reconstrucción paleoclimática del holoceno tardío en...

Reconstrucción paleoclimática del Holoceno Tardío en el humedal El Triunfo, Parque Nacional Natural Los Nevados,

Cordillera Central de Colombia.

1. Introducción (motivación, importancia del estudio, impacto, objetivos, antecedentes y estado del arte).

2. Área de estudio

3. Metodología

4. Resultados

5. Discusión

6. Conclusiones

Tabla de contenido

1. INTRODUCCIÓN

Conocimiento de cambios ambientales globales rápidos ydramáticos, en últimos 2000 años: Óptimo Climático Medieval,Pequeña Edad de Hielo, Calentamiento Reciente.

Ambientesapropiados paraestos estudios comolagos y turberas enNevado del Ruiz(NR).

El problema

Reconstrucciónpaleoecológica, a partirde Palinología y registrosedimentario, a escaladecadal.

Ausencia deregistrossedimentarios deeste tipo en NR, unequipo de trabajo einstalaciones físicasapropiadas.

Hacer un estudio paleoecológico de alta resolución (escaladecadal) en un humedal altoandino del Nevado del Ruiz;con el fin de identificar los cambios de clima, vegetación,dinámica sedimentaria y los efectos de la actividadantrópica en los últimos 2000 años.

Objetivo general

Foto: Luis Fernando Coca

• Registros paleoclimáticos de larga y corta duración.

• Cambios de ecosistemas durante el Holoceno (VEGETACIÓN).

• ESTRATIGRAFÍA.

• Geomorfología glacial y vulcanismo

Páramo (3800-4700 msnm) Bosque Andino (2400-3800 msnm ) Vegetación acuática

Aspectos teóricos

http://courses.washington.edu/bot113/family_pages/Cyperaceae/cyperaceae.htmlFoto: Luis Fernando Coca

https://revistauniverso.wordpress.com/2012/07/17/manos-a-la-obra-cobertura-vegetal-y-desarrollo-sostenible-en-cundinamarca/

P. Yucatán(Brenner et al, 2001;Torrescano-Valle & Islebe, 2015;Islebe & Sánchez, 2002; Aragón-Moreno et al., 2012)

C. Cariaco(Haug et al., 2001; Lea et al., 2003;Peterson & Haug, 2006;Gonzales et al., 2008)

G. Quelccaya(Thompson & Mosley, 1987; 1989)

Regional

Parque Los Nevados

Estudios con resolución decadal o

de centuria, concentrados en el

norte de las cordilleras Central

(C.C) (Castañeda-Riascos, 2013) y

Occidental (C.Occ) (Rangel et al.,

2005; Velásquez, 2005;

Hooghiemstra & Velásquez, 2013),

Macizo colombiano (González-

Carranza et al., 2012) y

principalmente en el centro de la

cordillera Oriental (C.O)(Bogotá et

al., 2011; Groot et al., 2011) .

Colombia

Parque Nacional Natural Los Nevados:

� Thouret & Van der Hammen(1983), Geomorfología y paleoecología en Laguna del Otún y Valle San Carlos: Determinan cambios en TºCy precipitación durante el Holoceno.

� Salamanca & Noldus (2003), Lagunares de Santa Isabel: Estudian efecto de erupciones en la vegetación paramuna.

Turbera el bosque

Laguna del Otún

Lag Santa Isabel

Humedal el Triunfo

El Billar

Siete Cabezas

Local

5. ÁREA DE ESTUDIO

Nevado Del Ruiz

C.Occ: Cordillera Occidental, C:C: Cordillera Central, C.O: Cordillera Oriental.

Coordenadas: 04° 58´54” N, 075° 19´7” WAltitud: 3834 m.s.n.mProfundidad: 7 m

Humedal El Triunfo

CULTIVOS GANADERÍA

� ZCIT: Convergencia vientos Alisios. Determinan régimen de lluvias: 1) abril-mayo. 2) octubre-noviembre.� El Niño y La Niña: déficit o abundancia de lluvias en Colombia, respectivamente.� Corriente en Chorro del Chocó: Alta precipitación centro occidente del país.� Precipitación y T° Cordillera Central.� Vertiente Oriental: Pma 1838-2139 mm, Vertiente Occidental: 1300-2326 mm.� Tma 6,8ºC (Estación Brisas)

Clima

(Salomons, 1989; Javellas & Thouret, 1995; Cuatrecasas, 1958; Rangel., 1983)

Vegetación

Lianas, epifitas leñosas, algunas especies arbóreas con hojas menores (microfilas) y algunas palmas grandes; Urticaceae, Acalypha.

Bromeliáceas, Orquídeas, Pteridofitas, musgos y hepáticas, arbustos epífitos; Hedyosmum, Quercus, Melastomataceae

1000 -

2400 -

3800 -

4700 -

Acuáticas

Lachemilla orbiculata Gunnera magellanica

Ranunculus sp

Senecio formosus

Apiaceae (tipo Hydrocotyle)

Cyperaceae Plantago

• Humedales, lagunas y producto de deshielo de nieves perpetuas.

