mueven, debido a los vientos, hasta 15 metros al año.

8. La mitad norte de las Pampas está cubierta de médanos y de
piedras rotas, esparcidas. La mitad sur no tiene médanos ni
piedras, pero presenta un tinte rojizo, debido a los cristales de
cuarzo ferruginoso, en forma de cubos irregulares, de cerca de
dos milímetros de lado. El clima es de tipo desértico (cálido y
seco) y la temperatura anual media es de 18 grados
centígrados, con fluctuaciones importantes entre los 10 °C a 35
°C. Predominan los vientos alisios, que en el día se desplazan de
sur a noreste, y de noche de norte a sur, la velocidad más
predominante, se da de 4 a 6 am.

9. ZONA DE ESTUDIO
La ubicación de la zona de estudio es el área denominada
“Desierto de La Joya o Pampas de La Joya” a ~70 km de la
ciudad de Arequipa, Perú, a lo largo de la costa del pacífico
sur, aproximadamente entre las latitudes de 16°S a 17°S, las
longitudes de 71.5°W a 72.5°W y entre una altura de 1000 y 2000
m.s.n.m. El área total del estudio es una continuación de la
franja desértica de Atacama, encontrándose dentro de la zona
que presenta suelos hiperáridos (Houston and Hartley, 2003).

10. MATERIAL Y MÉTODOS
La obtención de datos metereológicos en el desierto de
la Joya se hicieron en un periodo que comprende entre
los años del 2004 al 2008). Mediante microestaciones
metereológicas localizadas en puntos específicos en la
zona de estudio.
Las mediciones fueron realizadas con una frecuencia de
30 a 60 minutos dependiendo del tipo de dispositivo. Los
datos evaluados fueron la temperatura ambiental y de las
rocas [°C], la humedad relativa del aire [%], la humedad
del suelo a 10cm de profundidad, debajo de rocas y del
suelo entre las rocas, la precipitación [mm], la radiación
fotosintéticamente activa [400-700nm] μmol/ m2s, y la
radiación UV [esta última evaluada solamente desde junio
del 2006 a marzo del 2008].
Se utilizaron los registradores HOBO y sensores Onset [#H08-
004-02 y H08-006-04; Onset Inc.]

12. Tipo de Sensor Marca Zona de localización Coordenadas Altitud
(msnm)
Profundidad y Altura
T°, HR, LS PE-1 y
PE-2
Cerro de cuarzo.
Cerca al punto PE-001
16°44.416’S;
72°2.064’W
1151 0 cm
T°, HR, LS PE-3 Cerro de cuarzo 16°44.416’S;
72°2.064’W
1151 1 cm
T°, HR, LS PE-4 Cerro de cuarzo 16°44.416’S;
72°2.064’W
1151 8 cm; en línea con PE-
3
HS, HC PE-5.1 y
PE-5.2
Cerro de cuarzo 16°44.416’S;
72°2.064’W
1151 ECH2O-20 a 2 cm,
LWS a 0 cm
T°, HR, LS PE-6 Mar de Cuarzo. Cerca
al punto PE-389
16°44,556’S;
72°02,583’W
1140 0 cm
T°, HR, LS PE-7 Mar de Cuarzo 16°44,556’S;
72°02,583’W
1140 1 cm
T°, HR, LS PE-8 Mar de Cuarzo 16°44,556’S;
72°02,583’W
1140 0 cm
T°, HR, LS PE-9 Pampas centrales 16°44,827’S;
72°01,919’W
1033 1 m encima del
suelo[con PLU-1]
T°, HR, LS PE-10.1
PE-10.2
Pampas centrales 16°44,827’S;
72°01,919’W
1033 1 m encima del suelo;
5 cm
debajo
HS, HC PE-11.1
PE-11.2
Mar de Cuarzo 16°44,560’S;
72°02,581’W
1154 ECH2O-20 a 2
cm, LWS a 0 cm
Precipitación PLU-1 Pampas centrales 16°44,827’S;
72°01,919’W
1033 1 m encima del
suelo
Radiación
UV
UV-1 Mar de dunas 16°36,534’S;
71°57,933’W
1224 3 m encima del
Suelo
Distribución de sensores climatológicos en el Desierto de La
Joya.
T°: temperatura, HR: humedad relativa, LS: luz solar, HS: humedad del suelo,
HC: humedad condensada, UV: Ultravioleta.

