Inestabilidad climática durante el Holoceno: análisis...
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Inestabilidad climática durante el Holoceno: análisis paleoecológico del sitio arqueológico Cuba, Colombia. Susana Velásquez-Franco 1 Directora: Catalina González 1 1 Laboratorio de Palinología y Paleoecología Tropical, Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad de Los Andes, Bogotá-Colombia; e-mail: [email protected]; [email protected] Introducción La variabilidad en las condiciones biofísicas hacen de los bosques tropicales de los Andes un sistema de alta diversidad biótica y ambiental (Gentry 1988) y un excelente escenario para estudiar las respuestas de la vegetación a la variabilidad climática, los eventos extremos, las migraciones y las intervenciones antrópicas sobre largos periodos de tiempo (Van der Hammen 1974; Piperno 2007; Malhi et al. 2010). La idea de estabilidad durante el Holoceno (11,7 ka Antes del Presente), considera que las variaciones climáticas durante este periodo fueron de menor amplitud e intensidad que los cambios glaciares e interglaciares que ocurrieron durante el Pleistoceno (2,6 ma – 11,7 ka) (GRIP 1993; Petit et al. 1999). Esta idea de relativa estabilidad también ha sido propuesta para los bosques de montaña durante el Holoceno, fundamentada en evidencia de paleotemperaturas obtenidas de registros sedimentarios de alta altitud (Alley 2004; Wille 2001). No obstante, la nueva evidencia de cambios abruptos en precipitación (Scheider et al. 2014) y el impacto de las poblaciones humanas, han llevado a proponer que las tasas de cambio ambiental durante el Holoceno posiblemente fueron más grandes que las de finales del Pleistoceno. En este estudio ponemos a prueba la idea de estabilidad climática y ecológica para los bosques premontanos de la Cordillera Central de Colombia durante el Holoceno, y de esta manera enmarcar los procesos de poblamiento temprano y domesticación de plantas en el noroccidente de Suramérica. Métodos Durante la excavación arqueológica del sitio Cuba, se extrajo una sección de sedimentos de 174 cm de longitud en el bloque 10E (Figura 1C). En el laboratorio de Palinología y Paleoecología Tropical de la Universidad de los Andes, se tomaron submuestras de 4 cm 3 , para el análisis de isótopos δ 13 C, polen y carbones sedimentarios (Figura 2). Se construyó un modelo de edad bayesiano basado en 11 dataciones radiocarbónicas para el sitio Cuba con el software Bacon, los fechados fueron obtenidos en el laboratorio de Arizona AMS, EE.UU. Un modelo de regresión lineal jerárquica fue testeado para conocer la relación de las variables con el origen de los fuegos. Los datos paleoecológicos fueron comparados con el número de artefactos (líticos y cerámicos) obtenidos de los reportes de la excavación del sitio arqueológico Cuba, así como las dataciones radiométricas de los sitios arqueológicos del Valle Medio del Río Cauca (Ranere & Dickau 2013). El procesamiento de los datos se hizo en R (R Development Core Team 2009) y Past (Hammer et al. 2009). Resultados más relevantes y discusión El control de tiempo de la columna de sedimentos de la sección Cuba muestra que la edad más antigua de la sección cuba está en la base (175 cm) y corresponde a 13,3 ka cal. AP. Con base en la autocorrelación de la memoria se pudo se observar que la tasa de acumulación, en la sección Cuba, cambió con el tiempo, (Figura 3D.). Según el modelo Jerárquico (Figura 4) los resultados muestran que el clima regional (β1; Figura 4A), seguido de las erupciones volcánicas (β2; Figura 4B), son los factores que mejor explican el origen de los paleofuegos. Las líneas de evidencia independientes que se analizaron para la sección Cuba (Figura 5), muestran cambios en las condiciones ambientales desde finales del Pleistoceno (13,3 ka AP.) al presente. En el sitio arqueológico Cuba no se usó la tumba y quema como método de manejo del entorno, los datos de δ 13 C (Figura 5A) evidencian que en el sitio tampoco se cultivaron plantas C4.Para la región del Valle Medio del Río Cauca los paleofuegos presentaron diversos orígenes: la actividad volcánica (Figura 5E), condiciones climáticas (Figura 5B) y las actividades humanas(Figura 5F). Al parecer, el clima establece unas condiciones de referencia para que ocurra o no ocurran los fuegos. Si bien los estudios paleoecológicos en zonas montañas de Colombia han propuesto que el cinturón de vegetación Premontano ha permanecido relativamente estable a lo largo de los grandes cambios climáticos del Cuaternario (Witte, 1994; Aceituno & Loaiza 2014), los