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INSTITUTO DE CIENCIAS NATURALES

ANALISIS FACIAL DE ALTA RESOLUCIONDE SEDIMENTOS DEL HOLOCENO TARDIOEN EL PARAMO DE FRONTINO, ANTIOQUIA

TESISDOCTORALPROGRAMA DE DOCTORADO EN BIOLOGIALINEA PALINOLOGIA Y PALEOECOLOGIA

LUIS NORBERTO PARRA SANCHEZ

DIRECTORProfesor Dr. ORLANDO RANGEL CH.

DIRECTOR ASESORProfesor Dr. THOMAS VAN DER HAMMEN

Abril de 2005

AnaliSis facial de alta resolucidn de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberta Parra S.

Capitulo

1.11.2

2.12.22.3

2.42.52.5.12.5.22.62.6.12.6.22.6.2.12.6.2.22.6.2.32.6.2.4

2.72.7.12.82.92.9.12.9.22.9.32.102.11

3.13.23.33.43.53.6

CONTENIDO

Peg.

CONTENIDO iAGRADECIMIENTOS IX

PROlOGO X

INTRODUCCION 1Capitulo 1. 6lOCAlIZACION 6LA CUENCA HIDROGRAFICA 9BIBLIOGRAFIA 11ANEXO 1: TECNICAS DE MAPEO 12Capitulo 2. 13MODElO DE FACIES 13LOS HUMEDALES ALTOANDINOS 14EL REGISTRO SEDIMENTARIO 15LA NATURALEZA MULTIDIMENSIONAL DEL REGISTRO 17SEDIMENTARIOEL CONCEPTO DE MODELO FACIAL 18MODELO FACIAL PARA LOS LAGOS Y HUMEDALES PARAMUNOS 19La zonaci6n altitudinal de los humedales 20Ambientes de los humedales paramunos 22LOS AMBIENTES LACUSTRES 23La zona profunda 0 limnetic a 23La zona litoral 29Efectos del sistema radicular 30Lascapas de detritos locales 31EIaislamiento del sedimento de la columna de agua 31La deriva de detritos org6nicos 31LOS AMBIENTES DE PANTANO 33EIregimen hidrodin6mico del agua en los pantanos 34LAS CHARCAS DE MONTICULOS 35LOS PANT ANOS 37Losprocesos actuales en los pantanos 39La neoacumulaci6n de residuos vegetales 39La humificaci6n 40OTRAS CONSIDERACIONES 40BIBLIOGRAFIA 42Capitulo 3. 44CRONOESTRATIGRAFIA E ISOTOPIA o13C 44LA TECNICA DEL RADIOCARBONO 44RELACION AMBIENTE DE DEPOSITO Y EDADES 14C 46DATACIONES EN LOS PAR AMOS 47LOS DATOS DE RADIOCARBONO EN LLANO GRANDE 2 48PROCESAMIENTO DE LAS DATACIONES 51MODELOS DE EDAD 54

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Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

3.6.13.6.23.6.33.73.83.93.103.11

4.14.24.34.44.4.14.4.24.4.34.4.44.4.4.14.4.4.24.4.4.34.54.64.74.7.14.7.24.84.8.14.8.1.14.8.1.24.8.1.34.8.1.44.8.1.54.8.1.64.8.1.74.94.104.114.12

5.15.25.3

EIModelo splineCalculo c16sicoModelo alternoCOMPORTAMIENTO DE LA CRONOLOGIAEDADES HISTORICASLA RELACION 813CDISCUSION Y CONCLUSIONESBIBLIOGRAFIAAnexo 2: Dataciones rodlometricosCapitulo 4.L1TOESTRATIGRAFIALOS SEDIMENTOSDE LAGOS Y HUMEDALESCONCEPTOS FUNDAMENTALESLOS CONCEPTOS DE GRANULOMETRIA Y COMPOSICIONLOS MACRODETRITOSMacro restosLas macro diatomeasLos granos minerales gruesosMicrodetritos 0 matrizLa matriz org6nicaLa matriz mineralLa matriz de micro diatomeasELCONCEPTO DE COLORELCONCEPTO DE TEXTURANOMINACION DE LOS SEDIMENTOSLos sedimentos inorg6nicosLos sedimentos org6nicosESTRATIGRAFIADEL NUCLEO LLANO GRANDE 2Estratigraffa composicionalLos estratos silicocl6sticosLos lodos org6nicos basalesLos lodos fibro-granulares: primer segmentoEIsegmento con diatomeasLos lodos fibro-granulares: segundo segmentoLos lodos org6nicos superioresLos lodos fibro-granulares: tercer segmentoINTERPRETACIONDE LA COLUMNA ESTRATIGRAFICACONCLUSIONESBIBLIOGRAFIAANEXO 3: METODOLOGIA DELCAPITULO 4Capitulo 5.TEFROESTRATIGRAFIALASTEFRASDE LOS HUMEDALES ALTOANDINOSCORRELACION Y DISCUSIONBIBLIOGRAFIA

5455576061626769728686878890919192939494959595979899100104105106106107107107108108109110110113117117118122123

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3.6.13.6.23.6.33.73.83.93.103.11

4.14.24.34.44.4.14.4.24.4.34.4.44.4.4.14.4.4.24.4.4.34.54.64.74.7.14.7.24.84.8.14.8.1.14.8.1.24.8.1.34.8.1.44.8.1.54.8.1.64.8.1.74.94.104.114.12

5.15.25.3

EIModelo splineCalculo closicoModelo alternoCOMPORTAMIENTO DE LA CRONOLOGIAEDADES HISTORICASLA RELACION ol3CDISCUSION Y CONCLUSIONESBIBLIOGRAFIAAnexo 2: Dataciones rodiometricosCapitulo 4.L1TOESTRATIGRAFIALOS SEDIMENTOSDE LAGOS Y HUMEDALESCONCEPTOS FUNDAMENTALESLOS CONCEPTOS DE GRANULOMETRIA Y COMPOSICIONLOS MACRODETRITOSMacro restosLas macro diatomeasLos granos minerales gruesosMicrodetritos 0 matrizLa matriz orqorucoLa matriz mineralLa matriz de micro diatomeasELCONCEPTO DE COLORELCONCEPTO DE TEXTURANOMINACION DE LOS SEDIMENTOSLos sedimentos inorganic osLos sedimentos orqonicosESTRATIGRAFIADEL NUCLEO LLANO GRANDE 2Estratigraffa composicionalLos estratos sillcoclcsticosLos lodos orqonicos basalesLos lodos fibro-granulares: primer segmentoEIsegmento con diatomeasLos lodos fibro-granulares: segundo segmentoLos lodos orqcnicos superioresLos lodos fibro-granulares: tercer segmentoINTERPRETACIONDE LA COLUMNA ESTRATIGRAFICACONCLUSIONESBIBLIOGRAFIAANEXO 3: METODOLOGIA DELCAPITULO 4Capitulo 5.TEFROESTRATIGRAFIALASTEFRASDE LOS HUMEDALES ALTOANDINOSCORRELACION Y DISCUSIONBIBLIOGRAFIA

5455576061626769728686878890919192939494959595979899100104105106106107107107108108109110110113117117118122123

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Amilisis facial de alta resotoaoa de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.TestsPh D. Luis Norberto Parra S.

8.48.58.68.78.88.98.10

9.19.29.3

QUISTES DE CRISOFICEASESPICULAS DE ESPONJASALGUNOS SILICOFOSILES EN EL NUCLEO LLANO GRANDE 2FITOLITOS PARAMUNOSATLAS DE FITOLITOSLOS FITOLITOS DEL NUCLEO LLANO GRANDE 2BIBLIOGRAFIACapitulo 9.SINTESISEL TARDIGLACIALEL HOLOCENOBIBLIOGRAFIA

181182182183183189194200200204207214

v

Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.TestsPh D. Luis Norberto Parra S.

Listade Figuras

Figura1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

2.12.2

2.32.4

2.5

2.62.7

2.8

2.9

2.10

3.1

3.23.3

3.4

3.5

Localizaci6n general del Paramo de Frontino. Coordenadas enlatitud y longitud ybarra de cotas en metros (la escala de altitudesto en m.s.n.m.).EI pororno de Frontino constituye un enorme cono truncado(Mapa de elevaci6n digital, la escala en el extremo superiorizquierdo esto en m.s.n.m.).Ubicaci6n de la turbera de Llano Grande 2. La Ifnea verdesepara la cobertura paramuna. Mapa base IGAC.Cuenca hidroqrofico de la turbera Llano Grande. EI color griscorresponde a los dep6sitos de sedimentos y el patr6n verde alos bosques internos. Coordenadas planas con origen en Bogota.Isolfneas de profundidad en metros. Los puntos corresponden alas medidas de profundidad y la flecha senolo el sitio donde serealiz6 la perforaci6n Llano Grande 2.Registro sedimentario en un sistema lacustre.A: Cambio en el aspecto de los lagos con la altitud. Lagos Clarosen el pororno de Frontino, departamento de Antioquia. B:Cambio en el aspecto de los lagos con la altitud. Lagos verde-azules en el superpororno del Nevado del Huila (foto Ana MarfaCorrea).Esquema de las partes de un humedal paramuno.Laguna Campanas, pororno de Frontino, Cordillera Occidental,Dpto. de Antioquia. Profundidad maxima 5.5 m. Altitud 3600metros.Conjunto de trionqulos composicionales para los sedimentos defondo de lago.Zona Litoral (foto superior) y su esquema (grafica inferior).Diagrama composicional para la zona litoral de los lagos y lospantanos.Turbera de Llano Grande 2, pororno de Frontino, sitio de lainvestigaci6n.Charcas asociadas a los procesos de terrizaci6n de los sistemaslagunares del pororno de Frontino, Antioquia.Zona de pantanos en el pororno de Frontino recubierta porvegetaci6n hidr6fila.Datos base de las dataciones (Iongitud del segmento y su pesoseco. edades y la relaci6n delta 13Cmedidas por ellaboratorio)versus la profundidad.Diagrama de edades contra la profundidad.Modelo spline (linea continua) y modelo polinomial (Ifneapunteada).Relaci6n entre el modelo polinomial de grado 3 y la curvaINTCAL98.Diagrama de dispersi6n de los valores medidos y predichos por el

Pag.7

7

8

9

10

1521

2223

28

2932

33

36

38

51

5355

56

57

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Ami/isis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tard(o en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

modelo polinomial de tercer grado.3.6 Nucleo las Margaritas, data do por Van der Hammen et 0/., 59

(2003).3.7 Curva de edad versus profundidad para el Modelo Alterno. 593.8 Relacion 813C para sedimentos de Colombia. 653.9 Ganancia relativa del isotope pesado 13C. 663.10 Nucleo de Llano Grande 2, val ores usuales para turbos y humus 66

derivados de plantas con metabolismo C3.3.11 Variaciones de edad y de 813C para el nucleo principal de Llano 67

Grande 2 y el nucleo paralelo.4.1 Macrorestos de origen biotico distinguibles 01 estereomicroscopio 91

(fitoclastos, zooclastos y fungiclastos).4.2 Frustulas de diatomeas en una diatomita tfpica. 934.3 Aspecto de 10 matriz orqonico [10 oscuro) y mineral (los puntos 94

blancos).4.4 Patrones texturales del sedimento. A: hornoqeneo sin grano, B: 98

granularidad escasa, c: granos abundantes, D: granos yfilamentos. E. F: filamentos y macroporos, G: un macrorestonotorio. H: Fibrosidad (Turbo).

4.5 Cenizo volconico. vista 01 estereornicroscopio. 1004.6 Macrorestos fibrosos vistas 01 estereornicroscopio. 1024.7 Tetraedro composicional. 1034.8 Tipos de materiales: A: lodo orqonico. B: Lodo orqcnico fibrose. c: 103

Turbo, D: Cenizo volconico.4.9 Columna estrotiqroficc integrada. 1084.10 Variaciones en 10 coloracion en un lodo fibroso. 1144.11 A. Fotograffas de los nucleos extrafdos en 10 pertorocion de Llano 115

Grande 2. B. Columna estratigrMica de los nucleos extrafdos en laperforaclon de Llano Grande 2.

5.1 Capo de cenizo Salamina del nucleo Llano Grande 2. 1185.2 La tefra Salamina vista a troves del onolisis de los solidos no 120

combustibles.5.3 Composici6n rnineroloqico de 10 tefra Salami no. 1215.4 Presencia de algunos minerales dioqnosticos de tefras a 10 largo 122

de algunos sectores del nucleo Llano Grande 2.6.1 Diferencia entre los colores naturales mas oscuros (A) y el color 127

negro de 10 pedogenesis [B). C corresponde a colores pardostfpicos de un paleosuelo bien desarrollado.

6.2 Estructuras en los paleosuelos. A: corresponde a 10 porosidad 129normal de una turbo. B: 01 desarrollo de estructura. c: tieneestructura solo en los dos tercios inferiores. D: 10 flecha indica unadiscordancia encima de un horizonte humffero con estructura.

6.3 Relocion entre 10 pedogenesis y las edades radiocarbono. 1307.1 Determinacion gravimetrica de las fases. 1427.2 Comporocion de 10 fase acuosa respecto a tres referentes. 1457.3 Diagrama de las tres fases del Nucleo Llano Grande 2. 1457.4 Distnbucion del agua tosil con 10 profundidad en el Nucleo de 146

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Ami/isis facial de alta resotoaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

Llano Grande 2: izquierda: valores crudos del peso empacado,derecha: masa de agua por unidad de peso seco.

7.5 Las fases del nucleo Llano Grande 2. 1477.6 Diagrama de las tres fases del Nucleo Llano Grande 2. 1507.7 Variaciones porcentuales de las tres fases a 10 largo de 10 151

profundidad, en el Nucleo Llano Grande 2.7.8 Fracci6n s6lida del Nucleo Llano Grande 2. 1527.9 Diagrama combinado del contenido de cenizo (izquierda) y 10 154

imagen del nucleo para el segmento entre 550-600 cm deprofundidad.

7.10 S6lidos incinerables acumulados. 1557.11 Cociente simple entre el peso de agua y el peso seco. 1558.1 Agrupaci6n de los componentes de las facies de Llano Grande 176

2, en closes mayores.8.2 Detalle de algunos componentes en el nucleo de Llano Grande 178

2.8.3 Contenido de fitolitos en los primeros 240 cm del nucleo de Llano 179

Grande 2.8.4 Eunofia minor, una de las especies encontradas en el Paramo de 180

Frontino.8.5 Aspecto que presentan las placas aisladas de algunos 181

tecamebas. A 10 izquierda placas de Nebela, 01 centro deEuglypha yolo derecha rodillos de Lesquereusia.

8.6 Algunos quistes de cris6ficeas comunes en los sedimentos del 181nucleo Llano Grande 2.

8.7 Diagrama de algunos de los silicof6siles presentes en el nucleo de 183Llano Grande 2, del Paramo de Frontino.

8.8 Escudolita 0 Coronita, una de las variantes de 10 morfotribu 185Estrobilolita.

8.9 Pantalolita, otra variante de 10Estrobilolita. 1858.10 Flabellulitas, observe sus variaciones con respecto a 10figura de 185

10 derecha, muy angulosas, en el ooice y muy abiertas yredondeadas en 10parte distal.

8.11 Aculeolita tfpica; 10 estructura presenta una variaci6n en el 186cpice. (ensanchado y redondeado).

8.12 Variaciones en 10longitud y grosor del cabo de enlace entre los 187dos 16bulosde 10Halteriolita tfpica (a), grueso (b), largo (c) 0 muycorto (d).

8.13 Variaciones presentadas en 10Bilobulita que presenta dos 16bulos 187mas largos (a) que onchos. unidos internamente por un canalcircular y hueco (b) 0 por un canal estrecho (c) 0 por elcontrario muy ancho (d).

8.14 Variaciones encontradas en 10 Clavaelita relacionadas con el 188tallo del rnozo. en un caso es grueso y corto (a),extremadamente corto (b).

8.15 Variaciones encontradas en 10 Clavaelita relacionadas con el 188tallo del mczo. extremadamente largo y muy estilizado como en

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Analisis fadal de alta resolucidn de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.TestsPh D. Luis Norberta Parra S.

un bate de beisbol (c).8.16 Comportamiento del conjunto de las Morfotribus en los primeros 190

240 cm del nucleo Llano Grande 2.8.17 Diagrama resumen de morfotribus de fitolitos que representan a 192

las principales familias que se encuentran Llano Grande 2, en elParamo de Frontino.

9.1 Sfntesisesfrotiqrofico del nucleo Llano Grande 2. 2039.2 Estratigraffa y diagrama palinol6gico general. 2129.3 Relaci6n entre taxa yestratos. 2139.4 Relaci6n entre fitolitos y estratigraffa. 214

Usta de Tobias

Tabla3.13.27.1

ItemDataciones del nucleo principal.Dataciones del Nucleo principal.Estadfsticos basic os de las tres fases.

Pag.4950147

Usta de Anexos

Tabla1234

Item Pag.1272113171

Tecnicos de mapeo.Dataciones rodiometricos.Metodologfa del capftulo 3.Metodologfa del capftulo 7.

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Ana/isis facial de alta reso/udon de sedimentos del Ho/oceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberto Parra S.

AGRADECIMIENTOS

EIautor desea expresar SUS mas sinceros agradecimientos:

AI Doctor Or'ando Rangel Churio, par su constancia, tolerancia, pcciencio. el apoyopermanente y sin tregua y 10 arientaci6n tecnico a 10 investigaci6n.

AI Doctar Thomas Van der Hamme, par las discusiones frecuentes y 10 asesorfa.

A los Doctares Henry Hooghiemstra, Mark Brenner, Sergio Gaviria y Hermann Duqueper 10 correcci6n del trabajo final.

A los ingenieros Danie' F. Jaramillo, Hernan Gonza'ez y Kenneth Cabrera par sucpovo. las discusiones permanentes y su amistad.

A 10 Doctara Maria Teresa F'orez M., por su ornor. dedicaci6n y comprensi6n sinIfmites.

A todo aquellos que de alguna forma contribuyeron a 10 investigaci6n.

Sin estas personas e instituciones y su apoyo permanente segura mente hubiese sidoimposible realizar este proyecto.

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Ana/isis {ada/ de alta resouaon de sedimentos del Ho/oceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.TestsPh D. Luis Norberto Parra S.

PROLOGO

... "Buenas tardes. Quiero agradecer inmensamente la colaboraci6n ygenerosidad de los miembros del jurado; conocedor de su congestionada agenda yde sus multiples ocupaciones, no me queda mas que reiterarles las gracias ennombre de mi instituci6n, de nuestro grupo de investigaci6n y del tnio propio, por sumagnifica labor.

Desoue: de escuchar al candidato y de asistir al juicioso debate de sus ideas,deseo referirme brevemente al protagonista principal de la reuni6n el qeoioqo. M.Sc.LuisNorberto Parra Sanchez.