13. ZONAS DE UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES METEREOLÓGICAS

14. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
TEMPERATURA EN LA JOYA

15. Los cuatro años de estudio mostraron pequeñas variaciones interanuales en la
temperatura del ambiente, como se refleja en la Figura anterior. Ciertamente, al
comparar las medias mensuales de temperatura ambiental de los 4 años, no se
observó variaciones estadísticamente significativas entre ellos
[ANOVA, p>0.05], sin embargo, la media mensual del mes de junio del 2007 si
presento un valor estadísticamente significativo con respecto al resto
[p=0.02], definiendo a este mes como el más frio de todo el periodo evaluado.
Los datos mostraron que los meses más fríos en La Joya se encuentran entre los
meses de mayo, junio y julio, coincidentes con la estación invernal y con el
ingreso de neblina, como se verá más adelante. Para los años 2004 y 2008, los
datos no fueron completos, sin embargo las temperaturas anuales promedio
para ellos fueron 18.3 y 18.7°C respectivamente.
La temperatura en el desierto de La Joya, de manera similar a la zona de
Yungay en Chile, no es extremadamente caliente ni frío, en comparación a
desiertos como Mojave y los valles secos de la Antártida, donde las
temperaturas ambientales de algunas regiones pueden llegar a 50°C y -40°C
respectivamente. Así, la temperatura máxima registrada durante los 4 años de
recolección fue de 35.9°C y la mínima de -4.5°C. La temperatura ambiental
promedio fue de 18.9°C, que muestra a esta región, como algo más calurosa en
comparación a la media obtenida para la región de Yungay que fue de 16.5°C
(McKay et al., 2003).

16. HUMEDAD EN LA JOYA
NOTA. El panel superior
muestra la cantidad de
precipitación ‚P‛ [en
mm]. El segundo panel
muestra la humedad
condensada ‚HC‛ o
rocío expresando valores
cualitativos de 0 hasta 1.
El tercer panel muestra la
conductividad debajo de
las rocas [en μS, un
Siemens representa la
inversa de la resistencia
en ohms]. El cuarto y
quinto panel muestran la
humedad relativa ‚HR‛
del suelo [s], debajo de
las rocas [r]y en el aire
[a], [en %].

17. La humedad de condensación [HC o rocío] fue escasa durante los cuatro años
de estudio [valores menores a 1] a excepción de los meses de setiembre y
octubre del 2006 donde ocurrieron precipitaciones importantes vinculadas al
Fenómeno del Niño. A pesar de ello, hubo respuesta positiva del sensor
principalmente en la noche de los meses de junio, julio y agosto; los cuales
coinciden con la temporada fría y de ingreso de mayor niebla nocturna.
Las precipitaciones fueron menores a 1 mm los registrados en el
sensor. Estos datos comparados a los encontrados en la zona de
Yungay, demuestran una actividad similar y cotidiana, aunque de
manera interesante, esa región reportó un periodo de niebla más densa
los años 1994 y 1995 relacionado a respuestas del sensor cercanas a la
unidad (McKay et al., 2003).
En ausencia de lluvias, e inclusive con precipitaciones menores a 1 mm, la
humedad relativa del suelo permaneció menor al 30%, lo cual es
extremadamente árido para los suelos, debido a que corresponde a un
potencial de agua de -166 megapascales. Esta medida corresponde a la energía
potencial del agua para moverse de un lado a otro debido a
osmosis, gravedad, presión mecánica o efecto de matriz que incluyen la tensión
superficial.

18. PRECIPITACION EN LA JOYA
Las precipitaciones o lluvias en los 4 años de estudio se registraron solo 7
eventos de precipitación, de los cuales 2 estuvieron en el límite de detección
del pluviómetro [0.1 mm] y uno en 0.2 mm; sugiriendo condensación de la
niebla en lugar de una posible precipitación. Los eventos con una lluvia
mayor a 1 mm fueron coincidentes con el fenómeno de El Niño 2006-2007.

