Variabilidad paleoclimática y cambios paleoambientales en la región Chaqueña semiárida Argentina

Abstract

Los estudios paleoclimáticos y paleoambientales del holoceno proporcionan información relevante sobre las tendencias climáticas a largo plazo necesarias para generar y probar hipótesis sobre patrones y modelos climáticos y entender los cambios ambientales recientes. Si bien hay un número creciente de este tipo de estudios en América del Sur, todavía existen extensas regiones que no cuentan con estudios detallados y de alta resolución, tal como sucede en el Chaco semiárido. El presente trabajo constituye un aporte significativo para reducir la brecha espacial de información de la variabilidad paleoclimática, la dinámica del paisaje y la transformación paleoambiental, a distintas escalas espaciales y temporales, durante los últimos siglos en la región semiárida del Chaco argentino, mediante la vinculación y articulación de una significativa cantidad y diversidad de indicadores. Se llevaron a cabo estudios fluviomorfológicos, geomorfológicos y secuencias sedimentarias mineralógicas y texturales de paleocauces en la cuenca baja del río Bermejo, principal modelador del paisaje de la llanura chaqueña semiárida; análisis de registros multiparamétricos sedimentológicos de alta resolución (litología, geoquímica, mineralogía) y palinológicos de sedimentos lacustres de Laguna Yema; construcción y análisis de cronologías de ancho de anillos de la especie arbórea Schinopsis lorentzii, ubicados en un gradiente latitudinal (Norte-Sur) en la región chaqueña semiárida de Argentina y, complementariamente, se emplearon bases de datos de estaciones meteorológicas e hidrométricas dispuestas en el área de estudio. Se identificó un patrón espacial heterogéneo en las precipitaciones mediante los análisis realizados sobre los datos instrumentales de precipitación, las reconstrucciones climáticas mediante sedimentos lacustres y las cronologías de ancho de anillos. Los análisis de los datos de estaciones meteorológicas ubicadas en la llanura chaqueña semiárida y transición con las Sierras Subandinas, permitieron discriminar diversos grupos de estaciones con similitud en el patrón de las precipitaciones, las cuales poseen una diferenciación respecto a la ubicación latitudinal y longitudinal dentro de la ecorregión. El análisis de correlación entre la disponibilidad de agua reconstruida mediante los sedimentos lacustres y los datos instrumentales de precipitación mostraron correlaciones significativas positivas con las estaciones meteorológicas ubicadas en las laderas bajas de las Sierras Subandinas y correlaciones no significativas en el Chaco semiárido, señalando una disparidad espacial en las condiciones de humedad. En este mismo sentido, los patrones espaciales de correlación entre las cronologías de ancho de anillo y la precipitación muestran que, mientras los registros Laguna Yema (LYE) y Las Palmitas (PAL) son representativos de la precipitación en la región chaqueña semiárida y húmeda de Argentina, oeste de Paraguay, este de Bolivia y centro-sur de Brasil, la cronología Weisburd (WEI) presenta mayor correlación con la precipitación en la zona centro y sur de Argentina, extremo sur de Brasil y Uruguay. Las oscilaciones temporales paleoclimáticas identificadas a partir de sedimentos lacustres, que poseen sensibilidad del estado de humedad principalmente de la zona de transición entre chaco semiárido y las Sierras Subandinas, revelan la existencia de cuatro fases principales: i) De 1455 a 1640 CE se presentan condiciones dominantes de humedad, las que se tornan más secas al final del período; ii) seguido de una fase de disponibilidad hídrica intermedia de 1640 a 1765 CE, con mayor disponibilidad entre 1655 y 1680 CE; iii) posteriormente entre 1765 y 1945 CE, se presenta un patrón oscilante con períodos alternantes de humedad y aridez y iv) finalizando con un aumento en la tendencia de la disponibilidad de agua (1945 a 2008 CE). Las cronologías de ancho de anillos, que son más sensibles a las condiciones de humedad del Chaco semiárido, registran periodos de mayor humedad durante: 1738-1746, 1762-1766, 1953-1959, 1960, 1972-1980, 1989-1992, 1996-2001 y 2006. Por otro lado, los periodos de mayor aridez se ubican entre los años 1790-1794, 1941-1948, 1964-1969, 1968-1983, 1981-1985, 1993-1998 y 2004-2007. Tanto en la reconstrucción de la disponibilidad de agua mediante sedimentos lacustres, como en las cronologías de ancho de anillo se apreciaron incrementos sustanciales de humedad en el periodo 1950 a 2007 CE, indicando un salto en las precipitaciones, tanto en la llanura chaqueña semiárida como en la transición con las Sierras Subandinas. Nuestros estudios lograron identificar cambios paleoambientales, debido a las variaciones en las condiciones de humedad y aridez, mediante la señal polínica, tanto a escala local como regional. La señal polínica local se encuentra estrechamente relacionada a las condiciones circundantes a la laguna y su expansión y retracción. En los periodos donde existe un incremento en la disponibilidad de agua, se origina una expansión de la laguna, generando un aumento en el desarrollo de Alternanthera aquatica y Juncaginaceae (tipos polínicos pertenecientes al grupo de plantas acuáticas), y, por otro lado, durante los periodos de aridez, cuando el lago experimenta una regresión, las zonas costeras aumentan en superficie y se vuelven más húmedas, generando condiciones favorables para el desarrollo de vegetación herbácea (tipos polínicos Poaceae, Ambrosia, Amaranthaceae/Chenopodiaceae) y, complementariamente, la aparición de especies colonizadoras de sitios húmedos como los helechos (trilete spores). Los tipos polínicos Bulnesia, Prosopis (Árboles) y Celtis (Arbustos) tienen una relación proporcional con los estados de disponibilidad de agua a escala regional, mostrando un aumento en las proporciones de polen durante los períodos húmedos. Adicionalmente, se valoró la incidencia de la transformación ambiental antrópica, resultante de los cambios de cobertura del suelo (deforestación), sobre los procesos fluviomorfológicos, evidenciando que los procesos de erosión y transporte de sedimentos en el río Bermejo se encuentran notablemente condicionados por este tipo de transformaciones. Los estudios de paleomorfodinámica del paisaje revelan cambios significativos en la ubicación de los cauces del río Bermejo y Pilcomayo en la llanura chaqueña, consecuencia de procesos de avulsión, depositando grandes volúmenes de sedimentos aluviales durante el Norgripiense a Megalayense, correspondientes al río Pilcomayo, y durante el Megalayanse pertenecientes al río Bermejo, identificando además sustanciales diferencias texturales entre ambos depósitos. Los estudios de fluviomorfología reciente muestran que estos procesos de avulsión continúan activos en la actualidad y están relacionados con variables hidrométricas de los ríos, poniendo en evidencia los potenciales riesgos por desplazamiento del cauce y la susceptibilidad de los ecosistemas a ser modificados debido a cambios en la humedad local generada por el río. Nuestros resultados e interpretaciones constituyen herramientas para ser empleadas en la gestión integrada de recursos hídricos en la región chaqueña semiárida, en donde la eficiencia en la disponibilidad de agua para la producción y consumo humano y las inundaciones son unas de las principales amenazas de la región. Adicionalmente, nuestro trabajo constituye un insumo para la gestión del ordenamiento ambiental y productivo del territorio, en donde el avance de la frontera agropecuaria para el desarrollo de cultivos extensivos es el principal fenómeno de cambio en la cobertura del suelo, siendo su sustentabilidad altamente dependiente de las variaciones y estacionalidad climática.