• Cuencas de los ríos Cauca (occidente) y Magdalena (oriente).

• Abastece a mas de dos millones de personas.

Hidrología

Foto: Alejandro Bedoya Trujillo t

Foto: Luis Fernando Coca

• grandes áreas, l que llevaron al desarrollo de Andosoles

Vulcanismo y suelos

http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2011/11/23/140258

Se desarrollan a partir de material volcánico ricos en elementos vítreos.

Cráter Arenas (Nevado del Ruiz), La Olleta (oeste del

Nevado del Ruiz) o Cerro Bravo.

Andosoles

6. METODOLOGÍA

1. Batimetría: Perforación cada 10m en dos transectos: S-N, E-W.

2. Extracción de núcleos: Sonda Rusa marca Eijkelkamp de cinco centímetros de diámetro y 50 cm de avance. No compacta los sedimentos.

Obtención de núcleos

En campoDescripción in situ del material recobrado del núcleo en el humedal. Fotografía y empaque.

Laboratorio Descripción detallada del núcleo.

Litología

Segmentación del núcleo

Segmentos 1cmTijeras (Raíces)

Guantes de latex(Contaminación)

Datación

9 muestras para radiodatación AMS (Accelerator Mass Spectrometry)

Pre tratamiento según tipo de muestra y contaminantes

Submuestreo y datación

Procesamiento de materiales

Acetólisis (Erdtman, 1960): Degrada la intina y el protoplasma de los granos de polen y esporas; dejando solo la exina.

Montaje de placas permanentes Protocolo de Kisser (1935)

Conteo del material polínico 500 granos obtenidos por curva de saturación con sedimentos recientes.Cada 6 cm: resolución decadal.

http://www.infovisual.info/01/023_es.html

� 110 taxa y 3989 granos de polen, esporas de Ptheridophytas y hongos.

� Indica el numero de granos a contar para abarcar el 70%

� 70% : esporas de hongos se hizo extraplacion = 500 granos de polen a contar.

Curva de acumulación de especiesEs el número de especies acumuladas a lo largo de una medida de esfuerzo de muestreo, la cual muestra la tasa a la que nuevas especies se encuentran.

Conteo de palinomorfos

� Las gráficas de cambio de los taxa se hicieron en función de tiempo,profundidad y variación estratigráfica y permitió reconstruir loscambios en la vegetación, ambiente y clima.

Diagramas

9. RESULTADOS E INTERPRETACIÓN

Intercalación entre capas demateria orgánica (entre marrónclaro y marrón oscuro) conniveles de cenizas y lapilli (entre< de 1 cm y 30 cm).

Estratigrafía

Profundidad(cm) Material Edadmedidaporradiocarbono Edadradiocarbonoconvencional54 SedimentoOrgánico 120+/-30BP 90+/-30BP100 SedimentoOrgánico 430+/-30BP 410+/-30BP119 SedimentoOrgánico 520+/-30BP 480+/-30BP154 SedimentoOrgánico 590+/-30BP 570+/-30BP189 SedimentoOrgánico 750+/-30BP 730+/-30BP209 SedimentoOrgánico 850+/-30BP 830+/-30BP284 SedimentoOrgánico 1100+/-30BP 1070+/-30BP354 SedimentoOrgánico 1610+/-30BP 1580+/-30BP385 SedimentoOrgánico 1830+/-30BP 1810+/-30BP

Tabla1.DatacionesradiocarbonoAMSdelhumedalElTriunfo

Cronología

Un modelo de edad Bayesiano, mostró una tasa constante de sedimentación entre las fechas y una progresión suave sin altibajos importantes.

Modelo de edad

Bacon – v2.2. (Blaauw & Christen, 2011).

Poaceae (P)

G. magellanica (VA)

Rumex (P)

Acalypha (BS)

Espectro polínico

Pilia (BS)

Juglans (BA) Viburnum (BA)

Asteraceae (P)

Hedyosmum (BA)

Caryophyllaceae (P)

Miconia (BA)

L. orbiculata (VA)

Hidroserie y variación hídrica

Vegetación dominante:Cyperaceae, la vegetación que crece en aguas en movimiento se suceden a escala de centurias.

1940

Pantano con áreas terrizadas Mayor pp, aguas corrientesCondiciones húmedas

Continuaron condicionespantanosas Más húmedo

áreas terrizadas

Condiciones De húmedad

701

470

1010

1357

82Dominio menor

Tendenciaseca

V. Regional y temperatura

Vegetación dominante: Páramo

DominóPáramo

Indican eventosCálidos y secos

CondicionesGenerales frías

Período de calentamiento

DominóPáramo

Condicionesfrías

701

470

1010

1357

1941

82Condiciones frías

Tendencia al calentamiento

DominóPáramo

10. DISCUSIÓN

Frontino Lagunares Triunfo

Local

Wolf

Spörer

Maunder

Comparación de los registros de cambios climáticos del norte de Suramérica

Rein et al., 2004 Calentamiento Medieval en Perú, asociado al NIÑO se reflejo como un periodo de inundación

P. Yucatán

Inicio de una fase seca, corresponde al Periodo Clásico Maya (250-850

AD)

El registro de Ti muestra una tendencia seca muy similar y aumento de Tº

Seco a húmedo Por lo tanto

Húmedo a seco

Correlación entre cambios del nivel del lago y registros de

precipitación del h. El Triunfo(Oposición de fase)

Asimetría: Posicion y fuerza de ZCIT y ubicación de los

lugares comparados

Cambios en Cariaco

Contrarios a los cambios en

Altiplano Bolivia-Perù

Zona 6. (50- 1cm, 11 muestras. 82 cal años AP/1867 AD al presente.)