19. HUMEDAD RELATIVA
En este gráfico detallado de los eventos de precipitación y humedad en los
meses de setiembre [días 12 y 14] y octubre [día 3] del 2006 durante el fenómeno
de El Niño y la caída de 3 precipitaciones casi contínuas. Los niveles de alta
humedad indicados como una HR > a 80% persistieron en el suelo, debajo de las
rocas y en el subsuelo.

20. Los siete eventos de lluvia mostraron ser principalmente nocturnos y con una duración
máxima de 20 minutos, lo que apoya la hipótesis de una condensación de la niebla
pesada en lugar de una verdadera precipitación en los eventos menores. De manera
interesante, durante el Fenómeno del Niño se observaron 4 precipitaciones, de las
cuales tres de ellas se concentraron en los meses de setiembre y octubre [1.1, 1.5 y 2.0
mm], aportando gran cantidad de humedad al suelo, debajo de las rocas y en el
subsuelo [a 10 cm por debajo de la superficie], la cual persistió por más de 15 días. El
incremento de la HR y la conductividad debajo de las rocas confirman la presencia de
eventos de lluvia importantes, a diferencia de las otras 4 precipitaciones en las que no
aparecen incrementos significativos
La acumulación de humedad luego de la lluvia del 12 de setiembre [de 1.1
mm], debido a un nuevo evento sólo dos días después [de 1.5 mm], la humedad relativa
del suelo y debajo de las rocas, no recuperó los valores pre-lluvia incluso 15 días
después del evento [HR > 25%]. De manera interesante, la humedad en el subsuelo se
incrementó de ~20% a ~50% de manera paulatina, 10 días después de la precipitación, lo
que indica probablemente la presencia de zonas densas en el subsuelo y con poca
porosidad. Esto es ratificado dado que ante el evento del 3 de octubre [de 2 mm], el
incremento de humedad fue relativamente más rápido, aumentando de valores ~40% a
>55% en 6 días, mostrando un cierto grado de disolución de las capas densas por los
eventos anteriores [probablemente de sales].

21. RADIACIÓN SOLAR EN LA JOYA
Los valores de radiación solar son resumidos en la Tabla siguiente. El
promedio mensual es tomado de valores diarios por mes, pero
considerando únicamente las horas de radiación por día, de las 5.15
horas hasta las 18.30 horas, donde la radiación solar disminuye casi a
cero. Las Pampas de La Joya son libres de nubes. La luz solar media
anual fue de 508 W/m2, con máximos cercanos a los 1060 W/m2 al
medio día en los meses más secos de setiembre a abril, y ligeramente
menor en los meses más húmedos de mayo a agosto. La radiación es alta
y calienta cerca de 20°C más las rocas en comparación al
aire, corroborado por la coincidencia del punto máximo de la
temperatura de roca con el punto máximo de radiación.
Adicionalmente, la humedad en el subsuelo permaneció en valores de 35% hasta 20 días
después del último evento y regresó a valores pre-lluvia [~25%] casi un mes después. En
definitiva, este proceso fue único en el desierto, dado que de no existir la precipitación
del 14 de setiembre, y menos aún la del 3 de octubre, los valores de HR del subsuelo
hubieran regresado a valores pre-lluvia en mucho menor tiempo. Un proceso similar fue
reportado en Yungay, para el evento de precipitación del 11 de mayo de 1997 [de 2.3
mm], en el que la HR del subsuelo permaneció más de 20 días post-lluvia luego de
alcanzar su máximo entre el octavo y noveno día posterior al evento.

22. DATOS METEREOLOGICOS EN LAS PAMPAS DE LA JOYA

23. TaP, TaM, Tam, TrP, TrM y Trm representan los valores promedio, máximo y mínimo de la
temperatura ambiental [a] y de las rocas [r] en °C; la lluvia es expresada en mm; HRa, HRr, y
HRs representan los valores promedio de la humedad relativa del aire, debajo de las rocas y del
suelo expresadas en %; la radiación solar es expresada en W/m2.Los datos en negrita-cursiva
corresponden a los meses en que el Fenómeno de El Niño estuvo presente.

