Ciertos minerales son
poco solubles, pero se pueden hidrolizar*. En el caso de los carbonatos es por
efecto del CO2 (dióxido de carbono). El CO2 se incorpora al agua
que se infiltra a partir del aire del suelo, donde se encuentra normalmente a
una presión parcial de 10 a 100 veces la de la atmósfera a causa de la acción de
las plantas y los microbios del suelo. El CO2
se mineraliza como ión bicarbonato e
incorpora los cationes móviles de la roca que se meteoriza.
En zonas volcánicas o con
intrusiones magmáticas recientes se añade la aportación del CO2 profundo. Entonces la
alteración de la roca se produce en profundidad. También el oxígeno disuelto en
el agua que se infiltra oxida la materia orgánica del suelo y las sustancias en
estado reducido (como es el caso del Fe2+
que pasa a Fe3+ ).
La acción cesa cuando el CO2 y/o el O2 (oxígeno incorporado
del aire exterior y del suelo) se han consumido en reacciones químicas, unas
veces rápidamente y otras lentamente, según las circunstancias locales.
El agua de lluvia y el agua superficial aportan
una marca isotópica que caracteriza el origen del agua y los procesos de
recarga. Los isótopos estables del agua (oxígeno-18 y deuterio) se fraccionan en
los procesos de generación y transporte de la humedad atmosférica, pero
normalmente no lo hacen en el terreno. El carbono-13 refleja los procesos de
incorporación de CO2 al agua y de reacción con los minerales
carbonatados.
Con la recarga también se
incorporan ciertos isótopos radiactivos existentes en la atmósfera de forma
natural o bien de forma antrópica, principalmente residuos de las pruebas
nucleares atmosféricas de decenios pasados o emisiones de las centrales
nucleares.
Los más útiles son el tritio (isótopo
del hidrógeno con un periodo de semidesintegración de 12,4 años) y el carbono-14
(periodo de 5760 años). Una vez que el agua se encuentra dentro del terreno cesa
la aportación atmosférica y el contenido isotópico decrece por desintegración
radiactiva. Esto permite conocer el tiempo transcurrido desde la infiltración, o
mejor, el tiempo medio de renovación del agua en el acuífero, ya que una muestra
de agua es una mezcla de distintas aguas que se han infiltrado en tiempos y
lugares distintos.
Que el agua subterránea
esté en estado natural no significa que necesariamente tenga que ser idónea para
cualquier uso al que pueda ser destinada. Este agua puede en ocasiones ser
salobre o salina, con concentraciones excesivas de ciertas sustancias naturales
(flúor, boro, metales pesados como hierro y manganeso, elevada dureza, exceso de
iones alcalinos respecto a los alcalinotérreos, etc.).