Quercus Weinmannia Clusia

• A pesar de la tendencia al calentamiento en el siglo pasado…

• Disminuyeron debido a la deforestación y el uso de estos arboles como material maderable…

Alnus no se refleja en los registros polínicos, por lo que no se consideran una causa de aumento en el polen de bosque.

Al contrario de Alnus

Rumex se deben a los cultivos de papa y ganadería.

Los últimos 100 años

Vegetación cultivada en zonas forestales y al efecto invernadero

Actividad antrópica

https://revistauniverso.wordpress.com/2012/07/17/manos-a-la-obra-cobertura-vegetal-y-desarrollo-sostenible-en-cundinamarca/ Rumex acetocella

1400-1300 años AP: inicio de una moderna actividad volcánica1010 años AP: Intensificó.

Actividad volcánica El cambio en las frecuencias polínicas:(5-15%). Mínimo de afectación o una rápida recuperación.

Vulcanismo: pobreza de la flora del páramo en el macizoRuiz-Tolima

El último evento importante se produjo en 1985, cuando fue destruida la ciudad de Armero (Tolima). Sin embargo en el registro estratigráfico del humedal el Triunfo no hay evidencia de esta erupción.

http://www.socialhizo.com/historia/historia-de-colombia/tragedia-de-armero-lo-que-el-lodo-se-llevo

Actividad volcánica

Evento

Volcanico

Profundidad Espesor (cm)

Descripción Edad (cal años.

BP/AD)

Edad calendario (rango)

Thouret et al. (1990)

Herd (1982)

Riezebos & Melief (1989)

G 46,5-50 3,5

Capa de lapilli volcanico 70 1865

Apparent dormant interval ?

F

125-140 15

Gradacion de capa

volcánica de lapilli a ceniza 550 1410

Alfombrales (600 + 130 BP/1344 AD)? ?

E

170-182 12

Gradacion de capa

volcánica de lapilli a ceniza 665 1298

Alfombrales (600 + 130 BP/1344 AD)? ?

D

199-204 5

Capa de ceniza

volcánica 710 1281

Alfombrales (780 + 90 BP/1177 AD)? ?

C

212-238 26

Gradacion de capa

volcánica de lapilli a ceniza 740 1257

Alfombrales (780 + 90 BP/1177 AD)? ?

A-B

250-279 19 (A)-10

(B)

Gradacion de dos capas

volcánicas de lapilli a ceniza 880-980 1169-1115

Alfombrales (840 + 60 BP/1196 AD). Apparent dormant interval (840-1275 BP/1196-764 AD)

CB-4 (1.070 BP/ 966

AD) (Cerro Bravo)

Samples 159, 160 and 161

(850-985 BP/1193- 1023 AD) (El Billar I

peat)

10. CONCLUSIONES

� La vegetación de Páramo y de pantano ha prevalecido en los últimos 2000 años; sin embargo las oscilaciones

en el registro de polen muestran cambios importantes en la temperatura y humedad.

Foto: Luis Fernando Coca

� La sincronicidad de Tº en losúltimos 2000 años entre elárea de estudio y diferentessitios comparados reflejanrespuestas similares afenómenos climáticosregionales o globales.

Foto: Luis Fernando Coca

� Los períodos más cálidos y secos: ~ 1000 cal años AP (~ 1016 AD) (Óptimo Climático Medieval)

� Fríos y húmedos: 1200 cal años AP (831 AD) y 650 a 150 cal años AP (1368-1750 AD) (Pequeña Edad de Hielo).

Foto: Luis Fernando Coca

� La asincronía de humedad entre diferentes estudios; se debe probablemente a pequeñas variaciones en la forma, tamaño y alcance latitudinal de ZCIT.

� El Niño: causa del calentamiento Medieval?

� Aumento de Rumex, Gunnera y la fuerte disminución de Quercus, Clusia y Weinmannia.

Foto: Alejandro Bedoya Trujillo t

� Siete niveles volcánicos fueron identificados en el humedal en los últimos ~ 1000 años AP / ~ 1017 AD.

http://www.lapatria.com/manizales/nivel-del-volcan-nevado-del-ruiz-genera-cierres-viales-2233

� Cambios en la vegetación están bien registrados en el humedal.

� Gran potencial para explorar en detalle el Holoceno, ambientes pasados, cambios en la vegetación, el clima y la actividad volcánica.

Foto: Alejandro Bedoya Trujillo t