Concluye hoy una fase mas de su trasegar ocodertvco. desarrollada al amparode esta acogedora e incomparable coso. la Universidad Nacional de Colombia. EIesfuerzo de los ultimos orios se ve hoy coronado y de que man era. Las originalescontribuciones de su trabajo doctoral co/ocan un punto de referencia muy elevadoy particular; han sido fruto de su persistencia, laboriosidad y ante todo de sucreatividad, condici6n que tanto sacrificamos 0 Iimitamos en nuestro entorno enaras de asimilar todo giro novedoso externo en algunos campos de las ciencias. Sinos remontamos unos orios attos. nos trasladarramos a esa primera reuni6n detrabajo ya la audiencia que escuch6 sus p/anteamientos iniciales.

Sabiomos que era una situaci6n excepcional, por cuanto significaba introducirnuevos giros metodol6gicos y entrar a un medio en que la comprensi6n de lamovotio de sus componentes creaba expectativas en ciemosia. Hoy usted nos hademostrado que ese empuje y esas ganas estaban excelentemente encaminadas yha confirmado con sus resultados que la constancia y persistencia logran abrirespacios que en ocasiones creemos cerrados. De verdad con su contribuci6n nossentimos halagados, orgullosos y esperanzados en que a partir de esteacercamiento vengan otras experiencias tan aleccionadas y ricas como las queUsted produjo.

Cada caprtulo de su disertaci6n fue escrito con esointu docente, interpreto Ustedde muy buena manera la necesidad y conveniencia de organizar una referenciaapropiada para quienes seguiran en el estudio de los cambios en los ecosistemas yla influencia de los factores extern os; con este proceder, ayud6 a rescatar y porqueno a senalar a quienes Ie seguiran, que en ocasiones una mirada juiciosa, atenta einquieta al entorno natural y sus condiciones y al avance de las disciplinas, puedengenerar espacios inimaginables en los cuales la creatividad puede encontrarsustento apropiado y contribuir con sus resultados a consolidar de manera muypropia de hacer investigaciones en un medio natural que todo 10 reclama, eltr6pico.

Luis Norberto, ge610go de profesi6n; ecoioqo y naturalista por excelencia formaparte del grupo de investigaci6n paleoecol6gica de la Universidad Nacional, SedeMedellrn.

XI

Analisis facial de alta resouaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

Hace diez onos subimos al oocatno de Frontino y con la recordada y trajinadasonda Dachnosky, realizamos las prim eras perforaciones a ese excepcional lugarque nos resulto Frontino. De esta fecha hasta ahora, la historia la han escrito Ustedescomo dice mi querido colega John Lynch, el fin de un maestro con sus disdpulos(que no es este el casal es contemplar la suoetaciot: de ellos, inclusive que sus logrossean merecedores de reconocimientos simpares; con profundo orgullo y muchaalegrIa, hoy siento que Ustedes en MedellIn han hecho realidad esta aspiracion detodo un maestro, que sus co/aboradores lIeguen a puntos moxrmos de excelencia.

De las inquietudes que nos quedan luego de su trabajo, quizas dos de elias noscongregaran en los ptoxirnos onos. la corsouoocion de la interpretacion de lascondiciones climaticas del tardig/acial y la cornprensron holfstica del optimoclimatico del holoceno; entre otros en estos puntos, estoy seguro que Usted y sugrupo haran una contribucion local, regional y global.

Para concluir quiero tomar a/gunas consideraciones de mi colega el profesordoctor Henry Hooghiemstra y de mi maestro el profesor Dr. Thomas Van derHammen; en el primer caso comparto plenamente el concepto de que su trabajomas que de importancia local y regional tiene repercusiones de orden global ynecesariamente la divulgacion de sus hallazgos, seron temas con audiencia global.

ASIcomo hace varios orics. escuche las siguientes pa/abras, que oist: retumbanen mi corozon. quiero hoy repetirlas: Luis Norberto, querido Doctor Parra, hace yavarios orios que por su experiencia, trayectoria y aeoicaciorv se mereda ese honor.Quiso la vida y el Todopoderoso que en su decision nosotros twoiesettios tenidocabida, hemos aprendido considerablemente de sus experiencias y hemosprocurado darte 10 mejor de nuestra trayectoria. Esa fue nuestra inteticiotv ayer, ypersiste para manana. Cuando mi maestro me dijo que siempre quiso tenerme a sulado para discutir mis hallazgos, para ayudarme a encontrar la senda, entendl 10profundo, 10 sublime que encierra la com union candidato-profesor de trabajar consus maestros y someterse a las reg/as de la academia, proponer, argumentar,escuchar, debatir, aceptar bajo el principio etico de que nadie es poseedor deverdades absolutas. Por todo 10 que Usted ha hecho, por los estudiantes que haformado, por los que formara; la sociedad Ie hace este reconocimiento y a ella ybajo principios morales firmes, debe volcar sus esfuerzos.

Luis Norberto, felicitaciones y todas esas jornadas de Frontino y discusiones enBogota yen MedellIn estoy convencido, valieron la pena.

A todos Ustedes muchas gracias ... "

Orlando Rangel Churio.

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Anilisis facial de alta resotudon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

INTRODUCCION

Existen s61idasevidencias de que se esto ante un inminente calentamiento delplaneta 10 cual ha suscitado grandes preocupaciones por los efectos del cambioclimotico sobre los ecosistemas, de los cuales dependen a su vez las poblacioneshumanas. Los recientes resultados han amplificado esta alarma ya que los cam biossimilares que se han presentado en el pasado se presentan con gran ropidez. por 10cual se requiere de estudios paleoecol6gicos de alta resoluci6n que permitancuantificar las transiciones climoticos al nivel de decodes y centurias. Enfrentar eldesarrollo social en este marco de cambio climotico y prever sus consecuencias esuna tarea que demanda la generaci6n de numerosos conocimientos, aun nodisponibles.

EI conocimiento de estos fen6menos de cambio climctico en los tr6picos esparticularmente importante ya que gran parte de los intercambios de energlaterrnico de los oceonos y la atm6sfera se produce en estas zonas y no es posibleelaborar modelos realistas sobre los escenarios del cambio clirnotico global sin losdatos adecuados de esta zona. Algunos fen6menos tfpicamente tropicales como elnino (ENSO)y los movimientos de la zona de convergencia intertropical (ITCl) tienenimportancia a nivel planetario (Mesa et a/., 1997).

Las herramientas propias para elaborar estos escenarios de cambio climotico sonvariadas pero las mas importantes provienen del estudio de los dep6sitossedimentarios del inmediato pasado tanto en los continentes como en los oceonos yen la elaboraci6n a partir de los datos que ellos producen, de modeloscomputarizados del c1ima global. Por su naturaleza, estos fen6menos sonfuertemente dependientes de muy variadas escalas espaciales y temporales que sealimentan y entrecruzan permanentemente. Igualmente, la informaci6n obtenida delos sedimentos dista mucho de ser homoqeneo en resoluci6n, debido a la dina micapropia de los distintos ambientes sedimentarios que producen tasas desedimentaci6n variable.

A la escala temporal de milenios, Colombia dispone de similar informaci6n quelos poises desarrollados gracias a los estudios paleoecol6gicos liderados por ThomasVan der Hammen y sus coinvestigadores, cuyos resultados se han publicado sininterrupci6n desde 1960 hasta hoy, completando un conocimiento bastante precisode los gran des cambios climatic os del Tardiglacial y del Holoceno para todas lasregiones del pais incluyendo las tierras bojos. (Berrio et at 2002; Urrego, 1997), 10 queha permitido intentar una reconstrucci6n evolutiva de los biomas colombianos(Marchant. 2002).

Otro linea de evidencic. independiente del polen y orientada a resolverproblemas de cambio clirnofico. son los estudios sobre geologia y geomorfologiaglaciar de los cuales aun no se han completado los estudios de linea base a escalade todo el pais. Estosestudios basados en la erosi6n glaciar y en las morrenas masaltas adyacentes a las cimas de los nevados, atestiguan la presencia de notables

Analisis facial de alta resotudon de sedimentos del Holoceno Terdto en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

cambios clirnoticos durante este periodo. Estos fen6menos de avance y retrocesode los glaciares, han sido documentados entre otros para el Macizo Ruiz-TolimaporThouret (1989), para la sierra Nevada del Santa Marta (Van der Hammen, 1984;Raasveldt, 1957) y para la Sierra Nevada del Cucuy (Gonzalez, Van der Hammen yFlint, 1965).

En el caso de resoluciones temporales a la escala de centurias 0 mas bojos. lospolses del hemisferio Norte que hace solo una dec ada tenicn similar informaci6npalinol6gica que Colombia, han reenfocado susesfuerzos hacia los estudios de masalta resoluci6n temporal, a nivel de decodos e incluso anuales y estaci6nales,especialmente de los ultirnos tres milenios. Estasnuevas tendencies. buscan conocermejor los climas del inmediato pasado para proponer politicos de manejo delcambio clirnotico actual. De acuerdo con Green (1983), lograr estas altasresoluciones implica la afinaci6n de numerosas tecnicos entre las que se destacan laselecci6n del ecosistema, la recuperaci6n del nucleo. la cronoloqio. el muestreo, lastecnicos de procesamiento y conteo y sobre todo el desarrollo de nuevas tecnicosde procesamiento de los datos obtenidos.

De una revisi6n de 84 perforaciones realizadas por encima de los 2500 m y quecubren el Tardiglacial y el Holoceno superior en Colombia se puede concluir que lasresoluciones son de apenas varias centurias debido a que los interval os de muestreohan side bastante espaciados y tam bien por compresiones diferencialesintroducidas por la sonda Dachnovsky; a modo de ejemplo, la mas precisa de estasperforaciones fue realizada por Khury (1988), en el pororno de Perro Negra conespaciamiento discontinuo del muestreo de 2.5 ern. y otra perforaci6n fueanalizada para polen por Jaramillo (1998), en oororno de Frontino y muestreadacontinua mente cada centlmetro.

Recientemente se han obtenido nucleos no comprimidos y se han realizadoestudios con resoluci6n continua de un centirnetro. (Monsalve, 2004; Velasquez,2004), que han proporcionado un conocimiento a escala de decodes. A pesar deestos avances, oun cabe preguntar: elos cambios detectados por las variacionespolinicas eston mas relacionados con la temperatura 0 con la humedad 0, si otrasvariables como la intensidad de la radiaci6n solar, el regimen e6lico y la dina micapropia de las especies y comunidades juegan papeles determinantes en estoscambios?

Esta investigaci6n ha sido disencdo para explorar otras posibles fuentes de nuevainformaci6n en el sedimento, distintas al polen y que puedan ser utiles al men os paracorroborar los resultados que produce esta herramienta tradicional. Igualmente,busca remediar algunas de las dificultades ya enunciadas en los trabajosprecedentes y desarrollar nuevas vias de onolisis tanto de orden proctico comometodol6gico, para detectar y documentar los eventos paleoecol6gicosregistrados en los sedimentos altoandinos. Aprovechando este conocimiento, sepretende:

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Ami/isis facial de alta resoludon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

1. Realizar una estratigrafia fino. a escala de centimetro, de los sedimentoslacustres de pororno de Frontino, en Antioquia.

2. Describir y caracterizar otros componentes bi6ticos del registro sedimentario,con excepci6n del polen.

3. Describir y caracterizar los componentes abi6ticos del registro sedimentario,tales como silicof6siles, minerales y mineraloides.

4. Tipificar los sedimentos caracteristicos de cada una de las fases de evoluci6nde un lago altoandino.

5. Descubrir como se afectan los componentes no polinicos durante un cambioclirnotico y ver si alguno(s) de ellos han registrado estos mismos eventos con igual,menor 0 mejor nitidez que el polen.

6. Desarrollar las metodologias adecuadas para el trabajo de alta resoluci6nfacial y temporal (decodes) en los ecosistemas altoandinos.

7. Explorar el potencial paleoecol6gico de los componentes no polinicos.

8. Aplicar las tecnicos del onolisis facial a los sedimentos altoandinos con miras areconstruir los ambientes de depositaci6n durante el Holoceno superior.

9. Documentar otros eventos paleoecol6gicos no necesariamente climcticosque han dejado algun registro en dicho ecosistema.

Algunos aspectos del registro sedimentario de los humedales altoandinos sonabordados aqui por primera vez y, por ello. los fundamentos, las tecnicos y losrnetodos han requerido de un examen cuidadoso. En consecuencia, el estilo deescritura de los resultados oscila entre 10 documental y 10 sintetico de acuerdo conlos requerimientos de cada capitulo. Se ha preferido encapsular cada tema comoun capitulo mas 0 menos aut6nomo con su propia bibliografia y condensar al finaldel trabajo un capitulo de sintesiscon las interpretaciones cruzadas mas importantes.

Como estudio bosico. ha sido necesario revisar y reescribir criticamente algunosaspectos dados por conocidos. como los conceptos esfroticroficos y denomenclatura aplicables a los estratos de los humedales altoandinos e inclusoproponer modelos de funcionamiento para la interpretaci6n facial.

Debido a la complejidad de estos sedimentos es posible establecer en ellos.estratigrafias con base en el tiempo (cronoestratigrafiaJ, en la naturaleza de losmateriales componentes (Iitoestratigrafia), en los fen6menos pedol6gicos(pedoestratigrafiaJ, en las capas de cenizas volconicos [tefroestratigrafia) y parsupuesto con base en los componentes bi6ticos (bioestratigrafia); igualmente decada una de elias se pueden extraer eventos importantes para la interpretaci6n delos fen6menos que han afectado el ecosistema.

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Analisis facial de alta resotucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

BIBLIOGRAFIA

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Analisis facial de alta resouaon de sedimentos del Holoeeno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

VELASQUEZ,C. A., 2004: Paleoecologia de Alta Resoluci6n del Holoceno Tardioen el P6ramo de Frontino, Antioquia. Tesis de doctorado en Biologla, UneaPalinologia y Paleoecologia. Universidad Nacional de Colombia, Sede de Bogot6.P6g.240.

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Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno TardIo en el Paramo de Frontino, Antioquia.TestsPh D. Luis Norberto Parra S.

CAPITULO 1.LOCALIZACION

La posici6n geografica del Paramo de Frontino es estroteqico para comprenderlas teorfas acerca del intercambio de biotas entre Centro y Sudamerica debido aque constituye el punto mas cercano entre los biomas de tierras altas de ambasregiones e igualmente, se halla bajo las influencias de dos dominios bioqeoqroficosbien diferentes como son el Choco-Dorlen que se extiende hasta las tierras altas dela cordillera de Talamanca y las biotas tfpicas de Sudamerica.

A nivel rnocroclirnotico. este mocizo. se halla cercano a los ocean os Pacffico yAtlontico y por 10tanto es susceptible de recibir influencias secas provenientes de lazona Caribe que actualmente eston atenuadas debido a la presencia del CerroParamillo en el norte, pero por el lado occidental esto en contacto directo con lazona perhurnedo de la cuenca del Choco y mas alia, en el Oceano Pacffico, elfen6meno del nino tornbien deja sentir su acci6n en el pororno.

Geoqroficornente el pororno de Frontino se halla rodeado por unas pocaselevaciones que superan los 3000 m de altitud en el Noroccidente de Colombia:Farallones del Citoro. el Totorno y el Cerro Paramillo en la cordillera Occidental y losporornos de Belmira y Sons6n en la cordillera Central. Hacia el costado occidentalen la cordillera de Talamanca en Costa Rica se alcanzan alturas similares pero a unadistancia de mas de 700 km. De acuerdo con recientes datos de interferometria deradar (SRTM,Nasa) solo tres cumbres superan los 3900 m en el Norte de la cordilleraOccidental, EITotorno (4065 rn). Caramanta (3967 m) y la cuchilla Campanas delporomo de Frontino (3934 m) en la latitud Norte 6°29' y longitud Oeste 76°6' dondese presenta la mas grande extensi6n de vegetaci6n paramuna del departamentode Antioquia con un area cercana a los 25 km2 cubriendo las tierras por encima delos 3450 m y en jurisdicciones parciales de los municipios de Urrao, Caicedo, Abriaqufy Frontino (Figura 1 .1 ).

A nivel geol6gico la parte alta del pororno de Frontino esta constituida por uncomplejo de rocas volccnicos con una edad que cubre desde el Plioceno hasta elPleistoceno y que se form6 como la etapa final de evoluci6n de un plut6n Terciarioque aflora en su parte media y que a su vez corta sedimentos marinos de edadCretoceo. La historia geol6gica mas reciente esto marcada por numerosasevidencias de actividad glaciar que se observan desde la cota 2800 m en algunosvalles pero que alcanzan su mejor expresi6n en las partes mas alta del macizo.

A nivel morfol6gico el pororno de Frontino constituye un enorme cono truncadoque rompe con la conformaci6n geomorfol6gica de sus areas vecinas; el pie deesta estructura esto bien marc ada por la cota 2550 m y culmina en su parte alta conuna altillanura a 3600 m de altitud solo interrumpida en sentido E-Wpor una cuchillaque sobresale unos 400 m por encima de las planicies, Figura 1 .2.

Analisis facial de alta resolucidn de sedimentos del Holoceno TardIo en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

11-1--~.~--'-----'---~--~--~--~--~--~---~--~C) (J'l.

10

9

8

7

6

5

MAR CARIBE

3100

1000O. PAciFICO

o

FIGURA 1.1 Localizaci6n general del Paramo de Frontino. Coordenadas en latitud ylongitud ybarra de cotas en metros (Ia escala de altitud esto en m.s.n.m.).

-86 -84 -82 -76

-75.8

-81-83 -80 -79 -78 -77-85

FIGURA 1.2 EI pororno de Frontino constituye un enorme conn truncado (Mapa deelevaci6n digital, la escala en el extremo superior izquierdo esto en m.s.n.m.).

EIblanco de esta investigaci6n se situc en el extremo NE del poromo en la cota3475 m.s.n.m. y unos 100m al sur de la casa de Llano Grande y sera lIamada Turberade Llano Grande 2, Figura 1.3. Su posici6n fisioorofico es muy importante ya que se

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Amilisis facial de alta resotoaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.TestsPh D. Luis Norberto Parra S.

halla en la planicie tipica de la parte alta del pororno y a unos 200 m del limite conlas empinadas vertientes propias de las laderas de una estructura igneo-volcanica.

Morfol6gicamente, la turbero. se localiza justamente en el contacto entre el pisoy el costado occidental de un antiguo valle glaciar cuyo piso esta constituido parcolin as bajas abarregadas separadas entre si por depresiones linealesacompanadas de numerosas evidencias de erosi6n par hielo: par su parte elcostado occidental, es un escarpe rocoso y sus escombreras de bloques rnetricosalcanzan a penetrar pocos metros en la depresi6n. La turbera misma ocupa unaprofunda depresi6n labrada directamente sobre la roca volconico par el hielo.