Paleoclimatic and paleoenvironmental studies of the Holocene provide relevant information regarding climatic trends in the long-term, necessaries to generate and test hypothesis on climatic patterns and models, as well as understanding recent environmental changes. While an increasing number of these type of studies are being developed in South America, there are still large regions that do not have detailed and high resolution studies, as in the case of the semi-arid Chaco. This work constitutes a significant contribution in order to reduce the spatial information gap regarding paleoclimatic variability, landscape dynamics, and paleoenvironmental transformations, at different spatial and temporal scales, during the last centuries in the semi-arid region of Argentinian Chaco, through the linkage and articulation of a significant amount and diversity of indicators. A series of studies were conducted, including fluvialmorphological, geomorphological, and textural and mineralogical sedimentary sequences in the lower basin of the Bermejo River, the main landscape modeler of the semi-arid plains in Chaco; analysis of multi-parametric sedimentological records of high-resolution (lithology, geochemistry, mineralogy) and palynological from lake sediments in Laguna Yema; construction and analysis of tree-ring width chronologies of Schinopsis lorentzii, mainly located in an altitudinal gradient (North-South) of the semi-arid Chaco region in Argentina and, as a complement, databases from meteorological and hydrometric stations arranged in the study are were also consulted. Our results and interpretations constitute tools to be employed in the integrated management of hydric resources in the semi-arid Chaco, where deficiency in water availability for production and human consumption, as well as floods, are one of the main threats in the region. In addition to that, our investigation constitutes an input for the environmental and productive management of the territory, where the advance of the agricultural border for the development of extensive crops is the main change phenomenon in soil coverage, with a sustainability highly dependent of climatic variations and seasonality.

Els estudis paleoclimàtics i paleoambientals de l'holocè proporcionen informació rellevant sobre les tendències climàtiques a llarg termini necessàries per generar i provar hipòtesis sobre patrons i models climàtics, i per entendre els canvis ambientals recents. Si bé hi ha un nombre creixent d'aquests tipus d'estudis a Amèrica de Sud, encara hi ha extenses regions que no compten amb estudis detallats i d'alta resolució, tal com succeeix en el Chaco semiàrid. El present treball constitueix una aportació significativa per reduir la bretxa espacial d'informació sobre la variabilitat paleoclimàtica, la dinàmica del paisatge, i la transformació paleoambiental, a diferents escales espacials i temporals durant els últims segles a la regió semiàrida del Chaco argentí, mitjançant la vinculació i articulació d'una quantitat i diversitat significatives d'indicadors. Es van dur a terme estudis fluviomorfològics, geomorfològics, i seqüències sedimentàries mineralògiques i texturals de paleolits a la conca baixa del riu Bermejo, principal modelador del paisatge de la plana chaqueña semiàrida; anàlisis de registres multiparamètrics sedimentològics d'alta resolució (litologia, geoquímica, mineralogia) i palinològics de sediments lacustres de la Laguna Yema; construcció i anàlisis de cronologies de gruixos d'anells de l'espècie arbòria Schinopsis lorentzii, situats en un gradient latitudinal (Nord-Sud) a la regió chaqueña semiàrida d'Argentina i, complementàriament, es van emprar bases de dades d'estacions meteorològiques i hidrométriques de l'àrea d'estudi. Els nostres resultats i interpretacions constitueixen eines per ser emprades en la gestió integrada de recursos hídrics a la regió chaqueña semiàrida, on la deficiència en la disponibilitat d'aigua per la producció i consum humà i les inundacions són unes de les principals amenaces de la regió. Addicionalment, el nostre treball constitueix una entrada per a la gestió de l'ordenament ambiental i productiu del territori, on l'avanç de la frontera agropecuària per al desenvolupament de cultius extensius és el principal fenomen de canvi en la cobertura de terra, sent la seva sostenibilitat altament depenent de les variacions i estacionalitat climàtica.