datos de la sección Cuba sugieren que la vegetación parece estar respondiendo a los cambios climáticos regionales, particularmente a los cambios de precipitación asociados con la migración de la zona de convergencia Intertropical (máximo térmico Holocénico) y el aumento de la variabilidad en fenómenos del Pacífico Oriental (ENOS). Agradecimientos Agradecemos al proyecto The Role of the Middle Cauca River Valley, Colombia, in the Early Domestication and Dispersal of New World Crops (NSF1049588), al proyecto semilla Ambiente y Paleoecología Humana en el Valle Medio del Río Cauca durante el Holoceno (Facultad de Ciencias de la Universidad de Los Andes), y al programa Estímulos a la investigación Thomas Van der Hammen del Jardín Botánico José Celestino Mutis de Bogotá por el apoyo financiero. Literatura Selecta Alley, R. B. (2004). GISP2 Ice Core Temperature and Accumulation Data, IGBP PAGES/World Data Center for Paleoclimatology Data Contribution Series# 2004-013. NOAA/NGDC Paleoclimatology Program, Boulder CO, USA,20. Gentry, A. H. (1988). Changes in plant community diversity and floristic composition on environmental and geographical gradients. Annals of the Missouri Botanical Garden, 1-34. Haug, G. H., Hughen, K. a, Sigman, D. M., Peterson, L. C., & Röhl, U. (2001). Southward migration of the intertropical convergence zone through the Holocene. Science (New York, N.Y.), 293(5533), 1304–8. doi:10.1126/science.1059725 Power, M. J., Bush, M. B., Behling, H., Horn, S. P., Mayle, F. E., & Urrego, D. H. (2010). Paleofire activity in tropical America during the last 21 ka: A regional synthesis based on sedimentary charcoal. PAGES. Van der Hammen, T. (1974). The Pleistocene changes of vegetation and climate in tropical South America. Journal of Biogeography, 1, 3–26. Figura 3. Modelo Bayesiano de Edad. Figura 4. Modelo Jeráquico de origen de los fuegos Figura 2. Los Proxies y su interpretación. Figura 1. Area de estudio. A. Noroccidente de Sur América; B. Cordillera Central de Colombia; C. Sitio Cuba. Figura 5. Comparación de los datos de δ 13 C (A.), con la precipitación regional (B.), Carbones>100 μm (C.). Fuegos en el Norte del Neotrópico (D.), eventos volcánicos (E.) y fechas radiocarbono de sitios precerámicos en el Valle Medio del Río Cauca y carbones <100 μm (F.). C
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Inestabilidad climática durante el Holoceno:
análisis paleoecológico del sitio arqueológico Cuba, Colombia. Susana Velásquez-Franco1 Directora: Catalina González1
1Laboratorio de Palinología y Paleoecología Tropical, Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad de Los Andes, Bogotá-Colombia;
e-mail: [email protected]; [email protected]
Introducción La variabilidad en las condiciones biofísicas hacen de los bosques tropicales de los Andes un
sistema de alta diversidad biótica y ambiental (Gentry 1988) y un excelente escenario para estudiar
las respuestas de la vegetación a la variabilidad climática, los eventos extremos, las migraciones y
las intervenciones antrópicas sobre largos periodos de tiempo (Van der Hammen 1974; Piperno
2007; Malhi et al. 2010). La idea de estabilidad durante el Holoceno (11,7 ka Antes del Presente),
considera que las variaciones climáticas durante este periodo fueron de menor amplitud e intensidad
que los cambios glaciares e interglaciares que ocurrieron durante el Pleistoceno (2,6 ma – 11,7 ka)
(GRIP 1993; Petit et al. 1999). Esta idea de relativa estabilidad también ha sido propuesta para los
bosques de montaña durante el Holoceno, fundamentada en evidencia de paleotemperaturas
obtenidas de registros sedimentarios de alta altitud (Alley 2004; Wille 2001). No obstante, la nueva
evidencia de cambios abruptos en precipitación (Scheider et al. 2014) y el impacto de las
poblaciones humanas, han llevado a proponer que las tasas de cambio ambiental durante el
Holoceno posiblemente fueron más grandes que las de finales del Pleistoceno. En este estudio
ponemos a prueba la idea de estabilidad climática y ecológica para los bosques premontanos de la
Cordillera Central de Colombia durante el Holoceno, y de esta manera enmarcar los procesos de
poblamiento temprano y domesticación de plantas en el noroccidente de Suramérica.
Métodos Durante la excavación arqueológica del sitio Cuba, se extrajo una sección de sedimentos de 174 cm
de longitud en el bloque 10E (Figura 1C). En el laboratorio de Palinología y Paleoecología Tropical
de la Universidad de los Andes, se tomaron submuestras de 4 cm3, para el análisis de isótopos
δ13C, polen y carbones sedimentarios (Figura 2).