1209000-

1208000

1207000

1206000-

1205000-

1204000

Internamente la turbera de Llano Grande 2, se halla ocupada par vegetaci6nhidr6fila pero esta rodeada de vegetaci6n abierta de pororno. Sin embargo, apocas decenas de metros hacia el occidente, se encuentran los bosques

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Analisis facial de alta resotudon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Piiramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

altoandinos continuos que suben por las laderas de este costado del volcon: por eloriente esta en contacto inmediato con los fragmentos de bosque que penetran alinterior del pororno y solo a troves de tres estrechos corredores lineales, se pone encomunicaci6n con la vegetaci6n abierta y terrestre del pcrorno.

1.1 LA CUENCA HIDROGRAFICA

La cuenca hidroqrofico define el entorno de operocion de los diversosfen6menos que mas directamente afectan la depositaci6n y por tanto suconocimiento es importante para fundamentar las interpretaciones deducidas delsedimento. EI drenaje de la quebrada Llano Grande conforma una microcuenca,que lieva susaguas al RIORiecito que finalmente aporta susaguas al RIo Penderiscoy este ultimo al RIoAtrato, Figura 1.4.

12000000 tN .\.0~\ev\ 0

~\o

f11000000

10000000

~( )

9000000

/

8000000 ~,~7000000 "-,,,

"--/\

6000000 200 metros .': "\~

6000000 7000000 8000000 9000000 10000000

FIGURA 1.4 Cuenca hidroqrofico de la turbera Llano Grande. EIcolor gris corresponde alos depositos de sedimentos y el patron verde a los bosques infernos. Coordenadas planascon origen en Bogota.

La cuenca tiene forma casi circular y va desde los 3400 m en su desembocadurahasta 3600 m en susnacimientos y es recorrida par un arroyo de caudal permanenteen sentido sur norte al cual convergen el resto de escorrentlas de la cuenca. Laturbera de Llano Grande se localiza cerca a la parte terminal de este arroyo yconsecuentemente es receptora de casi la totalidad del agua que capta la

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Analisis {adal de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberto Parra S.

cuenca. A nivel fisioqrofico. la quebrada se inicia en un pequeno pantano que haceparte de las planicies a 3600 m y desciende hasta un segundo plano aborregado 50m mas obojo. para culminar en el pantano de Llano Grande a 3470 rn. donde lastransiciones entre estos pianos constituyen laderas muy inclinadas y escarpesverticales. A nivel Iitologico la cuenca esto totalmente desarrollada sobre rocasvolconicos y gruesos depositos piroclasticos consolidados que se intercalan conlavas. En la cuenca existen varios depositos sedimentarios, el mas importante es laturbera de Llano Grande que ocupa casi un tercio del area total de ella, incluyendoun pequeno abanico aluvial en su parte Noroeste. Otras unidades dealmacenamiento de sedimentos menores se encuentran en los nacimientos de losarroyos y en la parte media de la cuenca.

Estudiospaleoecologicos previos (Velasquez, 1999), han permitido demostrar quela turbera de Llano Grande alberga uno de los registros sedimentarios mascompletos del Tardiglacial y Holoceno en Colombia y debido a su posicion terminalde una microcuenca funciona como el sitio de ocurnulocion final de los sedimentosaportados por la cuenca de drenaje. La Figura 1.5, muestra la morfometrfa de laturbera 10 que permite derivar ciertos porornetros de gran importancia, como losvolurnenes de sedimentos aportados y la forma del fondo.

240

200

180

160

140

120

100-

80

60

10

40

20120 180 200 220 240

FIGURA 1.5 Isolineas de profundidad en metros. Los puntos corresponden a las medidasde profundidad y la flecha senolo el sitio donde se realiz6 la perforaci6n Llano Grande 2.

ITletroso 20 40 60 80

Ana/isis {ada/ de alta resotudon de sedimentos de/ Ho/oceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

EI mapa del basamento de la turbero. permite deducir que se trata de unacubeta excavada en roca con una forma de sombrero invertido con paredeslaterales bastante graduales hasta los cuatro metros de profundidad y luego uncono de paredes muy empinadas hasta los 12.5 m en don de alcanza su maximaprofundidad.

Esbastante conocido que la pertorocion mas representativa de una columna desedimentos se obtiene de la parte mas profunda de la cuenca, la cual se suponecontiene el registro mas completo y rnenos perturbado de la sedirnentocion.Adernos de las 16 perforaciones exploratorias se han recuperado dos nucleoscompletos de la turbera de Llano Grande (L1g)(L1g-1Y L1g-2,Figura 1.5). EI primernucleo fue recuperado con una sonda Dachnovsky pero los altos niveles decom presion y su posicion intermedia en la cuenca solo permitieron recuperar algomas de 7m de sedimento y lograr una oproxirnocion gruesa a la estratigrafia. Parala segunda pertorocion se ernpleo una sonda rusa de cinco centlmetros dediornetro y 50 cm de avance que no ocasiona distorsiones ni perdidas,obteniendose un testigo 0 nucleo continuo de 12.5m de longitud muy cercano aldepocentro de la turbera.

EInucleo Llano Grande 2, fue Iimpiado, medido, descrito, rotulado, fotografiado ysegmentado en el campo a intervalos de 1cm y constituye el objeto de estudio dela presente investiqocion.

1.2 BIBLIOGRAFIA

VELASQUEZC,»; 1999: Tardiglacial y Holoceno del Norte de la cordilleraOccidental de Colombia, Colciencias, BID, Universidad Nacional, Medellin,Colombia, 236 p.

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1.3 ANEXO 1: TECNICAS DE MAPEO

Los mapas presentados en este capitulo, se han obtenidos empleando tecnicosintorrnoticos avanzadas que son brevemente bosquejadas en el presente anexo ycuya descripcion completa no es posible por ser extensas y complejas. EImapa delnorte de Sudamerica, fue creado a partir del modele de elevocion digital delterreno GTOP030 producido por el servicio geologico americana (USGS) en 1996con una resolucion horizontal cercana a un kilornetro. empleando el sistema deinformacion geografico ERMAPPERpara resaltar las cotas menores de 1000 rn. entre1000 Y 3100 m y mas de 3100 m. Estos contornos fueron convertidos a polfgonos ycoloreados con los programas SURFERy DIDGER.

EI mapa general y de coberturas vegetales de la parte alta del pororno deFrontino es un modelo de elevocion digital del terreno con un mapa vectorialsuperpuesto y fue producido con los programas DIDGER y SURFERa partir de laplancha 129-IV-C de escala 1:25000 del IGAC. Se ha realizado unatotointerpretocion de las fotos oereos del pororno para resaltar y corregir lascoberturas vegetales.

EImapa de la microcuenca de la Turbera Llano Grande 2, es el mas complejo detodos debido a su pequerio torncno y fue producido digitalizando un segmento delortofotomapa del pororno. EI ortofotomapa inicial fue producido con el SIGERMAPPERa partir de la plancha 129-IV-C digitalizada y de un mosaico de variasfotos que cubren el pororno de propiedad del IGAC. Sobre el segmento delortofotomapa que cubre la microcuenca se reolizo una totointerpretocion converificocion de campo, para definir el Ifmite de la cuenca, los depositossedimentarios, las coberturas vegetales y los drenajes. EI paso final fue digitalizarestos Ifmites y producir el mapa con los programas SURFERy DIDGER.

En el coso del mapa de isolfneas de profundidad de la turbera de Llano Grande,fue necesario en el campo realizar un par de transversales ortogonales de longitudconocida y con el eje mayor orientado norte-sur en las cuales a intervalos regularesse ejecutaron pertorociones con un punzon rnetolico sin recuperocion de nucleo. Lapunta de la sonda se introduce hasta tocar el fondo y se anota la profundidadalcanzada. A partir de estos datos y empleando algoritmos de mterpolocion tipokriging (Programa SURFER),se ha derivado la morfologfa original de la cubeta.

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Antilisis {adal de alta resouaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberta Parra S.

CAPITULO 2.MODELO DE FACIES

A nivel clirnotlco losecosistemasparamunos sonambientes muy variables yo queeston sometidos tanto a cam bios estacionales como a oscilaciones diarias en susparametros basicos como son 10temperatura, 10humedad relotivo. 10precipitaci6n,el brillo solar, 10nubosidad y losvientos (Rangel,2000). A nivel estacional, 10variablecon mayor varianza es 10precipitaci6n por 10que se habla de periodos secos ylIuviososque tienen duraciones mensualesmas 0 menos bien definidas; sinembargoesta estacionalidad en 10pluviosidad no escomparable con las estaciones termicos(invierno,verano) de laszonas templadas y por 10tanto losfen6menos en los lagos yhumedales de los porornos son diflcilmente comparables con 10 que ocurre enecosistemassimilaresde zonas templadas.

Las oscilaciones dfa-noche e incluso aquellas con duraciones horarias hacenunico 01c1imaparamuno considerado como uno de los mas rigurososdel planeta.Allf los factores clirnoticos sufren variaciones en terrninos de pocas horas conoscilaciones grandes en las magnitudes, v. se suele cambiar abruptamente entrehelodos. neblinas 0 extremos de irradiaci6n solar. La causa de este ritmo circadianoes una atm6sfera delgado, con menos vapor de agua, di6xido de Carbono yOxigeno que las zonas oledonos y por 10tanto mas permeable a 10cantidad ycalidad de 10 radiaci6n solar.

En 10 atm6sfera paramuna un mismo porornetro clirnotico induce efectosdiferenciales a distintosnivelesy por 10tanto es perceptible en forma diferencial enel piso que a un metro de altura y, esto esmas acentuado 01interior de loscuerposde agua y en consecuencia las comunidades de organismos terrestresy ccuoficostienen adaptaciones y respuestas distintas a coda parametro clirnotico. Sonampliamente conocidas las adaptaciones morfol6gicas genericas que tienen lasespecies de 10vegetaci6n terrestre para proliferar en este ambiente extremo de losporornos (VareschL'1970; Hofstede et 01., 2003). Sinembargo, estudios tendientes aprecisar que morfologfas y fisiologfasde las plantas terrestreseston especialmentedisenodos para responder a coda porornetro climotico especffico son incipientes(Mora, 2002) y aun mas desconocidas son las adaptaciones y respuestasespecificasde losmicroorganismos,losanfibios y en general de 10biota ocuotico.

Este conocimiento de 10 relaci6n ambiente-organismo adquiere particularimportancia en el momento de interpretar eventos paleoclimaticos a partir dedistintos restos orqonicos especialmente cuando 10 resoluci6n de los nucleos seincrementa hasta unas pocas decodes debido a que a esta escala yo se tienensimilarestemporalidades que en 10ecologfa moderna es posible ligar y extenderprocesos y patrones hasta el poscdo. (Schindel, 1980). S610 recientemente 10palinologfa ha alcanzado esta escala de estudio, (Monsalve, 2004 y Velasquez,2004), pero no se ha empleado para este fin debido a que el conocimiento de losprocesosecol6gicos a nivel decooos esc1aramenteinsuficiente.

Analisis facial de alta resouaon de sedimentos del Holoceno Tsrdio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

Un desconocimiento similarse presenta con las respuestassedirnentoloqicos delos distintos ambientes de deposito a las variaciones climoticos. a pesar de laimportancia que tendrla reconocer eventos clirnoticos espedficos a troves de suregistro sedimentario. En esta investiqocion solo se plantean algunos conceptosorientados en esta dreccion.

Las altas rnontonos tropicales colombianas, contienen una gran cantidad deecosistemas que estcn dominados por la dinamica del agua que se puedencatalogar como lagos y humedales. Aunque existen multiples definiciones dehumedal, sin duda la adoptada por la Convencion sobre los Humedales (Ramsar,1971),es la que tiene una mayor oceptocion a nivel cientffico y legal:

... /fA los efectos de 10 presente Convenci6n son humedales las extensiones de marismas,pantanos y turberas, 0 superficies cubiertas de aguas, sean estes de regimen natural 0

artificial, permanentes 0 temporales, estancadas 0 corrientes, dulces, salobres 0 sa/ados,incluidas las extensiones de agua marina cuya profundidad en marea baja no exceda de

seis metros" ...

Enotrosdesarrollosde esta mismaconvencion. se ha propuesto denominar comolagos aquellos cuerpos de agua con extensionessuperficiales mayores de 8 ha yaplicar los nombres de pantanos, turberas y charcas cuando tienen una extensionmenor.

Algunos restos bioticos de los sedimentos de los humedales altoandinoscolombianos han sido objeto de investiqocion paleoecologica durante los ultirnoscinco decenios, debido a su riqueza, su alta sensibilidad a los cambios climoficos ytornbien por su amplia distribucion regional y nacional 10 que ha facilitado lIevar acabo correlaciones poleoecoloqicos amplias.

Losfundamentos de estas investigaciones y de sushipoteslsde trabajo han sidodesarrolladas por Thomas Van der Hammen y sus coinvestigadores (Van derHammen et al., 1981;1984;1998),a troves de multiples proyectos, entre los que seincluyen Ecoondes. SierraNevada, Transecto Parque de los Nevados y Totorno v.para el caso de la palinologia se tiene ya una cornpilocion parcial de estashlpotesis.realizada por Velasquezy Parra (1999).

2.1 LOS HUMEDALES ALTOANDINOS

Los lagos y humedales altoandinos. son altamente complejos por ser abiertos,dinornicos y con multiples compartimientos donde se producen gran cantidad deprocesos. la mayoria de los cuales eston Intimamente acoplados entre si; loselementos climoficos. 10 biota, la cubeta y suscuencas de drenaje asociadas, elcuerpo de agua y el sedimento son loscompartimientos mas importantes. La Figura2.1,permite comprender la importancia del registrosedimentario en el marco de unsistemalacustre.

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Analisis {adal de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis NortJerto Parra S.

------~---- ---~---------n.cr C~~~S5INTERCAMBIOS DE ~--------,rMATERIA Y ENERGiA

FIGURA 2.1 Registro sedimentario en un sistema lacustre.

Enesta figura las elipsessimbolizanloscompartimientos mayores del sistemay lasflechas los intercambios que se presentan entre ellos. Enel caso de los intercambiosnormalmente es necesario especificar que tipo de entidades son objeto del cambio,la direccionalidad, el modo en que ello sucede y el tipo de acople que se estaproduciendo entre los compartimientos. Las entidades que son objeto deintercambio entre los compartimientos son energfa, agua y/o aire, partfculas,sustancias como iones y molecules y agentes bioticos. pero sus caracterfsticas ycantidades difieren ampliamente por los procesos que ocurren al interior de cadauno de ellos.

Lostenornenos que suceden en un sistema lacustre se pueden explicar si seconoce el modo en que se realizan los intercambios, las entidades que sonintercambiadas y el sentido direccional 0 flujos del sistema. De todo esto. la partemas diffcil es reconocer como se realizan los intercambios entre cada uno de loscompartimientos mayores; por ejernplo. la desembocadura de un rfo al lago es unacople crucial entre dos compartimientos y en forma similar, la interfase agua-sedimento y oquo-otrnostero son dos superficies de acople de gran importanciapara loshumedales.

2.2 EL REGISTRO SEDIMENTARIO

Desde la perspectiva paleoecologica, el sedimento es el compartimiento demayor importancia de un lago 0 humedal, ya que toda la informacion es extrafdade susconstituyentes internos, de suspropiedades fisicoqufmicas 0 de su aspectoexterno. Aun osi. es precise reconocer como 10 i1ustrala Figura 2.1, que los aportes

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Amilisis radal de alta resolud6n de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

de sedimentosal vasa lacustre normalmente eston mediados por el cuerpo de aguay s610raramente existeninteracciones directas de estoscon lascuencas, como en elcaso de aguas subterroneosque tocan directamente el sedimento.

Se puede afirmar que cualquier fen6meno que tenga una interacci6n con losdiversossedimentos de un lago, es susceptible de onolisispaleoecol6gico. Estoesposible. debido a que por medio de diversosacoples, algunas de las caracterfsticasambientales del pasado son transferidas a los sedimentos, donde se conservancomo evidencias las interacciones de la geosfera, la biosfera, la hidrosfera y loselementos del c1ima. Esde esta forma como el sedimento preserve. a modo deorchivo. parte de la historiaambiental del lago y de suscuencas interconectadas y,luego, a partir de el se pueden reconstruirvariaciones en ciertos parametros de valorpaleoecol6gico.

Enun lago la gran mayorfa de interacciones con el sedimento eston mediadaspor el cuerpo de agua y por 10 tanto suscaracterfsticas y procesos influyen sobrecada componente que sea finalmente transferido al reservorio sedimentario; porejemplo un grano de polen puede ser lavado, comido 0 depositado como parte desudinamica en la columna de agua.

De todas las interacciones posibles. la de mayor interes actual es la existenteentre el c1imay el sedimento lacustre, que al estar mediada por el cuerpo de aguaes notablemente compleja y esta lejos de ser bien comprendida (Battarbee, 2000).De hecho, la relaci6n c1ima-sedimento no es directa y las dos interfases agua-atmosfera y agua-sedimento juegan un papel central como acoples. A modo deejemplo, un enfriamiento corto y brusco de la atmosfera, no es transferido en formainmediata al sedimento de un lago profundo, ya que el cuerpo de agua tiene unpapel activo como transmisor de calor; sin embargo, algunos organismos delfitoplancton sireaccionan ropidornente a este pulso terrnico y susrestos.en caso deser persistentesen el sedimento, permiten reconocer dicha perturbccion: por elcontrario losgranos de polen no tienen suficiente sensibilidadpara este tipo especialde evento clirnotico.

EI onolisis poleoecolcqico trata justamente de aprovechar aquelloscomponentes, tanto bi6ticos como obioticos que tienen una buena preservocion enel sedimento y que odernos son especialmente sensiblesa determinados eventosambientales. De la mayor utilidad son aquellos componentes que son muy sensiblescuando estcn vivos a un Ifmite muy especffico de variaci6n en una propiedad,como sucede con los restos de los denominados organismos indicadores;desafortunadamente, pocos de estos seresconstituyen poblaciones dominantes v,por ello. a menudo no son incluidos en los conteos 0 se excluyen durante la etapaanalftica. En este caso se requieren tecnicos analfticas especiales para extraer lainformacion de losrestosescasos0 en trazas.

Entodos loscosos. la precision que se puede obtener de un componente dado,depende de la escala de muestreo del sedimento; por ejernplo. las laminacionesestaci6nales (varvas) tienen espesoresreconocibles al microscopio optico. pero los

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florecimientos de fitoplancton dejan laminas de s610 pocos micr6metros en elsedimento, 10que hace imprescindible el empleo de tecniccs massofisticadascomola microscopia de barrido (Dean et ot.. 1999).Enel caso de los lagos altoandinos,s610existe un registro en el perfil "Lagunillas V" (Gonzalesy otros. 1965),donde sesugiere una posible existencia de varvas y, estas tecnicos oun no han sideempleadas en el pais.