24. las condiciones ambientales de temperatura y humedad durante cuatro años de
evaluación [Mayo 2004 a Julio 2008] de la zona denominada Pampas de la Joya ubicada
al sur de Perú donde también se observan condiciones de hiperáridez. Los datos
incluyen el fenómeno de El Niño acontecido en los meses de septiembre 2006 a marzo
del 2007, que a pesar de no haber tenido características catastróficas como el del año
1997-1998, muestra un incremento interesante en la humedad de la zona.
Adicionalmente, los datos obtenidos, pueden describir las condiciones extremas
presentes en dicha zona, y las posibles fuentes de humedad capaces de permitir la
supervivencia de algún tipo de microorganismo. La temperatura media ambiental fue
de 18.9°C, con una máxima de 35.9°C y una mínima de -4.5°C. La luz solar media anual
fue de 508 W/m2, con máximos cercanos a los 1060 W/m2 al medio día en los meses más
secos de setiembre a marzo. La humedad relativa mostró mayores valores durante las
noches debido a la neblina entre los meses de junio y agosto, y durante las mañanas
entre los meses de diciembre y marzo. El valor promedio de humedades relativas del
aire fue de 29.5%, del suelo 20.1% y de la roca 20.4%. Durante los meses del fenómeno
del Niño acontecieron 4 episodios de precipitación [1.1, 1.5, 2.0 y 0.9 mm], los cuales
incrementaron la humedad del suelo y roca en promedio a más del 45%, mientras la del
ambiente no tuvo variaciones significativas. La humedad del subsuelo persistió más de
15 días posteriores a la precipitación. De manera interesante, las rocas que amortiguaron
de mejor manera los cambios de temperatura y humedad fueron las de
cuarzo, constituyendo un lugar potencial para albergar vida microbiana. De igual
manera, la presencia de fuentes húmedas localizadas a ~5 km de distancia de las zonas
más áridas, no parecen contribuir de manera importante a la zona hiperárida donde no
se observa ningún tipo de organismo macroscópico.

25. CONCLUSIONES
 Se ha logrado obtener data de las condiciones ambientales
de temperatura y humedad durante cuatro años de
evaluación [Mayo 2004 a Julio 2008] en la zona
denominada Pampas de la Joya ubicada al sur de Perú
donde también se observan condiciones de hiperáridez.
Los datos incluyen el fenómeno de El Niño acontecido en
los meses de septiembre 2006 a marzo del 2007, que a
pesar de no haber tenido características catastróficas como
el del año 1997-1998, muestra un incremento interesante en
la humedad de la zona.
 Los datos obtenidos, nos describen las condiciones
extremas presentes en dicha zona, y las posibles fuentes de
humedad capaces de permitir la supervivencia de algún
tipo de microorganismo.
 La temperatura media ambiental fue de 18.9 °C, con una
máxima de 35.9 °C y una mínima de -4.5 °C.

26.  La radiación solar media anual fue de 508 W/m2, con
máximos cercanos a los 1060 W/m2 al medio día en los
meses más secos de septiembre a marzo.
 La humedad relativa mostró mayores valores durante las
noches debido a la neblina entre los meses de junio y
agosto, y durante las mañanas entre los meses de
diciembre y marzo.
 El valor promedio de humedades relativas del aire fue de
29.5%, del suelo 20.1% y de la roca 20.4%.
 Durante los meses del fenómeno del Niño acontecieron 4
episodios de precipitación [1.1, 1.5, 2.0 y 0.9 mm], los
cuales incrementaron la humedad del suelo y roca en
promedio a más del 45%, mientras la del ambiente no tuvo
variaciones significativas.

27.  La humedad del subsuelo persistió más de 15 días
posteriores a la precipitación. De manera interesante, las
rocas que amortiguaron de mejor manera los cambios de
temperatura y humedad fueron las de
cuarzo, constituyendo un lugar potencial para albergar vida
microbiana. De igual manera, la presencia de fuentes
húmedas localizadas a ~5 km de distancia de las zonas más
áridas, no parecen contribuir de manera importante a la
zona hiperárida donde no se observa ningún tipo de
organismo macroscópico.

28. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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Mollendo y La Joya (Hojas 34-r, 34-s). Boletín N° 19. In:
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30. Spaceward Bound Mars Simulations Background