Se construyó un modelo de edad bayesiano basado en 11 dataciones radiocarbónicas para el sitio
Cuba con el software Bacon, los fechados fueron obtenidos en el laboratorio de Arizona AMS,
EE.UU. Un modelo de regresión lineal jerárquica fue testeado para conocer la relación de las
variables con el origen de los fuegos. Los datos paleoecológicos fueron comparados con el número
de artefactos (líticos y cerámicos) obtenidos de los reportes de la excavación del sitio arqueológico
Cuba, así como las dataciones radiométricas de los sitios arqueológicos del Valle Medio del Río
Cauca (Ranere & Dickau 2013). El procesamiento de los datos se hizo en R (R Development Core
Team 2009) y Past (Hammer et al. 2009).
Resultados más relevantes y discusión El control de tiempo de la columna de sedimentos de la sección Cuba muestra que la edad más
antigua de la sección cuba está en la base (175 cm) y corresponde a 13,3 ka cal. AP. Con base en
la autocorrelación de la memoria se pudo se observar que la tasa de acumulación, en la sección
Cuba, cambió con el tiempo, (Figura 3D.). Según el modelo Jerárquico (Figura 4) los resultados
muestran que el clima regional (β1; Figura 4A), seguido de las erupciones volcánicas (β2; Figura
4B), son los factores que mejor explican el origen de los paleofuegos.
Las líneas de evidencia independientes que se analizaron para la sección Cuba
(Figura 5), muestran cambios en las condiciones ambientales desde finales del
Pleistoceno (13,3 ka AP.) al presente.
En el sitio arqueológico Cuba no se usó la tumba y quema como método de manejo del entorno,
los datos de δ13C (Figura 5A) evidencian que en el sitio tampoco se cultivaron plantas C4.Para la
región del Valle Medio del Río Cauca los paleofuegos presentaron diversos orígenes: la actividad
volcánica (Figura 5E), condiciones climáticas (Figura 5B) y las actividades humanas(Figura 5F). Al
parecer, el clima establece unas condiciones de referencia para que ocurra o no ocurran los
fuegos. Si bien los estudios paleoecológicos en zonas montañas de Colombia han propuesto que
el cinturón de vegetación Premontano ha permanecido relativamente estable a lo largo de los
grandes cambios climáticos del Cuaternario (Witte, 1994; Aceituno & Loaiza 2014), los datos de la
sección Cuba sugieren que la vegetación parece estar respondiendo a los cambios climáticos
regionales, particularmente a los cambios de precipitación asociados con la migración de la zona
de convergencia Intertropical (máximo térmico Holocénico) y el aumento de la variabilidad en
fenómenos del Pacífico Oriental (ENOS).
Agradecimientos Agradecemos al proyecto The Role of the Middle Cauca River Valley, Colombia, in the Early Domestication and Dispersal of New World
Crops (NSF1049588), al proyecto semilla Ambiente y Paleoecología Humana en el Valle Medio del Río Cauca durante el Holoceno (Facultad
de Ciencias de la Universidad de Los Andes), y al programa Estímulos a la investigación Thomas Van der Hammen del Jardín Botánico José
Celestino Mutis de Bogotá por el apoyo financiero.
Literatura Selecta Alley, R. B. (2004). GISP2 Ice Core Temperature and Accumulation Data, IGBP PAGES/World Data Center for Paleoclimatology Data Contribution Series# 2004-013. NOAA/NGDC Paleoclimatology Program, Boulder CO, USA,20. Gentry, A. H. (1988). Changes in plant community diversity and floristic composition on environmental and geographical gradients. Annals of the Missouri Botanical Garden, 1-34. Haug, G. H., Hughen, K. a, Sigman, D. M., Peterson, L. C., & Röhl, U. (2001). Southward migration of the intertropical convergence zone through the Holocene. Science (New York, N.Y.), 293(5533), 1304–8. doi:10.1126/science.1059725 Power, M. J., Bush, M. B., Behling, H., Horn, S. P., Mayle, F. E., & Urrego, D. H. (2010). Paleofire activity in tropical America during the last 21 ka: A regional synthesis based on sedimentary charcoal. PAGES. Van der Hammen, T. (1974). The Pleistocene changes of vegetation and climate in tropical South America. Journal of Biogeography, 1, 3–26.
Figura 3.
Modelo
Bayesiano de
Edad.
Figura 4.
Modelo
Jeráquico de
origen de los
fuegos
Figura 2. Los Proxies y su interpretación.
Figura 1. Area de estudio. A. Noroccidente de Sur América; B. Cordillera Central de Colombia; C. Sitio Cuba.
Figura 5. Comparación de los datos de δ 13C (A.), con la precipitación regional (B.), Carbones>100 µm (C.). Fuegos en el Norte del Neotrópico (D.), eventos volcánicos (E.) y fechas radiocarbono de sitios precerámicos en el Valle Medio del Río Cauca y carbones <100 µm (F.).
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