Existendiversas tecnicos para descifrar la historia ambiental contenida en lossedimentos de un lago, pero gran parte del esfuerzo 10 ocupan los estudiosrelacionados con los remanentes de organismos0 bioclastos que son ccornponodosen este ernpeno por la cronologla y por los avances en ecologla actual de losmismos organismos. Otras disciplinas como la sedimentologla, la geoqulmica, lamineralogla y la geoffsica tornbien han sido empleadas con fines paleoecol6gicos,pero menos intensivamente, aunque se reconoce que losmejoresresultadossiempreseobtienen con tecnicos multidisciplinariascombinadas.

EI alto nivel de desarrollo alcanzado por los estudios de la parte bi6tica delsedimento lacustre ha sido impulsado por significativosavances en el conocimientode los requerimientos ecol6gicos de los equivalentes modernos de los organismos.Algunos restosde organismos tienen ya tras de sl una larga historia de tales exitospaleoecol6gicos, en particular restos de polen y diatomeas han concentrado lamayor parte del trabajo. A modo de ejemplo, se puede mencionar mas de 40 enosde trabajo exitoso del equipo Iiderado por Tomas Van der Hammen, con ladistribuci6n altitudinal de plantas altoandinas de Colombia y su polen f6sil (Van derHammen, 1995).En las latitudes templadas, recientemente han empezado a serempleados restos de otros organismos como los c1ad6ceros, quiron6midos,ostracodos y tecamebas con miras a estudiospaleoecol6gicos, pero en el tr6picoestos campos permanecen casi inexplorados por la falta de especialistas en estoshabitantes de loslagos.

2.3 LA NATURALEZA MULTIDIMENSIONAL DEL REGISTRO SEDIMENTARIO

EIregistro sedimentario es un sistemamuy complejo con multiples componentesbi6ticos y obioficos. cada uno de los cuales posee la capacidad de informar sobreuno 0 varios aspectos del sistema.Engeneral, se acepta que ninqun componenteindividual, por importante que porezco. posee la capacidad de descifrar la historiacompleta del sistema, mas oun. siempre existircn fen6menos en los ambientessedimentariosque no dejan huella en el registrof6sil.

En el mejor de los cosos. cada componente espedfico produce informaci6nsobre un conjunto Iimitado de procesos 0, al menos. de los puntos de cambio a loscuales es realmente sensible;sin embargo, la calidad de este sensoresta limitadaentre otras cosas por el conocimiento de su funcionamiento y por suspropios Iimitesde sensibilidad. Aun si se supone que el componente se ha preservadoperfectamente y que el sedimento se ha muestreado a la escala mas fina posible.siempre exisfironperdidos de informaci6n.

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Como ejernplo. basta mencionar 10 baja resolucion toxonornlco. usualmente solohasta familia, que es posible lograr con el polen fosil de compuestos, gramfneas yciperaceas, 10 cual impone serias Iimitaciones a las reconstrucciones de 10veqetocion paramuna, debido a que 0111 estas plantas son dominantes y conformancomunidades muy diversas a nivel de especies.

Tradicionalmente el estudio del sedimento con fines paleoecologicos ha sidoabordado desde un solo componente, por ejernplo. el polen 0 las diatomeas, perodebido a 10 necesidad de obtener mas informacion del sistema e incluso lograr 10confirrnocion independiente de hechos yo conocidos. el sedimento es estudiadohoy en die por un equipo interdisciplinario de especialistas; en estos cosos.conocidos como multiproxi, coda uno de los investigadores se encarga de los restosde un grupo particular de organismos para lograr una mayor eficiencia yconfiabilidad de los resultados.

otras tecnicos como las determinaciones de porornetros fisicos 0 qufmicos delsedimento, han side empleadas desde tiempo ctros con resultados satisfactorios, enespecial para derivar informacion del estado de 10 cuenca de drenaje, tales comolas perdidas por colcinocion y el contenido de humedad. La reconstrcccion de 10historia evolutiva de un humedaL se transforma entonces en un estudio integrado delos eventos registrados por coda uno de los componentes individuales; 10 inteqrocionde esta masa de informacion requiere el empleo de diversas tecniccs numericos yloqicos coda vez mas complejas en 10 medida en que se incremente 10 resoluciontemporal del estudio.

2.4 ELCONCEPTO DE MODELO FACIAL

EIonolisis facial es una tecnico de amplio uso en las ciencias geologicas dondeha demostrado su gran utilidad para 10 reconstruccion de los ambientessedimentarios del paso do y donde ha side empleado con diferentes significados. Lapalabra facies, enel onolisis de todo tipo de materiales geologic os. se refiere a unconjunto dioqnostico de caracteristicas, litoloqicos. estructurales y bioticos. a partirde las cuales es posible deducir el origen y el ambiente de deposito del material.Este concepto se puede aplicar tanto a nivel mocroscopico como rnicroscopico. Unreciente Iibro sobre onolisis de facies locustres. (Anadon et ot.. 1991) i1ustra bien 10aplicabilidad del concepto a grandes lagos.

Un modele facial para un ambiente de depositocion es un esquema queconstituye una sfntesisgeneral de un ambiente sedimentario del cual se espera quesirva como un patron contra el cual se puedan comparar otros cosos. a modo deuna ormozon modular que permite acomodar las observaciones derivadas de un.coda vez mayor, numero de sitios estudiados y, por ultimo, se Ie exige que admitareenfocar las investigaciones futuras hada objetivos mas concretos 0 aspectosinexplorados de los ambientes (Walker, 1984). Una parte esencial es elreconocimiento de las variables de control del ecosistema, de su dinornico y de los

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Amilisis facial de alta resotuoon de sedimentos del Holoceno Tardfo en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

productos permanentes que dejan 10 actuaci6n de los diversos procesos que allf hantenido lugar.

Desde el punto de vista geol6gico, los modelos faciales son empleados comoherramientas onotoqos con las cuales se intenta reconstruir los ambientes delpasado a partir del registro f6sil. Sin embargo, lograr dilucidar un ambiente dedepositaci6n antiguo a partir del registro sedimentario, no es una tarea focil y serequiere del empleo de numerosas tecnicos geol6gicas, entre las cuales cabemencionar, la sedimentologia, 10 estratigrafia, la geoquimica, la mineralogia y elonofsis de las estructuras.

Numerosos ambientes sedimentarios cuentan ya con modelos faciales bastantesofidos como, por ejernplo. los pantanos que es el ambiente de depositocion propiodel carb6n y que han side objeto de atenci6n particular (Taylor et 01., 1998; Cobband Cecil, 1993). Sin embargo, los lagos aun se resisten a tal sintesis.

En esta invesfiqocion se intenta, 01 menos, plantear un posible modelo para loshumedales altoandinos con el fin de obtener un marco contra el cual interpretar enterrninos geneticos, la litologia del nucleo Llano Grande 2. A modo de postulado sepuede plantear que: ..."ambientes de deposita cion identicos pertenecientes a un mismobioma reaccionan en forma parecida frente a un cambio 0 una pertutbacior; global 0

regional y, por ello, el registro sedimentario debe ser muy semejante" ...; es de esperar quedos pantanos paramunos afectados por un cambio clirnotico del mismo sentidoreaccionen de forma similar y sus registros sedimentarios se puedan correlacionarestrechamente. En forma inversa, aquellos periodos durante los cuales haprevalecido un mismo tipo de c1ima se podron entonces reconocer por conjuntos decapas diagnosticas en coda ambiente de deposito.

2.5 MODELO FACIAL PARA LOS LAGOS Y HUMEDALES PARAMUNOS

Desde el punto .de vista geomorfologico, los altos Andes tienen una herenciaglaciar que ha generado una rugosidad morfologico fina del terreno que se midedesde pocos metros hasta unas pocas decenas; esta enorme heterogeneidad desitio. fomenta 10 presencia de areas deprimidas y elevadas en distancias muy cortes.algunos de las cuales inevitablemente se lIenan 0 saturan de agua. EIconjunto de 10vegetaci6n paramuna esto adaptada a las condiciones climatic as dominantes y espor ello que el c1ima en si mismo no explica 10 localizaci6n especifica de codacomunidad. Sin embargo, esta veqetocion tiene una extrema sensibilidad de sitiocon especies adaptadas a diferentes condiciones de saturaci6n y particularmente a10 profundidad de las laminas de agua y a los limites de oscilaci6n estacional de losniveles freoticos. Las especies anfibias 0 tolerantes estacionalmente 01 anegamiento,son frecuentes y lIenan los espacios entre 10 vegetaci6n terrestre y 10 hidr6fita dando01 paisaje una continuidad de 10 cobertura vegetal.

Rasgos geomorfol6gicos antiguos, como las partes basales de los circosglaciares, las depresiones de hielo muerto y las concavidades entre drumlins rocosos.

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Analisis fadal de alta resoludon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

estan frecuentemente ocupadas por lagos y humedales. Las morrenas en muchoscasos taponan transversalmente antiguos valles glaciares dando origen a algunoslagos. Los taponamientos por flujos de lava, han formado algunos lagos en 10cordillera Central como se observan en el Parque de losNevados.

En el coso de Colombia, aun no se dispone de un inventario completo de loshumedales de alta montana y se puede afirmar que la corocterizocion de los lagosy humedales paramunos recien cornienzo. (Roldan, 1992; Pinilla, 1998; Ramirez &Machado, 1982;Ramfrez, 1986,2000; Donato & Duque, 1986;Donato et af., 1996;Donato, 2001; Sanchez, 1988). Los estudios disponibles se han concentradoespecialmente en 10 relacionado con el conocimiento de los organismos y en ladeterminacion de algunos balances en los cuerpos de agua como su estadotermico. nutricional y de oxiqenccion.

De acuerdo con Roldan (1998),Donato et 01., (1996)YDonato (2001),en el aguade los lagos y embalses altoandinos normalmente se presentan valores bajos en lassiguientesvariables: temperatura, pH, concentraciones de nutrientes, especialmentedel Nitrogeno, conductividad electrico. alcalinidad y dureza. Bajo estascondiciones,los lagos y humedales altoandinos y particularmente los de los porornos se puedencalificar de ollqotroficos. frfos y sin estrotificocion terrnico 0 del oxigeno en formapermanente. EI frente de trabajo mas avanzado y fructffero con los lagos yhumedales, se ha orientado al estudio de las comunidades vegetales (Cleef, 1981;Rangel, 2000)y con ellosse tiene ya una visionadecuada de la diversidad florfstica yde las comunidades hidrofilos: desafortunadamente, la corocterizocicn de otrosorganismos asociados y de los sedimentos y suelosen los que elias estcn enraizadassolo han sido marginalmente mencionados (Cleef, 1981; Rangel y Aguirre, 1983;Sanchez, 1988). Igualmente, falta construir un modelo mas completo para lasucesionde lascomunidades.

2.5.1 La zonoclon altitudinal de los humedales

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Desde los tiempos de Humboldt, es de amplio conocimiento la sucesion dedistintas comunidades vegetales a 10 largo del gradiente altitudinal de los Andes,pero es igualmente notorio que los lagos siguen un patron similarya que al ascenderhacia las cumbres mas altas las caracterfsticas y funcionamiento de los lagoscambian notablemente; los lagos negros y quietos de los bosques. ceden su lugar alagos pardos y agitados por el viento de losporornos (Figura2.2A)y culminan con loslagos verdes 0 azules de los superporomos (Figura 2.2B). Estos cambios en lascaracterfsticas del agua de los lagos con el gradiente altitudinal, estcn Iigados con10 presencia 0 ausencia de un exceso de mocrornoleculos y solesorqonicos de coloramarillo a pordo. aportados a las aguas por 10 descornposicion de la veqetccion delas turberas marginales 0 por las aguas de escorrentfa que recorren los biomasterrestres.

La concentrocion de materia orqonico disuelta en los lagos de los bosques yde los porornos es alta, por 10 que una gran parte de ellos podrfan ser mejorcalificados de dlstroficosy aun a profundidades de solo dos a tres metros los fondos

�fAmi/isis facial de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en eI Paramo de Frontino, Antioquia.

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no reciben luz suficiente para soportar rnocrofitos ocuoticos sumergidas. Por elcontrario, los lagos de los superporornos suelen ser de aguas muy claras hasta azulescan abundantes mccrotltos sumergidas debido a la baja concentrocion de materiaorganica disuelta.

FIGURA 2.2 Cambio en el aspecto de los lagos con 10 altitud. A: (arriba) Lagos pardos enel Paramo de Frontino, departamento de Antioquia. B: [oboio) Lagos verde-azules en elsuperpororno del Nevado del Huila (toto: Ana Maria Correa).

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A pesar de la importancia de esta variable, no se dispone oun de medicionesde la concentrocion de la materia org6nica disuelta en los lagos altoandinos. Por elcontrario, este incremento de los componentes org6nicos con el descenso de laaltura es importante para la veqetocion (Cleef, 1981). La zonocion de los lagosocurre tornbien a nivel sedimentoloqlco y de funcionamiento ya que las arcillas ydiatomeas dominan en el superp6ramo y la materia org6nica en los p6ramos.

2.5.2 Ambientes de los humedales paramunos

Se considera de alta prioridad construir un modelo para este tipo de ambientesque sirva no solo como auxiliar de los reconstrucciones poleoecoloqicos. sinotornbien como una sfntesisde los fen6menos y produetos que allf se producen a 10largo de su evolucion. Sibien es cierto que en los altos Andes colombianos es posibleencontrar lagos con sus pantanos marginales muy reducidos 0 ausentes y tornbienpantanos y turberas sin zonas profundos, es preferible elaborar el modelo te6ricopara un gradiente hfdrico completo y continuo. AI igual que en otras latitudes, sepueden distinguir en los ecosistemas hfdricos de los altos Andes de Colombia los tresambientes cl6sicos; el ambiente profundo 0 limnetico. el litoral y el marginal. loscuales usualmente est6n fntimamente conexos y contiguos. Los criterios para 10delimitocion de estas franjas est6n basad os sobre todo en las comunidades queprosperan en cada una de elias, 10 cual esto determinado principalmente por 10penetrocion de la luz solar y por factores mortornetricos de 10 depresi6n del terreno.

A nivel mundial asociado con coda zona lacustre se han reconocido unossedimentos tfpicos; las zonas profundas hasta batiales poseen sedimentos muy finosconstituidos por arcillas, restos org6nicos del plancton, minerales calc6reos 0

vesiteros y menos frecuentemente sapropel; en 10 zona litorol. con influencia direetade la luz solar, ya los sedimentos c16sticos empiezan a tener fuerte influencia derestos de vegetales y de algas y en 10 zona supralitoral que contiene los pantanos 0playas marginales se tienen sedimentos org6nicos y detrfticos muy variados. Loshumedales paramunos exhiben una gradualidad notoria entre los ecosistemasterrestres y los acu6ticos y a 10 largo de este gradiente es posible distinguir diversosambientes como 10 ilustra la Figura 2.3.

Utoral Charcas Pantanos VegeIaci6nToleranle

Niver de agua, inviemo Franja RadicularZona intermedia

•• • •• ,........ Frente MojadoNivel freaticoNivel del agua, verano

40 em

Agua f6sil

FIGURA 2.3 Esquema desde 10 zona litoral hasta los pantanosas de un humedalparamuno.

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Ami/isis {ada/ de alta resauaon de sedimentos del Holoceno Tardio en eI Paramo de Frontino, AntiOQuia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

Existe un gran numero de terminologia local para referirse a los humedales deparamo pero oqui se ernpleoro 10siguiente:

Ambientes de lago: son aquellas areas que tienen un espejo de agua continuo yque se puede subdividir en: una zona profunda desprovista de macrofitas y otralitoral con plantas vasculares sumergidas.

Ambientes pantanosos: Esposible distinguir dos subambientes: las charcas consusmonticulos de macrofitas 0 con veqetocion enraizada emergente entre pozuelosde agua someros y los pantanos sin lamina de agua libre controlados por el niveltreotico.

2.6 LOS AMBIENTES LACUSTRES

A pesar de que la mayoria de los lagos paramunos no cumplen el requisitorninimo de las ocho hectoreos de extension, si poseen una zonocion bien definida y,en cada una se encuentran multiples micro-habitats. Muchos lagos paramunos solotienen el ambiente litorol. en otros. se presenta una zona batial bien desarrollada.

2.6.1 La zona profunda 0 Iimnetica

Son aquellos cuerpos de agua que poseen una gran extension de fondo ubicadapor debajo del limite totico (cantidad de luz solar menor dell % del valor superficial)10 cual impide la existencia de comunidades de plantas enraizadas en el fondo(Figura 2.4).

FIGURA 2.4 Laguna Campanas, Paramo de Frontino. Cordillera Occidental,Departamento de Antioquia. Profundidad maxima 5.5m. Altitud 3600metros.

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Analisis (adal de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

La profundidad a la cual se presenta esta reduccion de la luz solar es variable,pero en el caso de los lagos paramunos, su valor esto cercano a los 2.5 rn. e inc/usomenos de un metro para el caso de aguas humicas 0 distroficos. Estosambientes seconocen propiamente como lagos, debido a que la dinornico y comunidadespropias de las aguas libres son muy importantes.

Los procesos que allf se presentan son estudiados por la limnologia y en el casode Colombia, ya han empezado a ser conocidos 01 menos en sus Ifneas generalesde acuerdo con los datos aportados por Donato et of., (1996); Donato (2001), en losestudios de varios embalses, lagos y lagunas altoandinos que cita para el caso de losembalses de Chingaza (3265 m.s.n.m.) y Chuza (2996 m.s.n.m.), variacionessignificativas de las variables fisicas y quimicas del agua debidas a los cam biosestocionoles de precipitocion: especial mente sensibles a estos moxirnos 0 minimosde lIuvias y escorrentia, son la turbidez, la soturocion de Oxigeno y la cornoosiciondel fitoplancton.

La columna de agua de los lagos paramunos tiene una baja productividadbioloqico y con predominio de organismos como diatomeas. desmidiaceas ycrisoficeos (Weibezahn y Cresso. 1979), es notoria la ausencia de animales grandescomo peces y solo, a veces, es posible hallar ranas. Muy importantes en esta zonason las particulas no vivas 0 seston tanto en estado Iibre como en aglomeraciones 0

floculos conocidos como nieve lacustre.

Particulas de materia org6nica muy fino. en estado libre en la columna de aguano son muy comunes ni persistentes a largo plazo por varias razones:

1) poseen cargas electricos superficiales v. consecuentemente. tienden a formarautoglomeraciones bastante estables,

2) estas particulas usualmente son empleadas como alimento por plancton.animales y microorganismos ocuoticos cuyos trados digestivos contribuyen a suoqlornerocion y,

3) muchos organismos del plancton secretan mucilagos que contribuyen a suadherencia v oqlornerocion.

La importancia de los agregados orqonicos 0 floculos en la columna de agua delos lagos ha sido ya resaltada por Grossart and Simon (1993) y, en otros ecosistemasacu6ticos por Zimmermann- Timm (2002). Los agregados forman una froccionimportante del total de particulas de la columna de agua y cumplen papelesecoloqicos significativos.

Usualmente. el sedimento del fondo de los lagos se considera dividido en doscompartimientos (Hakanson. 2003; Ostrom et of., 1998):

1. Una lamina delgada superior de sedimento bioactivo. muy hidratado yfloculento 0 capa nefeloide que carece de una carpeta vegetal y esto en conexion

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directa con el cuerpo de agua, a ello se debe que tenornenos como 10sedimentacion, la resuspension de porticulos. los cambios de oxiqenocion y de pH-Ehsean los procesos dominantes.

2. EI sedimento inferior 0 geologico, responsable del enterramiento permanentede los detritos que es considerado biopasivo yo que no esto afectado por actividadblotoqico directa. Este enterramiento y los cambios dicqeneticos son los procesosdominantes.

A largo plozo. tanto las partlculas libres de 10 columna de agua como losagregados, tienden a concentrarse en el sedimento superficial biactivo del fondodebido a la sedirnentocion. A medida que aumenta 10 densidad de las partlculas lostenornenos de oqlomerocion son coda vez mas importantes. Losconocimientos quese tienen del sedimento de fondo en los lagos altoandinos son escasos debido a que10 mayorfa de ellos poseen sustancias hurnicos disueltas que disminuyennotablemente la penetrocion de 10 luz. a menos de 2.5 m de 10 zona totico.haciendo poco comun la existencia de organismos de fondo y de bioturbocion.Bajo estas condiciones, luego de 10 seoirnentocion. 10 evolucion del materialsaturado esto controlada bosicornente por las caracterlsticas fisicoqulmicas delagua de tendo. especial mente 10 oxiqenccion. el pH y el Eh. AI rnenos en 10 lagunade Campanas del pororno de Frontino el sedimento a 5.2 metros de profundidad,sufre un choque circadiano de Oxigeno, con diferencias hasta de 8 mg/1.

Cuando los lagos tienen afluentes importantes es de suponer que 10 carga desedimentos suspendidos sea aumentada y se produzcan laminaciones en elsedimento de tendo. correspondientes a los picas de crecida de 10 estocion lIuviosa;sin embargo, probar esta hipotesis implica detectar 10 existencia de estas ritmitas,similares a las varvas de otras latitudes, 10 cual requerirfa una estratigrafla a 10 escalade rniltrnetros. empleando perfiles rnoqneticos u otras tecnicos que permitandetectarlas, 10 cual, aun no se ha realizado en Colombia. Otra posibilidad es que losfuertes vientos destruyan esta lorninocion del sedimento de fondo. En los porornos losvientos son fuertes y ejercen un efecto de mezcla de 10 columna de agua, que esespecialmente notorio en los lagos someros y en las lagunas; en el caso de 10Laguna Campa nos, del Paramo de Frontino (Figura 2.6), con 5.2 m de profundidadmaxima se produce homoqeneizocion completa de 10 columna de agua durante eldio y en la noche.

Bajo las circunstancias descritas anteriormente es de esperar que los sedimentosdel fondo sean de grano muy fino por los aportes propios de 10 biota del cuerpo deagua y suministros importantes de partlculas orqonicos muy finas provenientes de laszonas mas someras del lago que han sido arrastrados hasta 0111por las corrientessuperficiales y por los vientos con muy esporocicos presencia de macro restos. EIsedimento tfpico en los porornos es un lodo orqonico rico en diatomeas y conausencia de bioturbocion. Sin embargo, aunque los materiales recuperados de losfondos de los lagos paramunos son efectivamente lodosos ellos distan de sercomunes y corrientes yo que tienen varias caracterfsticas excepcionales:

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Analisis {adal de altil resoludon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.tess Ph D. Luis Norberto Parra S.

• La dominancia de la materia orqonico particulada y ornorto.• La ausencia de diatomitas orcillosos.• La ausencia de Ooze,• La ausencia de sapropel.

Es excepcional la alta cantidad de materia orqonico particulada amorfa queposeen los sedimentos de fonda de algunos lagos para munos. que les confiere uncolor pardo 0 pardo muy oscuro y permite c1asificarlos como lodos orqonicos condiatomeas 0 gyttja de diatomeas. AI rnicroscopio. se observa que la proporcion departfculas orqonicos libres en el sedimento es muy pequeno en relocion con las queforman agregados organic os. La gran mayorfa de estos agregados amorfos de loslagos altoandinos tienen tornonos diversos. formas irregulares y no se pueden asimilara organa vegetal alguno ya que carecen de estructura bioloqico. aunque algunosde ellos pueden estar ocornponodos de otros restos reconocibles como frustulos dediatomeas, hifas de hongos, zoodetritos e incluso de c1astosinorqonicos.

leOmO explicor el origen y 10 dominonda de esta ttacciot: organico omorfo?

En estos lagos ocidos de aguas pordos. los procesos son mas complejos(Williamson y Morris, 1999), la concentrocion y la dinornico de esta materia orqonicodisuelta es un porornetro clave. Esposible que una parte de las partfculas de losagregados provenga de la condensccion y polirnenzocion de la materia orqcnicodisuelta 0, al rnenos. estos soles orqonicos contribuyen a la oqlomerocion comocementante. AI respecto, en el fondo de los lagos se puede desarrollar una capanefeloide rica en estos soles orqcnicos que puede ocasionar la anoxia del fonda y laprecipitocion de cooqulos hurnicos 0 "dv". como ha side observado en laperforocion de Puente Largo por Jaramillo (1988). Sin embargo, la mayor parte delas micro-partfculas de los agregados diffcilmente, se pueden asimilar acondensccion de soles orqonicos.

A pesar del corocter humico de las aguas y de la pobreza de la fauna ocuotico.es muy probable que una parte de los agregados hayan pasado en alguna partede su historia por un intermediario animal debido a que ellos se desintegran cuandose extraen con solventes el complejo Iipoide del floculo 0 del sedimento. Igualmente,en los restos estomacales de tecamebas, quironornidos y clodcceros se hanobservado agregados muy similares. AI respecto. en estos lagos y especialmente ensus litorales existen tecamebas, larvas de quironornidos y de libelulos. onelidos.copepodos. ocoros y clodoceros. algunos de los cuales se alimentan de detritos ymicroorganismos. Por 10 tanto, se puede aceptar preliminarmente que una parteminoritaria de los agregados son coprolites. pero la existencia inequfvoca de unsedimento domina do por ellos (Ooze) no se ha observado aun en los lagosparamunos.

EI origen mas probable para la mayorfa de los floculos orqonicos es comoaportes semi-aloctonos 0 c1astos derivados de la matriz humificada de lossedimentos marginales. Las turberas de los pantanos eston sometidas a una intensadescornposlcion y hurnificocion de los tejidos originales prcduciendose una matriz

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Analisis fadal de alta resolud6n de sedimentos del Holocene Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

organlca rnuy similar a los floculos del sedimento de fondo; dicha matriz serioarrancada de las orillas V lIevada hasta el fondo de los lagos por corrientes inducidaspor los fuertes vientos. En este caso, el componente dominante del sedimento defondo se interpreta como testigo de dos procesos altemos que son la humificaci6n Vla intensidad de 10acci6n e6lica. Estosfloculos. en cierto sentido, serian aloctonos,de range rnuy corto V, no dirion nada de la productividad de la lamina de agua queen simisma es poco.

No menos sorprendente que el caso anterior, es la limitada presencia en losnucleos paramunos de capas de diatomitas que corresponden el sedimento tfpicode una columna de agua rica en fitoplancton, 10cual contrasta con su presenciabastante cornun en los lagos azules del superpororno V en los sedimentos lacustrescorrespondientes a period os de maxima extensi6n de los hielos. Las condicionesadecuadas para la existencia de las diatomitas parecen estar ligadas a una escasavegetaci6n en la cuenca del lago y tornbien en suszonas marginales; en este coso.capas minerales principalmente orcillos. son el componere normal de las diatomitasy representan los aportes detriticos de la cuenca a troves de escorrentfa 0 de losafluentes a los lagos. En los sedimentos de fondo de los lagos paramunos existenfrustulos de diatomeas perc. rara vez alcanzan proporciones dominantes por 10quese trata solo de lodos orqonicos con diatomeas.

Capas puras de sapropel, el organocoloide putrefacto, que es normal en loslagos eutroficos 0 hipereutroficos. no se han mencionado aun para 105 sedimentosde los lagos para rnunos. 10 que es un indicativo de que en este ecosistema 10condicion de tener aguas con excesos de nutrientes no se alcanza en ningunestadio de evolucion del humedal. En lagos de sedirnentocion orcilloso. por ejernplo.eOn10Sobcno de Bogota, se ha detectado la presencia de una matriz scpropelicosubordinada V es probable que tornbien existan segmentos con coexistencia desapropel V carbonatos en lagos eutroficos trios.

En un escenario donde los lagos pardos de los porornos tengan estrotiticocionpermanente del agua por la escasa agitaci6n e6lica, se forman los cooquloshurnicos conocidos como Dy 0 doppleritas; en este coso. las diatomeas sonproporcionalmente mas importantes y el sedimento tiene una coloraci6n pardo muyclara ocornooncdo de granulos claros de dy; sedimentos de este tipo. dygvttja, hansido yo registrado por Jaramillo (1988). Entradas masivas de inorqonicos a la zonaprofunda del logo por via ocuofico ocurren raramente V se detectan como laminaso estratos siliciclasticos; sin embargo, las entradas por via oereo de origen volconicolIegan a constituir estratos como en el caso de las tefras; de otro lodo. losincrementos en la erosion de la cuenca, se manifiestan cornunrnente comoaumento de los micro detritos inorqonicos.

Ensintesis.gran parte de los sedimentos de la zona profunda 0 batial de los lagosparamunos, se puede describir con un conjunto de trionqulos composicionalesagrupados alrededor de un vertice cornun definido por las frustulos de diatomeasque ejercen el papel de pivote central en el conjunto; esto refleja bien el hecho de

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que un maximo d~ tres componentes son suficientes para describir los materialeshosto hoy reconocidos y en muchos casos s610se requieren dos de ellos.

Con fines de, complementariedad se han representado en 10 Figura 2.5, loscomponentes mas comunes en 10 zona profunda de los lagos y se han excluidocasos de logos de muy dificil presencia en nuestras latitudes como los lagos salinostan comunes en Bolivia y Peru.

SAPROPEL

ARCILLAS r __--j~----_+-----'X'-----t---------4Z00 DETRITOS

LODO ORGANICO SOLES HUMICOSCOAGULADOS

FIGURA 2.5 Conjunto de tri6ngulos composicionoles para los sedimentos de fondo delogo.

EIconjunto de frionqulos composicionales tornbien se puede emplear para trazarel camino evolutivo del estodo tr6fico de 10 zona profunda de un logo, debido aque los trionqulos de 10 mitad superior corresponden a eutrofia y los inferiores aoligotrofio 0 distrofio.

En esta figura se hon detallodo las subdivisiones para los casos mas comunes enlos paramos colornbionos. a modo de ejernplo. aquel triangulo cuyos vertices estonocupados por las frustulos de las diatomeas, los cooqutos de soles humicos y loslodos orqonicos respectivamente, representa sedimentos de fondo de logo defrecuencia cornun: si se oceptan Ifmites de 75%para los miembros mas puros de losvertices y s610 tres miembros intermedios, los nombres para los sedimentos serfondiotomitas, "dy" 0 doppleritas, gyttja, dygyttja, dy diotornoceo y gyttja diotornoceo.Estosnombres complejos yo han sido empleados en Kubiena (1952), para designar 10gran diversidod de materiales encontrados en el ambiente locustre.

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2.6.2 La zona litoral

Comprende desde el contacto de 10 zona f6tica con el fondo del logo, hasta elinicio de 10 formaci6n de rnonticulos de macr6fitas emergentes y enraizadas 01sedimento, 10 cuol. usualmente, incluye profundidades de agua entre 2.5 m y 30 cm(Figura 2.6). La i1uminaci6n que recibe esta zona es suficiente para 10 fotosfntesis delas plantas sumergidas, 10 cual posibilita 10 presencia de carpetas de algas y/o demusgos y de macr6fitas enraizadas sumergidas.

40an

FIGURA 2.6 Zona Litoral (toto superior) y su esquema (gr6fica inferior).

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En el caso de los humedales de oororno. estos ecosistemas podrfan serdenominados lagunas 0 lagunetas y la mayorfa de ellos son oliqotroticos adistroficos; la superficie del agua sigue siendo Iibre, debido a que las plantasenraizadas y especialmente aquellas de hojas flotantes 0 emergentes estonausentes; sin embargo, esta columna de agua libre. difiere en sus para metros ycomportamiento de los normales de la zona profunda de acuerdo con los resultadosde Donato (2001 ).

Las comunidades sumergidas discontinues. Figura 2.7, que se establecen en elfondo de esta zona Ie confieren un aspecto diferente al que se presenta en la zonaprofunda y en ella se pueden reconocer varios tipos de estructuras bioticos quecorresponden a micro-habitats bien definidos. entre los que se pueden destacar:

• Tapetes de algas de unos pocos milfmetros de altura, debilrnente adheridos alsedimento.

• Tapetes de musgos de varios centlmetros de altura y cobertura discontinue.• Montfculos de Isoetes aislados 0 formando osociocion con los musgos y algas

a modo de domos sumergidos de poca altura «20 ern) 0 formando grupos a modode una carpeta continua de varios metros cuadrados de area; las zonas entre losmonticulos eston cubiertas de algas 0 el sedimento esto desnudo.

Cada una de estos micro-habitats constituye, en si rnisrno. un micro-ecosistemadonde habitan diversos organismos como musgos ccuoticos. algas y animalesmayores como las larvas de libelulos y quironornidos.

Desde el punto de vista de los materiales que finalmente son transferidos alcornoortirniento geologico, la zona Iitoral es muy compleja debido. a que continuonoperando los procesos descritos para la zona profunda, por ejernplo. lasedimentccion del seston. pero las comunidades vegetales que enrafzan sobre elsedimento introducen una gran cantidad de procesos nuevos al sistema, algunos deellos son:

2.6.2.1 Efectos del sistema radicular

Durante la interoccion de las rafces de las rnccrofitos con el substrato, seintroducen sensibles modificaciones al volumen de sedimento que elias ocupan 0rizostero. Entre los cambios se tienen: una mayor oxiqenocion. la liberocion deexudados, la proliferocion de microorganism os. cam bios en el pH y el Eh, larernovilizocion de sustancias oroonicos y especial mente de los nutrientes y la odicionde restosmuertos de la propia roiz.

Este tenorneno constituye una perturbocion introducida por las rafces dentro deun volumen de sedimento previamente existente y se puede denominar comorizoturbocion: la magnitud del efecto depende del tipo de roiz: en el caso deisoetes. sus rafces son fibrosas y pueden penetrar unos 15 cm en el sedimento,adicionalmente, Isoetes tiene metabolismo CAM Y es capaz de utilizar el C02 delsedimento orqonico (Keeley, 1983; Madsen et a/., 2002). Las rafces muertas

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constituyen una odicion interna de materia orqonico al sedimento y suscantidadesno son despreciables; esta biomasa joven produce un rejuvenecimiento de unsedimento mas viejo 10que ocasiona problemas al interpretar las dataciones delmaterial por radiocarbono [Veose cronologia).

Entre los efectos de esta interoccion se tiene la deposilocion de placas de oxidesde hierro alrededor de las roices. la reactivaci6n de la materia orqonicopreviamente depositada con su consiguiente rejuvenecimiento isot6pico y unamayor estobilizocion del sedimento frente a losmovimientos de la columna de agua.

2.6.2.2 Las capas de detritos locales

Las comunidades vegetales residentes en el fondo del lago aportan unacantidad importante de tejidos orqonicos recien muertos y poco descompuestos(forna subocuofico. Kubiena, 1952). Gran parte de estos oportes. est6 constituidapor hojas y tallos muertos de musgos y macr6fitas acu6ticas v, constituye una capano despreciable, similar a la hojarasca de los suelos terrestres, que no existe en lasaguas profundas. Esta capa de neodetritos organic os, inicia una descomposici6nlenta subacu6tica y aporta particulas mas finas al sedimento contribuyendo a sucrecimiento desde el fonda hacia la superficie.

2.6.2.3 EIaislamiento del sedimento de la columna de agua

Aun un delgado tapete de algas es suficiente para actuar como un intermediariono pasivo entre la columna de agua y el sedimento; uno de los efectos m6sinmediatos es incrementar las transformaciones que afectan la lIuvia de particulasya que ellos est6n m6s expuestos a losorganismos descomponedores que habitan lapelfcula de algas.

La descomposicion. por organismos y la aetividad fisicoqufmica, generalmentecctuon de forma diferencial y algunos componentes de la lIuvia son eliminados demanera preferencial; de esta forma, 10 incorporocion final de las partfculas alsedimento esto retrasada temporalmente y sus componentes difieren de losoriginales. Esta pelfcula cctuo tornbien como aislando el sedimento de los chequesterrnicos y de oxigeno producidos en 10 columna de agua.

2.6.2.4 La deriva de detritos organicos

Una parte no despreciable de los macro restos y de los microf6siles que sesedimentan en la zona litorol. son aportados directamente por las comunidadesvegetales de los ambientes marginales adyacentes y en caso de existir corrientes deaguas tornbien de aquellas que habitan en la cuenca de drenaje. Estosresiduos sonlIevados hasta alii, por las corrientes de agua y por la turbulencia de la columna deagua e incluyen una amplia variedad de ellos como roices. restos de hojos. de tallos.fitoplancton, zooplaneton y otros. La presencia de macr6fitas enraizadas y las capasde "forna" hacen que conceptualmente 10 zona litoral haya sido considerada comoel inicio de los procesos edofoloqicos 0 suelos subocuoticos (Kubiena, 1952). Este

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punta de vista se empieza a aceptor modernamente como suelos sumergidos enDemas y Rabenhorst (2001). A pesor de esta aceptaci6n, los procesos depedogenesis tfpicos del ambiente subacuatico son pobremente conocidos y no seforman horizontes suficientemente espesos y distintivos como los tfpicos de los suelosterrestres.

Como ha sido descrito gran parte de 10 materia orqoruco que finalmente sereconoce como materiales fosilizados, se ha incorporado a troves de procesoscompletamente diferentes a 10 sedimentaci6n; no obstante, muchos tirnnoloqossiguen tratando estos materiales como sedimento, debido quiz6s a 10 tradici6n y aque rora vez los procesos son examinados con suficiente detalle. EI material yofosilizado tfpico de esta zona Iitoral en los lagos de los poramos es un lodo org6nicofibroso 0 gyttja fibrosa. En este ambiente se empieza a tener en forma continua 10presencia de fibras que finalmente se vuelven importantes en los ambientesmorginales.

Con el fin de representor los materiales tfpicos de los ambientes litorales ymarginales se construye el diagrama de 10 Figura 2.7, donde las fibras cumplen elmismo popel central que las diatomeas en el caso de la zona profunda de los lagos.S610 algunas conformaciones ambientales muy espedficas como litoralesconectados a desembocaduras de los rios0 erupciones volconicos. son capaces deintroducir cantidades significativas de detritos minerales a las zonas litorales; en estescasos el tetraedro con el vertice silicicl6stico es capaz de proveer los nombresadecuados para los sedimentos.

HUMINAS PEDOLITOS,.------------,..,

ZOODETRITOSRCILLAS

LODO ORGANICO FRUSTULAS

FIGURA 2.7 Diagrama composicional para 10zona litoral de los lagos y los pantanos.

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Normalmente en 10 zona litorol. las condiciones para precipitar "dy" no sonsatisfechas y su popel en el triangulo y tetraedro composicional. es sustituidoampliamente par las fibras. Losnuevos nombres aqui son turbo, gyttja fibrosa y turbodiatomacea aceptando los mismos criterios de los limites de 25 y 75%(Figura 2.7).

En otros cosos. los pantanos no eston ligados a lagos 0 lagunas y se establecenen terrenos deprimidos de poco profundidad y escasa pendiente. como las areasentre los drumlins 0 entre las colinas aborregadas de antiguas planicies glaciares.Igualmente, es frecuente hallar pantanos en sitioscon escorrentias de flujo muy lentoy de pendientes muy suaves, por ejernplo, en las partes distales de abanicoshumedos.

2.7 LOS AMBIENTES DE PANTANO

Se puede considerar como pantanos aquellos ambientes que eston ocupadospar 10vegetaci6n enraizada semisumergida y la vegetaci6n hidr6fita y/o anfibia ypar 10 tanto constituye un ecotono continuo que limita con los suelos terrestres noinundables. En muchos cosos. estos ecosistemas constituyen la etapa tardia decolmataci6n de los sistemas lacustres y son conocidos con nombres diversos entre loscuales se tienen los de pantanos, tremedales 0 turberas y constituyen el foco deatenci6n tanto de limnol6gos, como edofoloqos y botonicos (Figura 2.8).

FIGURA 2.8 Turbera de Llano Grande 2. pororno de Frontino. sitio de 10 investigaci6n.

Los pantanos lejos de ser hornoqeneos constituyen un mosaico abigarrado demicro habitats con caracteristicas geometricas diferenciales y comunidades bi6ticaspropias que, en una primera instancia, se pueden separar en dos zonas de acuerdo

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con la continuidad de su contorrnocton espacial V biotico: 1) las charcas demonticules V, 2) las turberas. Conviene destacar algunos fenornenos importantespara la estratigraffa, tanto de las charcas como de los pantanos:

2.7.1 Regimen hldrodlndmlco del agua en los pantanos

La principal variable de control de las charcas V pantanos es por supuesto 10disponibilidad de un exceso de agua de soturocion in situ durante todo el ana; 10fuente de esta agua, en ultimo coso. proviene de 10 atmosfera pero. losalmacenamientos edoficos ternporoles. 10 escorrentfa 0 las fuentes subterroneosjuegan un papel importante para 10 biota; de hecho toda 10 veqetocion hidrofito Vanfibia de los pantanos se halla adaptada a convivir con este exceso de oquo. peroeste heche. en si rnisrno. no explica porque existen distintas comunidades en un areapantanosa V, menos oun. sus preferencias relativas de posicion dentro de ella. Esteexceso de agua es mas una variable generica que sirve para separar los dominiosde veqetocion terrestre de 10 hidrofito e igualmente los suelos hfdricos de losterrestres.

La variable hfdrica que si ejerce un intenso control sobre el tipo V distribucion delas comunidades vegetales de pantano V sobre todos los demos procesos. es elregimen hfdrico expresado como 10 estratificaci6n hfdrica V su dina mica estacional.Esde tal complejidad 10 distribucion del agua en estos ecosistemas que se puedehablar de una esfrotificocion hfdrica similar a 10 que se observa en las aguassubterroneos.

La estrotlticoclon del agua de los pantanos es lateral V vertical. Desde Ingram(i978J, se ha reconocido la division vertical de una turbera en una acratelma 0 zonasuperior, aireada V hurnedo V, 10 catotelma 0 zona inferior saturada, onoxicoseparada de la primera por el nivel freotico: sin embargo, en los porornos 10evapotranspiraci6n es intensa V ejerce una gran succi6n sobre el nivel treoticocreando una zona hidratada por capilaridad hasta de 10 cm de espesor 0 franjacapilar cuyo techo irregular se denomina el frente mojado. Dentro de 10 franjacapilar el agua es movida por fuerzas de tensi6n superficial entre los solidos V losporos conectados V,por 10 tanto, tiene poco libertad de movimiento horizontal;aqurlos procesos de oxidocion V reducci6n trabajan simultoneornente debido a que losporos eston parcial mente lIenos de agua V/o aire V 10 alteraci6n de 10 materiaorqonlco es intensa Vse ocornpono de una lixiviaci6n vertical de los exudados.

Encima del frente mojado se tiene 10 lIamada zona intermedia que es hurnedopero bien aireada V los materiales eston sometidos a oxidaci6n; justo directamenteencima de esta zona se encuentran las partes terminales de las roices de las plantasterrestres que se extienden hasta 10 superficie del terreno por 10 que se sueledenominarse franja radicular.

Directamente debajo del nivel freotico. los poros eston completamente lIenos deagua, pero 10 Iibertad de flujo laminar tanto vertical como horizontal esto limitada

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por caracterfsticas del material como el contenido de matriz y el tipo de porosidad.Lateralmente, esta agua puede entrar en contacto directo con 10 lamina de agua.

De esta manera se crea una estrotificocion diferencial del agua dentro delsustrato perc. desafortunadamente, no se ha reconocido debidamente laimportancia de estas franjas hecho que hace que no se tengan aun medidas en losdiferentes porornos. Se puede sintetizar diciendo que la franja radicular comprendepropiamente el h6bitat de las roices de 10 veqetocion terrestre. el frente mojadoalberga las rolces de los plantas anfibios 0 hidrofilos y solo estos ultirncs. son capacesde prosperar por debajo del nivel freotico.

Esta distribucion del agua dentro de los pantanos produce no solo gradientes dehidrotocion horizontales y verticales diferenciales sino tornbien. hidrodinornicos ycaracterfsticas fisicoqufmicas distintos del agua dentro de cada zona,especial mente, durante las oscilaciones del periodo seco 0 humedo. En realidad,existen solo unas pocos especies adaptados a vivir en coda franja hfdrica eigualmente, la olterocion que sufren los residuosorqonicos en el interior de cada unade elias es distinta. A modo de ejernplo. las comunidades de Espeletia solo puedenalcanzar su estado maduro cuando el nivel freotico de verano desciende pordebajo de 20 cm.

Enel interior del sedimento orqonico se encuentran los reservas de agua fosil queson procticornente inrnoviles debido a que gran parte esta retenida por lasmoleculos org6nicas, los poros del sedimento y losmicroporos de los diatomeas.

En general, cualquier olterocion mas 0 menos permanente de los posicionesespocloles de estos franjos hfdricos ya sea por 10 dinornico propia del ecosistema 0por un cambio externo es equivalente 01 cruce de un umbral y dispara un cambiamuy ropido en los sucesiones vegetales.

2.8 LAS CHARCAS DE MONTICULOS

Lo mas caracterfstico de estos ambientes es una alternancia de monticulos ypozuelos de agua, que generan una discontinuidad espacial en las coberturasvegetales y en sus sustratos. Las charcas forman anillos 0 zonos de geometrfavariada alrededor del Iitora I de los lagos, pero tornbien se encuentran ocupandocompletamente depresiones de fondo plano sin la presencia actual 0 posada deaquellos. Engeneral, los charcas son ecosistemas muy heteroqeneos y bastante ricosen micro-habitats (Figura 2.9).

EIrnontlculo. es la primera oqlornerocion de veqetocion emergente y constituyeel eslobon inicial de la terrizocion marcando una frontera transicional entre loscoberturas vegetales continuos y los lagos. La torrnocion de los montfculos dependedel espesor mfnimo que alcanzo la lamina de agua durante el maximo del periodoseco ya que su tormocion solo se inicia a espesores menores de 30 cm. Bajo estascondiciones los juncos enraizados en el fondo y con sus tallos parcialmente

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arnerqidos ejercen u~ ~ontrol sobre el sistema; estas plantas pueden colonizer.crecer y finolrnente ellrninor por sombreado los monticulos de Isoetes 0 establecersedirectamente sobre el sedimento.

40 em

FIGURA 2.9 Charcas asociadas a los procesos de terrizaci6n de los sistemas lagunares delpororno de Frontino, Antioquia.

Los juncos 01 impedir 10 deriva de las natas de algas filamentosas acu6ticasflotantes y de los musgos sumergidos inician 10 estabilizaci6n de una aglomeraci6nvegetal; luego de esta inmovilizaci6n el montlculo crece tanto desde el fondo hacia10 superficie yo que las plantas tratan de alcanzar 10 luz como a 10 inversa porque los

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restos de los materiales vegetales incrementan la altura de los sedimentos. En algunmomenta de su crecimiento el montfculo emerge a la atmosfera y es colonizado porotras plantas y musgos ganando estabilidad, firmeza y diversidad. EImontfculo es. ensi rnismo. un ecosistema con numerosos organismos rnicroscopicos tanto animalescomo fotoslnteticos y allf convergen procesos edoficos y tirnneticos.

Losmontfculos inicialmente aislados y poco firmes se suelen agrupar para formarmasas continuas mas terrizadas y compactas y los pozuelos se hac en maspequenos. En un montfculo maduro se reconocen las franjas de agua ya descritasde las turberas y su interior adquiere cada vez mas independencia del agua de lospozuelos.

Los pozuelos de agua representan carredores limneticos. pero alii el agua sehace mas tranquila al estar escudada de la occion del viento; en estas condicionesse forma una carpeta de algas de fondo bastante estable y mas tarde unas natasde algas filamentosas y musgos suspendidas en la columna de agua. Debido a lapoca profundidad de estos cuerpos de agua los contrastes horarios de temperaturason muy marcados y siguen con poco retraso las oscilaciones diarias de laatmosfera.

Una variante del ambiente de las chorcos. es el establecimiento de juncalesespecialmente en bahfas someras donde se implantan masas de algas en y, entrelos tollos. ocasionando posteriormente, una desoxiqenccion del agua y, en algunoscosos. la muerte de losjuncos.

En los sedimentos de las charcas las fibras empiezan a ganar mayor importanciacucntitotivo frente a la matriz lodosa permitiendo clasificarlos como lodos fibrosos sinalcanzar la categorfa de turba. Losjuncales tienden a tener la matriz negra cuandose alcanza la anoxia en el fonda perc los materiales tlpicos de cada microhabitatsolo son separables por anal isispetroqrofico del sedimento.

Debido a que en los pozuelos las tasas de ccumulocion son mas lentas que en losrnonticulos. las cantidades de tiempo par unidad de sedimento son muy diferentes yesto produce una oscilocion dentada en las dataciones de estos materiales comose ha ya documentado en el nucleo Llano Grande 2. Esteefecto v, otros similares, haside mencionado para ambientes similares en otras latitudes (Fisher,2001).

2.9 LOS PANTANOS

A diferencia de las chorcos. los habitats de pantano tienen continuidad espacialtanto en la cobertura vegetal como en los sustratos y pocos aut ores disputan elhecho de tratar a estos ambientes dentro del ambito de las ciencias edoficos: estaidea es reforzada par el hecho de que gran parte de la masa vegetal es oereo.dando al paisaje un aspecto terrestre a pesar de que realmente la veoetoclon eshidrofito 0 anfibia (Figura 2.10). La pedologia rnoderno. discute como considerar elcaso de los cuerpos someros de agua donde la distincion entre sedimento y suelo no

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es sencilla; recientemente, la presencia de macr6fitas enraizadas en el sedimentolacustre, se ha propuesto como el inicio de los procesos pedoqeneticos (Demas yRabenhorst, 2001).

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FIGURA 2.10 Zona de pantanos en el pororno de Frontino recubierta par vegetaci6nhidr6fila.

En las latitudes templadas a estos ambientes se les canace can el nombre deturberas debido a que son dominados par sustrotos de turbo; en el caso de los

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paramos, los materiales del sustrato aunque son suelos orqonicos no se puedencalificar de turbas yo que allf las masas de fibras son mas una excepcion que 10regia. Por esta rczon. parece preferible aplicarles el nombre de pantanos como sonconocidos por los habitantes de estos lugares.

Las comunidades vegetales de los pantanos conforman parches a escala dedecenas de metros cuadrados con hobitos homoqeneos e incluso colonias decontornos muy variados; entre estas coberturas continuos se tienen tapetes demusgo, prados mojados, los pastizales hurnedos y los cojines. Debido a la granvariedad de veqetocion hidrofilo y anfibia que olli se estoblece. los botonicos hanrealizado un trabajo exhaustivo en todas las cordilleras de Colombia, incluyendo LaSierra Nevada de Santa Marta, para caracterizar a nivel toxonornico y decomunidades esta biota [Veose una sfntesisen Rangel, 2000).

Estudios estrotiqroficos y de los componentes obioticos de los pantanosparamunos son poco conocidos y solo se hallan en 10 literatura menciones muycortas sobre el substrato dentro de las descripciones de las asociaciones de laveqetocion hidrofito (Cleef, 1981;Sanchez 1988);al respecto se sabe que alii existeuna elevada ocidez. carencia de nutrientes y de bases, oireocion pobre ytemperaturas bajas. Queda por investigar 10 sucesion entre las diferentescomunidades de los pantanos y la relocion que elias tienen con los substratos.

EI nivel treotico y el frente mojado (Figura 2.12), son las variables de control deestos ecosistemas y constituyen fronteras Ifquidas de gran importancia para la biotay los procesos tanto por su dina mica oscilante durante 10 estacionalidad pluvialc.omo por el nivel minima que alcaman durante el periodo seeo.

2.9.1 Losprocesos actuates en los pantanos

Para los edotoloqos. en los pantanos se forman suelos muy particulares quepertenecen 01 orden de los Histosoles,los cuales han sido objeto de estudio durante10 eloborccion de los mapas de suelos par personal del IGAC (2000); de los diversosestudios realizados en los Histosoles paramunos se sabe que estos suelos son muyacid os. deficientes en bases, altos en nitroqeno y con f6sforo variable; igualmente,su densidad aparente esta alrededor de 0.1 g/cm3 y poseen cantidades elevadasde agua con conductividades altos.

Lossuelos orqonicos de los porornos cubren un espectro am plio que abarca a lossuelos sumergidos, semiterrestres y terrestres pero el mayor interes reside en dosprocesos ontoqonicos que son la ccurnolccion de los restos vegetales y 10numificocion.

2.9.2 La neo-acumulaci6n de restos vegetates

Si se aceptan a las mocrofitos ocuoticos y serniocuoticos enraizadas como elinicio de los procesos edoficos (Demas y Rabenhorst, 2001), entonces, 10 presenciade restos de roices activas 0 juveniles en el sedimento es un indicio de su existencia;

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sin embargo, la occion de la pedogenesis en los pantanos rara vez produce eldesarrollo de horizontes tan caracterfsticos como aquellos de los suelos terrestres. Apesar de una densa cobertura vegetal de los pantanos paramunos los macro restosvegetales no son tan abundantes en el sedimento como seria de esperorse. 10 cual,tiene su explicocion en la existencia de una hurnificocion intensa.

Un aspecto aun mas sorprendente es que las masas de macro restos a modo decapas de turbas son muy escasas 10 cual se debe a que su tormocion requiere deuna condicion especial: mantener por un tiempo pro/ongado el nivel iteoticorasante con la superficie del pantano. Estacondicion es un equilibrio precario y solose logra actualmente durante un tiempo corto de la estaci6n lIuviosa. Por ejemplo,los tapetes de musgos acumulan turbas siempre y cuando en el periodo seco, eltapete descienda de nivel en forma sincronico con el nivel freotico. perc cuando lamasa acumulada ya no permite este descenso acoplado, entonces los tejidos sonropidomente humificados en la franja capilar hasta un lodo orqoriico.

2.9.3 La humificacion

La descomposicion de los tejidos vegetales es el proceso dominante en losporornos y su producto es una matriz orqonico de tornono muy fino que casi siemprees cuantitativamente dominante. Aun en condiciones terrestres la descornposicionde la necromasa en el piso humedo es ropido e incorpora a los suelos una grancantidad de materia orqonico degradada que les confiere su color negro y sutextura fina.

En el caso de los pantanos, los tejidos orqorucos sufren una deqrodoclonporticulorrnente intensa en la zona ocupada por el nivel freotico donde solo logransobrevivir unos pocos de los mas resistentes.AI hacer un agujero en un pantano en elperiodo seco. esta zona se reconoce tocilmente no solo por la presencia del aguaIibre de color muy oscuro debido a una concentrocion muy elevada de lixiviadosorqonicos sino tornbien. por una intensa reduccion del tornono medio de los s61idosy del volumen del suelo y en algunas circunstancias con presencia de cornoros consolo aire. Esen esta zona donde verdaderamente se forma el sedimento que serafosilizado, pero se desconoce el efecto que esto tiene sobre los rnicrotosiles.

La oscilocion del nivel freotico entre el periodo lIuvioso y el seco equivale asometer a los materiales a un cicio de lavado que remueve una gran contidad desustancias hidrosolubles. parte de las cuales va a parar por flujo laminar a los cuerposde agua dondoles su tfpica coloracion parda. De esta manera se completa elcuadro genetico de dos importantes agentes en los porornos: l)la materia orqonicodisuelta y, 2) la matriz orqonico.

2.10 OTRAS CONSIDERACIONES

EImodelo de facies ya descrito tornbien proporciona una guia objetiva para elmapeo consistente de los humedales basada en propiedades observables en el

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Anti/isis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Prontmo, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto PalTa S.

campo; 10separaci6n entre loqo. charca y pantano proporciona un primer nivel deseparaci6n a escalas moderadas; las agrupaciones de plantas por su habito podriaser empleada como una segunda linea de separaci6n yaqui terrninos comomusgaL prados y pastizales mojados etc.. producirfan una separaci6n mas fina. Porultimo, la composici6n botonico de las comunidades podria refinar a un tercer nivelel mapeo a escala de pocos metros.

otro aspecto bastante notable de los lagos y humedales paramunos consedimentos orqonicos es 10 tendencia a producir materiales muy contrastados yasea mineral u orqonico pero no mezclas equilibradas de estos materiales que sonpoco comunes. Aun en los propios sedimentos orqonicos solo son comunes doscomponentes y, es rara la presencia equilibrada de un tercero que suelen ser lasdiatomeas, con 10 cual se confirma el corocter muy contrastado de lasedimentaci6n. Esta ooservocion esta confirmando que los humeda/es poramunosson ombientes extremos no s6/0 clim6ticomente sino tambien en su sedimentologfa.

Como es usual en los ambientes extremes. existen umbrales entre estados masestables que octuon como un mecanisme de conrnutccion que se puede activarcon 0 sin la presencia de un impulsante externo. Por ejernplo. basta que la laminade agua se reduzca por debajo de 30 cm de profundidad para que los juncoscolonicen ropidcmente el sedimento de tendo. 10 cual se puede producir por uncalentamiento (impulsante externo) 0 por crecimiento natural del sedimento(impulsante interno). Los cambios estrotiqroficos netos obedecen a estosmecanismos. Estoes una alerta acerca de como interpretar un cambio detectableen el sedimento ya que no siempre obedecen a cambios externos en estosecosistemas. EIsedimento es un resultado de la dlnomico de un sistema complejodonde participan diferentes agentes y fuerzas con signos distintos. Identificar yponderar el efecto de cada uno de ellos en el sedimento es el objetivo central; enciertos casos un agente participa en mas de un proceso. y solo algunos de ellosdejan alguna huella persistente en el sedimento, otros eston enmascarados.

Dadas unas condiciones de habitat cada especie se va estableciendo allf deacuerdo con su capacidad de respuesto. adaptabilidad 0 fisiologfa, perc aunespecies aptas para ocupar un nicho ambiental pueden no estar ollf por lacompetencia de otras 0 por condiciones obioticos no plena mente satisfechas. Si eltiempo de lIegada de cada especie a un sitioes corto. esta aparente simultaneidadse puede confundir con una respuesta coordinada 0 de comunidad. Un efectosimilar, pero de desaparici6n, se puede producir cuando varias especies son muysensibles a una perturbocion. En el estado actual de resolucion de los estudiospaleoecologicos y del conocimiento que se tiene de las interacciones y respuestasindividuales de las especies paramunas frente a los eventos de colonizaci6n 0perturbocion. no es posible separar los casos de respuesta individualista, pseudo-comunitaria 0 comunitaria verdadera.

Existen numerosos trabajos respecto a las especies y comunidades vegetalespresentes en los porornos incluyendo descripciones respecto a la posicion que eliasocupan dentro de un humedal paramuno (Cleef, 1981; Rangel, 2000; Monsalve,

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Analisis facial de alta resoludon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

2004; Vareschi, 1970); AI respecto (Cleef, 1981) aporta numerosas observacionessobre las condiciones de los substratos tipicos donde eston enraizadas lasasociaciones, especialmente para aquellos lagos donde la arcilla es uncomponente importante hasta mayoritario.

2.11 BIBLIOGRAFIA

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Ana/isis {ada/ de alta resouoon de sedimentos de/ Ho/oceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

CAPITULO 3.CRONOLOGIA E ISOTOPIA ()13C

Hoy en die. el empleo de los distintos isotopos del Carbono, 12C, 13CY 14C,estoayudando a dilucidar una gran variedad de tenornenos: el uso mas tradicional y aveces el unico fin, es asignarle una edad a un segmento de la columna estrofiqrofico 0

a una muestra en particular; sin embargo, la reporticlon isotopico del Carbono estoble.expresada como la relocion 613C,esta permitiendo conocer mejor la dinornico de esteelemento en la naturaleza.

EI objetivo de poder asignar una edad a cada punto de una perforccion es crearun eje de referencia vertical en terminos de tiempo; esta es la forma tradicional dereferir y registrar los eventos deducibles de algun componente del sedimento,especial mente con fines de correlocion. No obstante, existen otros modosestrotiqroficos igualmente validos de expresar los mismos eventos. por ejemplo,respecto a la profundidad 0 con distancias respecto a los Ifmites de estratos notorios enel nucleo.

Establecer un marco cronoloqico para un nucleo es una tarea de la mayorimportancia ya que el tiempo interviene en una gran cantidad de para metros de unainvestiqocion paleoecologica; entre los mas relevantes se tienen el establecimiento delas fechas de presencia 0 de durocion de los eventos antiguos y el colculo de las tasasde cambio 0 de deoositocion. En particular, cuando se trata de lograr altasresoluciones 0 aplicar tecnicos avanzadas a los datos como el onollsis espectral, laosiqnocion de edades es decisiva.

En este trabajo se intenta emplear las diversas formas del Carbono, mas paraindagar acerca de los procesos que se estcn presentando en el ecosistema paramuno,que para la osiqnccion de fechas; cccion que demanda un conocimiento mas precisode los tenornenos que afectan a los isotopes del Carbono y de los supuestos de losmetodos.

3.1 LA TECNICA DEL RADIOCARBONO

Los usos del radiocarbono se basan en procesos naturales ligados a este elementotales como la procuccion del Carbono radiactivo, el fraccionamiento isotopico y eldecaimiento radiactivo.

EI 14Cradiactivo es producido en la alta atmosfera por una interoccion entre losrayos cosrnicos y el 14N; este 14C, en forma de C02 radiactivo. es redistribuido ymezclado con el C02 normal casi inmediatamente por toda la atmosfera y de estaforma entra a formar parte del ciclo de Carbono terrestre. Sin embargo, la tasa deproduccion del 14C no es constante a troves del tiempo ya que algunos factoresafectan directamente su valor como son el flujo de los rayos cosmicos. la intensidad del

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campo qeornoqnetico. la actividad solar y como recientemente se ha documentadopor las explosiones ctornicos. A pesar de que solo existe un otorno de 14Cpor cada1,000,000,000,000 de otornos de 12C, su tasa de desinteqrccion radiactiva es unaconstante de amplio uso para la geocronologfa.

La relocion 14C/12C,como porornetro fundamental, no es ni constante ni estotico ypar el contrario siempre trata de lIegar a un equilibrio dinornico entre los distintosreservorios que emplean el elemento Carbono en sus procesos internos. Estosreservarios mayares, desde el punto de vista de las cantidades de Carbono quecontienen, son la atmosfera, los oceonos y la biosfera.

En el transcurso del tiempo geologico, algunos tenornenos. como los cambiosclimatic os. alteran las cantidades de Carbono almacenadas 0 liberadas de losreservorios mayares, haciendo que en conjunto la relocion 14C/12Ccambie tornbien atroves de los tiempos.

Las interacciones 14C/12Centre 10 atmosfera, la biosfera y los sedimentos orqcnicosno son sencillas y se tratan bajo el concepto de fraccionamiento isotopico. En el casode organismos en contacto directo con la atmosfera, el intercambio de isotopes esropido. pero los diferentes isotopes de carbono son asimilados en forma diferencial deacuerdo con el mecanisme de osimilccion de Dioxide de Carbono del taxon.

Aquellos organismos que viven en contacto simultaneo con un cuerpo de agua ycon 10 atmosfera derivan su Carbono de ambos reservorios y sus interaccionesisotopicos son mas complejas; igualmente el Carbono de los seres inmersoscompletamente en el agua esto en equilibrio con el Carbono disuelto en ella y no conel de la atmosfera.

Cuando los sedimentos y la biota han estado en contacto durante tiempos largoscon aguas calc areas 0 muy cargadas de sustancias humicos. se produce untenorneno conocido como "edad del reservorio", estes aguas eston empobrecidas enCarbono radiactivo, proouciendose un envejecimiento del sedimento que suele serdesde varios centenares hasta unos pocos milenios de enos BP

La dctccion par radiocarbono descanso en un modele conceptual con dospremisas bosicos:

1. EI material a datar ha derivado su Carbono de un ente que ha mantenido unintercambio cinornico de su Carbono interno con el C02 de 10 atmosfera; durante estainteroccion se ha alcanzado una osimilocion equilibrada del Carbono radiactivo.

2. Luego de 10 muerte y fosilizocion el material a datar, este ha permanecidoexento de perturbocion. A partir de este momenta el 14Cradiactivo inicia su cicionormal de decaimiento exponencial.

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Analisis facial de alta resouoon de sedimentos del Holoceno Tard/o en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis NortJerto Parra S.

Estasdos premisas son satisfechas estrechamente por muy pocos materiales entrelos que se destacan los troncos de las plantas terrestres;la oplicocion mas importantede este hecho es el reconocimiento de las variaciones fosilesde la relocion 14C/12Capartir de estudios combinados de dendrocronologfa y dotocion por radiocarbono 10que ha permitido el establecimiento de la curva INTCAL98(Stuiveret 01., 1998).

3.2 RELACION AMBIENTE DE DEPOSITACION Y EDADES 14C

En 10 gran mayorfa de materiales susceptibles de dotocion por el rnetodo deradiocarbono, los supuestos bosicos ya descritos no se cumplen estrictamente y enmuchos casos se requieren consideraciones y correcciones especfficas; a modo deejernplo. el Carbono del fitoplancton esto en equilibrio con el C02 del agua y no con elde la atmosfera.

La primera y mas significativa consecuencia de esto. es que la interpretacion de lasedades mencionadas por el laboratorio debe descansar sobre un conocimientodetallado de los procesos que Ie suceden al Carbono en coda ambiente de deposito.Espor esto que 10 seleccion de las muestrasa datar y la interpretacion de las edadesregistradasno son posiblessinun adecuado conocimiento estrotiqrofico del sedimento.

Igualmente, cada ambiente de deposito tiene su propio ritmo de ocumulocion. 10cual se materializa como una coleccion ordenada de materiales afines y por 10 tantosolo capas que pertenecen a una misma facie poseen similarestasas de depositociony 10 interpolocion de edades a troves de estosIimitesfaciales puede conducir a erroresde interpretacion temporal.

Otra considerocion estrotlqroflco critica para asignar un buen marco de tiempo auna pertorocion. es establecer la continuidad del registro sedimentario y la ausenciade tenomencs de olterocion posterioresa la sedimentocion de los materiales ya queusualmente el registrosuele tener hiatos, condensaciones y fen6menos pulsantesy por10 tanto la ocumulocion esto lejosde sermonotone 0 constante (Schlageret 01., 1998).

Fenomenos como los hiatos y las discordancias afectan la continuidad del registroestrotiqrofico. perc su reconocimiento en losmateriales sedimentarios de los poromoses diffciL aunque usualmente se manifiestan claramente por la presencia de saltosbruscos en las graficas de edad contra profundidad. Algunos nucleos ya publicadosexhiben c1aramente estoscomportamientos (Van't veer et 01.,2000).

Los sedimentos depositados en ambientes de aguas hurnicos profundos. estonafectados por el efecto del reservorio,10 cual hace que las edades 14Cmencionadassean mas antiguas, hasta en pocos milenios,que la edad verdadera. Enel caso de lasfacies litoralesde los lagos, 10 dotocion de lossedimentos esto afectada no solo por loscontenidos de Carbono viejo de la lamina de agua sino tornbien por los efectos de larizoturbocion y las adiciones de restos radfculares introducidos por las rnccrofitosenraizadas en el fondo.

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EIsedimento total, que usualmente es una mezcla de materia orqonico ccuofico yterrestre. de diversas fuentes, produce edades mas antiguas que un trozo de vegetalterrestre extrafdo del mismo nivel.

Las plantas de las turberas eston en contacto directo con la atmosfera y por 10tanto cumplen uno de los supuestos de la dotocion. pero el Carbono adicionado alecosistema sufre diversos procesos posteriores. de tal manera que los diversoscomponentes orqonicos de la turba pueden producir edades diferentes; por ejemplo,si de un mismo nivel en una turbera se extraen para ootocion los pequenos trozos devegetales 0 de carbon vegetal, la matriz orqonico y los extractos hurnicos. las edadesde estos difieren incluso en centenares de enos.

Los tenornenos edoficos fosiles constituyen una caso oun mas diffcil de datar eincluso de detectar en los sedimentos y solo una cuidadosa lnspeccion de los nucleosrevela las caracterfsticas propias de los horizontes edoficos 0 de los efectospedoqeneticos que afectan notablemente el posible significado de las edades (veoseel capitulo sobre pedoestratigraffa).

Otra considerocion bosico es acerca de las relaciones que se establecen entre lasuperficie de ocurnulocion final de los sedimentos, la superficie isocrono y la superficielimite del estrato que distan mucho de ser sencillas; en una caso ideal, las tressuperficies coinciden como sucede en las varvas, pero esto es mas bien unaexcepcion. En el caso de los humedales paramunos las tres superficies nonecesariamente coinciden, como sucede en las charcas con montfculos, 10 cualcomplica la interpretacion de las edades.

3.3 DATACIONES EN LOS PARAMOS

Desde que se publicaron los primeros estudios paleoecologicos en las tierras altasde Colombia por encima de los 2500 m (Van der Hammen y Gonzalez, 1963)bcscndose en el registro sedimentario de lagos y lagunas y posteriormente en algunossuelos. se han sometido a dotocion por radiocarbono no menos de 230 muestrasdistribuidas en cerca de 84 perforaciones.

Hoy en dio. el nucleo de sedimentos mejor datado en Colombia es la laguna LaMargarita, en los Llanos Orientales (Wille et al., 2003), con 42 dataciones AMS repartidasen 10m de columna y realizadas tanto sobre sedimento total (11) como en macrorestos (31). Diversos tipos de materiales han side seleccionados para dotocion. entreellos carbon vegetal, arcillas orqonicos. gyttjas, turbos. suelos y lodos orqonicos. Estadiversidad de materiales, el bajo promedio de tres dataciones por perfil y sobre todo eldesconocimiento que se tiene de los procesos de fraccionamiento del carbona entrelos diversos tipos de materiales tropicales, ha hecho que las correlaciones temporalesde los eventos solo sean aceptables en terminos de varios centenares de enos. A estose suma el hecho de que se han empleado tanto tecnicos de dotocionconvencionales como AMS y que han side realizadas por diversos laboratorios. Las

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dataciones han side realizadas preferentemente sobre sedimento total, perc en Wille(2003), se han obtenido edades de las distintas fracciones de los sedimentos.

Por estos factores, obtener una base de tiempo exacta y confiable no es una tareatocil. especial mente en los paramos donde no se han detectado sedimentos conlaminaci6n anual ni se tienen estudios de dendrocronologia que permitan estableceruna cronologia independiente 0 una correlaci6n con las fechas obtenidas porradiocarbono. La tefrocronologia ofrece una opci6n en esta direcci6n perc se requierecompletar el estudio de las tefras marcadoras y su edad. Por ahora 10 mejor que sepuede hacer es incrementar el nurnero de dataciones por 14C y ser muy cuidadososcon los multiples aspectos que intervienen en su confiabilidad.

3.4 LOS DATOS DE RADIOCARBONO DE LLANO GRANDE 2

Un total de 33 muestras fueron seleccionadas a 10 largo de los 12,5 m del nucleoprincipal de Llano Grande 2, y enviadas para dataci6n por el rnetodo de radiocarbonoa la Universidad Silesiana en Polonia; desde su extracci6n hasta su envi6 pasaronmenos de tres meses tiempo durante el cual fueron preservadas a 4°C en el laboratorioantes de su secado a 40°C. De cada muestra fueron excluidos los fragmentos grandesde restos orqonicos y por 10 tanto todas elias corresponden a lodos orqcnicos: en totalse realizaron siete dataciones por el rnetodo AMS y 26 por conteo estondcr.

Debido a Iimitaciones con la cantidad de muestra disponible. cuatro datacionesfueron tomadas de un nucleo auxiliar ubicado a solo un metro de distancia delprincipal, el cual fue extraido para realizar algunos mediciones geoquimicas. En estenucleo se realizaron dos dataciones convencionales y dos AMS. Las dataciones fueronplaneadas para fechar con menores incertidumbres (menos de 100 ones) la partesuperior del nucleo principal y por 10 tanto en los primeros 300 cm se tienen 14dataciones y alii se concentran siete de las realizadas por el rnetodo AMS, dando unadensidad de una muestra datada por coda 20 cm de profundidad. Entre 300 y 1250cm se repartieron las otras 19 dataciones realizadas por el rnetcdo convencional, parauna densidad de una muestra cada 50 cm 10 cual se considera bastante adecuado ylas desviaciones estcndor son menores de 250 enos 14C BP (Vease, Tabla 3.1).

TABLA 3.1 Dataciones reolizodas en el nucleo parolelo.

Profundldad Edad Oesvlaelon Peso Profundldad Profundidad Longitud 613CMedia (em) [anos 14(: BPI estandar Codlgo seeo (a) teeho (em) base (em) (em) [%0, POB]

31.5 770 80 L1-G 27-36 4 27 36 9 -25

44.5 1295 75 L1-G 40-49 3.8 40 49 9 -25.07

59.5 1280 30 L1-G58-61 1.3 58 61 3 -25*

96 2370 35 L1-G94-98 1.82 94 98 4 -25'. "Notos: los valares en negnlla Indican meolcion par eI metodo AMS'. Estees el volar de referencio (-25par mil) para loscalculas de edod .

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La Figura 3.1, contiene los datos basic os de las muestras enviadas al laboratoriocomo la longitud del segmento y su peso seco, asf como las edades y la relocion 613Cmedidos por el laboratorio. Con la excepcion de dos muestras las edades reportadasexhiben una tendencia general a crecer con la profundidad y la ausencia de soltosmuy bruscos. 10 cual es sfntoma de una buena calidad de la informacion. Debido a lastecnicos de conteo estondor empleadas en el laboratorio (Anna Pazdur encornunicocion escrita), normalmente se recomienda enviar entre 4 y 5 9 de sedimentomuy orqonico seco. En el nucleo Llano Grande 2, las desviaciones est6ndares tienden aaumentar suavemente con la edad del sedimento perc cantidades menores de 3 9producen desviaciones estondores mas altas; este para metro para las dataciones AMSes del orden de 35 enos 14C BP e igualmente las dataciones convencionales concantidades grandes de muestra exhiben desviaciones relativas pequenos. la mayorfade elias por debajo de 250 enos radiocarbono y en unas cuantas son menores de 100.Por el contrario se presentan valores por encima de 250 enos radiocarbono para lasmuestras de la base de la pertorocion que eston afectadas por pedogenesis.

La muestra L1-G476-485 es daramente onornolo con una desviocion de 530 enosradiocarbono debido a la baja cantidad de muestra enviada allaboratorio, solo 2.6 9v, por ello se ha exduido de todo procesamiento posterior. Igual decision se ha tomadocon la muestra L1-G 40-49, cuya desviccion estondor es enorrne. 150 enosradiocarbono, en relocion con el valor central de solo 50 enos.

Sin embargo, una observccion mas cuidadosa permite detectar algunos otros datosonomolos como las dataciones ubicadas entre los intervalos L1-G910-919 em, L1-G1240-1249 em v, L1-G1121-1130 em que se alejan c1aramente de la tendencia generalde edades. Estosaspectos no son atribuibles a errores de rnonipulocion de las muestraso del rnetodo de medicion. de acuerdo con los reportes del laboratorio y su utilidad 0descarte se debe deducir de aspectos geologicos 0 de muestreo.

La muestra L1-G910-919 em, es cnornolo debido. al menos parcialmente, a la pocacantidad de muestra seca enviada allaboratorio, 2.6 9 y, tornbien a un error cometidopor la suspension del proceso de pertorccion durante 12 heros. tiempo durante el cualse produjo el ingreso de agua con sustancias humicos al agujero y contcminocion porsedimentos cafdos desde las paredes del pozo. 10 cual produjo una expansion porrehidrctocion del nucleo y una contominocion de la muestra con carbona joven. Seexcluyo de todo procesamiento posterior.

La muestra L1-G1240-1249 em, no solo esto afectada por la baja cantidad enviadaallaboratorio 2.9 g, sino que junto con otras muestras de la base de la pertorocion. seeston afectadas por un fuerte proceso de pedogenesis posterior a su torrnoclon. 10 queha disminuido sus edades verdaderas (vecse. pedogenesis). Dos muestras dediatomitas (L1-G625-634 Y L1-G666-675) exhiben un rejuvenecimiento, 10 que demuestraque las edades radiocarbono son sensibles al tipo de sedimento y al origen de lamateria orqcnico: en este caso se requiere una correccion por 613C, no realizada paraesta investiqocion.

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. FIGURA 3.1 Datos base de las dataciones (Iongitud del segmento y su peso seco, edadesy la relaci6n delta 13C medidas par ellaboratorio) versus la profundidad.

3.5 MODELAMIENTO DE LAS DATACIONES

Las dataciones, tal como son registradas por el laboratorio, tienen en si mismassolo un valor relativo ya que usualmente se tiene la necesidad de crear una escalacontinua de tiempo para toda la columna estrofiqrofico 0 asignarle una edad a unpunto distinto del datado a 10 largo del nucleo: esta tarea aunque puede ser hechaen forma coprichoso. es mejor realizarla con una base mcternctico para 10 cual sedispone de diversas tecniccs y desde luego de una evaluaci6n de los resultados decada una de elias contra otras evidencias 0 tecnicos disponibles de asignaci6n deedades.

La primera observaci6n acerca de c6mo procesar las dataciones es observar latendencia que siguen los datos crudos y el grade de dispersi6n entre vecinos; deesta forma podemos seleccionar cual tipo de colculo de interpolaci6n, basado enregresiones, producirfa la curva de mejor ajuste para los datos. Debido aimprecisiones propias del metodo de radiocarbono, una fecha medida esimprobable que sean la edad verdadera del sedimento y ninqun modelo doro el

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Analisis facial de alta resouaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberto Parra S.

mejor ajuste a 10 realidad (Telford et 0/., 2004). Debe tenerse siempre en cuenta queel modelo rnoternotlco obtenido no es unico y que en el mejor de los casos solo es elde mejor ajuste.

otros rnetodos. que emplean un ajuste visual de curvas 0 con algoritmos deajuste optimo de curves. por ejemplo 10 estrategia de "wiggle matching" propuestapor van Geel y Mook, (1989), se pueden emplear cuando los materiales datadoscumplen muy de cerca los supuestos del modele geocronologico y odernos sedispone de una alta densidad de elias; en 10 rnoyorio de los cosos. dificultades deorden econornico hacen poco practico este metodo. pero en algunos problemas sejustifica plenamente. En estos cosos. 10 usual es tratar de ajustar 10 curva de losdatos, normalmente obtenidos por AMS sobre mocro-restos. a 10 curva INTCAL98(Speranza et 01., 2000).

Como se rnenciono anteriormente cualquier reconstruccion de edades requierede una inspeccion cuidadosa de los datos y de una seleccion de muestras a incluiren los modelos yo que no todas las dataciones tienen igual significado; en algunoscosos. una cuidadosa votorocion de 10 desviocion estondor de 10 dotocion respecto01 valor central yolo cantidad de muestra enviada sirve para descartar datos; loserrores cometidos durante el proceso de perforccion pueden servir para el mismo fino 10 presencia de valores extremes 0 extremos respecto a sus vecinos inmediatos. Ennuestro coso, se han excluido cinco radiodataciones y otras dos del techocalificadas como "modernas".

La busquedo de rnetodos alternos 01 radiocarbono para obtener 10 edad delsedimento 0 para confirmar sus resultados, tienen su fundamento en olquntenomeno natural del ecosistema cuyos restos se han aportado 01 sedimento a unatasa constante; 10 busqueco de tal posibilidad es antigua (Gilbert, 1900) pero IIegahasta nuestros dfas (Middeldorp, 1982). Hoy en die 10 usual es obtener otras variablesque involucran 01 tiempo rodiocorbono. como las tasos de sedimentocion 0 las deflujo 0 concentrccion de algun rnicrofosil y por 10 tanto estas ultimos no son utilespara verificar 10 cronologia.

La Figura 3.2, excluyendo siete datos debido a las razones yo explicadas, permiteobservar 10 ausencia de soltos muy bruscos en las Iechos. 10 cual confirma 10ausencia de hiatos importantes durante 10 depositocion de los sedimentos y par 10

tanto se puede afirmar que 10 turbera de Llano Grande 2, contiene uno de losregistros mas completos del tardiglacial y Holoceno de Colombia yo que 10 edadestimada del fonda es de unos 14000onos 14CBP.

Aun excluyendo los datos onornolos. 10 qrofico exhibe algunos particularidadesinteresantes;

• Los datos en su conjunto exhiben una curva suave con 10 concavidad haciael eje de 10 profundidad similar a 10 encontrado en otros sitios del mundo perc congrandes cambios de edad 01 inicio de 10 pertorccion. 10 que sugiere que 10obtencion de edades entre puntos datados se debe realizar con una curva de

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Analisis facial de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

pendiente variable y no con una recta. Losdatos del nucleo LasMargaritas tornbienindican que la curva para segmentos de nueve centfmetros de longitud, como losenviados al laboratorio en este coso. no son arcos simples y mucho menos rectos.Figura 3.7.

Profundidad en cm.o g8 ~ 8 g

• Durante los primeros 300 ern. los datos son densos. presentan poca dispersionentre vecinos y siguen una curva suave de poca curvatura.

8 gen en

• Desde 300 hasta 750 ern. las edades oscilan fuertemente entre sfy generan unpatron dentado sistematico.

o iilo

1000

2000

3000

4000

Q.. 5000CD"it 6000......U 7000

Ul 80000Ie<{ 9000

10000

11000

12000

13000

14000

130

=Zl

did"00 -I>- dl sv acipn=

A]us e ~oiiilen ial oe ade 3-e--2880 gr~ 36

"'" - "eo !o=. 5000 5760="-i :::£

I 6220 , 726053"0 I6920 = eoec

I~--.-"'.,

:I= I l:9850 9660 7.10150

I 11570

-= IT12020

12760

- -'-. -'--

• Tres dataciones ubicadas entre 750 y 950 cm presentan entre sf pocavoriccion. a modo de una meseta y, por ultimo, hacia el fondo de la pertorccion. sepresenta nuevamente un patron casi lineal.

Dataciones del nucleo principal de LLanogrande 2

Las dataciones de los primeros 20 cm del nucleo Llano Grande 2, exhiben uncomportamiento fuertemente oscilante debido a la mezcla de Carbono modernoactivo con restos orqonicos mas antiguos que evidencian la presencia de unaacrotelma y una pedogenesis activa en la turbera hasta esta profundidad.

FIGURA 3.2 Diagrama de edades contra la profundidad.

Aunque en principio parece muy loqico realizar los colculos de edadcombinando en una base unico las 26 dataciones consideradas validas pararnodelocion del nucleo principal y las cuatro adicionales del nucleo auxiliar, estaoproxirnocion tiene algunos problemas, siendo el principal de ellos. el que las Ifneas

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Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesls Ph D. Luis Norberto Parra S.

de tiempo no son estrictamente horizontales en las facies de pantano y por 10 tantouna nornoloqocion basada solo en la profundidad no es muy segura.

Debido a estas caracterfsticas y teniendo en cuenta consideracionesestrotiqroficos. se ha decidido estudiar el comportamiento de varios modelos deajuste empleando solo los datos valid os del nucleo principal y conservar las cuatrodataciones del auxiliar solo para propositos de confirrnccion del modelo.

3.6 MODELOS DE EDAD

Debido a las dificultades econornlcos de obtener una medida de 10 edad paratodo punto de una perforaci on, se hace necesario asignar a los puntos intermediosno directamente dotodos. una edad por medio de alguna tecnico de interpotocion:aun las tecnicos mas sencillas para asignar edades, como datar los puntos extremosde una misma litologfa 0 de una zona donde una concentrocion de rnlcrotosilespermanece monotone. implican asumir un modele 0 sea una tasa Iinealmenteconstante de ocurnulocion. Existen modelos de interpolocion rnrrtemoticornentemas complejos para una nube de puntos. cada uno de los cuales tiene suslimitaciones y especificidades, como los exponenciales, cuodroticos. polinomiales degrade n y el modele spline.

3.6.1 EIModelo spline

EImodele spline cubico tiene la ventaja de hacer pasar una curva muy suave deajuste entre coda dos puntos, 10 cual es ventajoso cuando estos son muy afines y susdesviaciones estcndores son muy pequerios: de esta manera 10 curva pasa :Jexactamente por los puntos de dotccion suponiendo una gradualidad muy simpleentre ellos y no se crea una estructura adicional como sucede con otros metodos.Los primeros 300 cm de 10 perforaci on parecen adecuados para chequear estemodelo.

En el segmento de los primeros 300 cm y luego de excluir adicionalmente 10dotocion correspondiente a 20 ern. que esta sufriendo pedogenesis activo yproduce bucles muy cerrados en la parte superior, nos permite asegurar que elmodele de reoresion spline cubico produce un buen ajuste suavizado para estosdatos. Sin embargo, si se compara el modele spline con un polinomial de grade tres(en punteado en 10 Figura 3.3), Ifnea continua de 10 grafica, se puede observar queaquel corresponde a un estiramiento suave y homoqeneo de todos los datos y por 10tanto ignora los efectos de sensibilidad local del spline.

Para el nucleo complete. el modele spline resulta aun mas inapropiado yo quecon los datos de 10 parte media y final se producen curvas con saltos bruscos dependientes.

otra manera de juzgar cual modele de edad es el mas adecuado es a troves de10 cornporocion y el ajuste de curvas; para tal proposito tradicionalmente se acepta

-•

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.p------~-~-~~-~--Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.

Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

como curva patron 10 INTCAL98Y respecto a ella se observan los datos originadospor el laboratorio. Esta oproxirnocion puede ser visual 0 por medio de 10 tecnicoconocida como "wiggle matching" (Figura 3.4), en ella se muestran solo los Iimitesde edad yr BP de 10 curva INTCAL98,que es equivalente en tiempo a los primeros300 cm del nucleo: de allf se desprende que dicha curva patron no tiene los suavesbucles locales que muestra el ajuste spline y adicionalmente los ajustes polinomialesde grado tres para ambos conjuntos de datos son muy similares. Se puede entoncesconcluir que el ajuste polinomial es mejor aproximaci6n a los datos generados por ellaboratorio y a su tendencia general que el modelo spline.

Los modelos exponenciales, cucdrcticos y polinomiales de grado n. tratan deseguir 10 tendencia general de los datos tan cerca como les sea posible. pero raravez 10 curva resultante paso exactamente por los puntos datados; esto no es tanmalo yo que las desviaciones estondoresde las radiodataciones son grandes y 10mayorfa de las curvas de ajuste producidas estcn dentro del rango definido por lascurvas mas y menos de este porornetro. Lo usual para el proceso de colculo de unmodelo de edad, es suponer que 10 dotocion esto ubicada en 10 parte media delintervalo de muestreo e incluir solo aquellos datos sin problemas; en nuestro coso, sehan excluido siete muestras incluyendo las cinco dataciones yo consideradasan6malas y dos adicionales que fueron calificadas como modern as. Con los 26datos restantes se ha calculado el modelo de regresi6n.

0

500

1000

15000-co 2000"'Of" 2500.....0en 30000Ie:: 3500«

4000

4500

5000

, , "" ,~" I'----

~E i6h, <, - .... !-- - dadIv 1s'Io ac" " 1""- ~I I"t :Jr" " ::.

" f\,~

"'"~ ~'

<:P;-;..:: ~ ~=-, ...._. _.~, ~ t::~~

Il

~,

~ 0 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ '> '>

A modo explorocion se calcularon los modelos polinomiales hasta el grado 13pormedio del programa Kyplot (Version 2.05, b.15), 10 cual nos permitio seleccionar el

N (")V 1.0 (()N N N N N f'-.. ro m 0N N N (")o ~N N

Profundidad em

FIGURA 3.3 Modelo spline (linea continua) y modelo polinomial (linea punteada).

3.6.2 Calculo cldslco

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p

Ana/isis facial de alta resotudo« de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberta Parra S.

polinomio de grado tres como el de mejor ajuste y menor fndice de Akaiki respectoa los datos originales. EI onolisis de los residuales de este modelo indica sunormalidad e independencia, 10 cual asegura su confiabilidad; los porornetros dedicho modelo son:

o:~500 .~

1000 ~

1500 ~2000 ~, ~

~ 2500 -"\.s 3000 ~~~ 3500 ~~

4000 -~~

4500 ~~~5000 .~

55006000 .L-~~~-L...~~~--.L.~~~~~~~~.!.-.~~~-L...~~~----'

8oN

Curva intcal98

o8oooo..-I

oooNI

ooo'?

ooo,.

Alios calendario, (-BC, +AD,0=1950)

Los Coeficientes de 10 Regresi6n para el modelo polinomial de grado tres son lossiguientes:

FIGURA 3.4 Relaci6n entre el modele polinomiol de grade 3 y 10 curvo INTCAL98.

EstadisticosR2 (Coeficlente de Determinacion) 0.9821

R(Coeficiente de Correlccion Multiplel 0.9910R* (R2Aiustadol 0.9797

Criterio de Akaiki (AICI 403.37

t(N-P-l ;0.051 2.07387307

Coeficientes Estimado SE tecal) PCT<=trcalll Lower 95% UDDer 95%

bO 88.5012803 316.783696 0.27937448 N.S. W>O.051 0.78256708 -568.467896 745.470456

Bl:X 22.9222068 2.57635168 8.89715756 *** W<=O.OO1) 9.68E-Q9 17.5791804 28.2652332

B2:X"2 -0.0216866 0.0053377 -4.06290706 *** (P<=O.OO11 0.00051737 -0.03275632 -0.01061688

B3:X"3 9.82E-Q6 3.05E-Q6 3.21676969 .. W<=0.011 0.00397192 3.49E-Q6 1.61E-Q5

Para este modelo y de acuerdo con distancia de Cook no se detectan valoresinfluenciales y por 10 tanto ning0n valor por si mismo altera muy sensiblemente elmodelo calculado. La curva de regresi6n resultante es bastante suave. La graficade 10 Figura 3.5, i1ustraque tan bien se ajustan los datos medidos y los calculados porel modelo de regresi6n; en un caso ideal, todos los puntos caerfan exactamentesobre la diagonal, pero esto solo sucede con pocos de los datos de Llano Grande 2,aunque la poblaci6n de datos se aglomera alrededor de 10 diagonal, 10 que

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Anti/isis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno TardIo en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norbetto Parra S.

corresponde a un ajuste satisfactorio, subsisten aun los cuatro subgrupos biendiferenciados de comportamiento previa mente descritos.

La Figura 3.5, es un diagrama del modele general y proporciona una primeraaproximaci6n de las edades de cada muestra pero. supone que a 10 largo de losnueve centlmetros de testigo enviado para dataci6n la edad es constante 0equivalentemente que 10 edad del testigo se halla comprimida en 10 mitad delintervolo. 10 cual descanso en el supuesto estadfstico bien conocido de que 10media es el mejor estimador de un conjunto de datos cuya distribuci6n sea normal.Las edades interpoladas reportadas en este trabajo como edades 14C BP han sidocalculadas por medio de este modelo.

Diagrama de dispersion

~4000

a.. 12000rnI/) 100000Ieto

ro 8000..c:.~ 6000"0~0-

4000"0to"0W 2000

o~o 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

Ed ad m e did a, a Ii 0 s B P

FIGURA 3.5 Diagrama de dispersion de los valores medidos y predichos por el modelopolinomial de tercer grado.

3.6.3 Modelo Alterno

Aunque el modele anterior produce resultados satisfactorios en aquel no se haincluido explfcitamente 10 desviaci6n estondor de coda dataci6n y el techo y 10base del intervalo muestreado que son dosvariables muy relevantes en el problema.De hecho si un intervalo data do, por ejemplo de 10 ern. es segmentado a 1 cm ycada rodaja de estas es nuevamente datada, se obtendrfa una curva que permitirfaestablecer una edad mas adecuada para el segmento completo. EI nucleo lasMargaritas (Wille et ot.. 2003), permite observar que para segmentos de nuevecentfmetros de longitud, las edades radiocarbono obtenidas con macro-restos noson una Ifnea recta y en todos los casos se trata de una curva complejo, Figura 3.6.

57

p

Ami/isis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno TardIo en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

Nueleo las Margaritas

-0- Muestra total e14 BP• M aerorestos

4000

~ ~

1~ • ~ •~ •• • r----_ -~ ~~- • •-+- ~-- ~..-.• --. ••-. •.~~ - -. --... .~

-------......

4200

~ 4400vU 4600

l3'ai 4800"U~ 5000UJ

5200

5400

oQ)C'l

oov

oNv

o....v g ~ g gv v v v

Profundidad, em

ocov

oQ)v

ool{)

FIGURA 3.6 N0c1ea las Margaritos, dotada par Wille et 0/., (2003).

Estadisticos

RJ\2 (Coeficiente de Deterrninocionl 0.98209718

R (Coeficiente de Correlacion multiolel 0.99100816

R'J\2 IRJ\2 aiustadol 0.98057353

AIC 799.044497

Loscoeficientes del modelo de regresi6n son:

o....co

Coeficientes Regresion teN-p-l ;0.05l 2.01174051

Estimado SE tecall PCT<=tecalll 95% inferior 95% suoerl

bO -167.860263 262.480148 -0.63951603 NS (P>0051 0.5255923 -695.902211 360.181685

bl:X 27.8539484 3.34501007 8.3270148 ••• (P<=O.OO11 8.32E-ll 21.1246561 34.5832406

82:XA2 -0.04220383 0.01237947 -3.40917944 •• 1P<=0.01l 0.00134642 -0.06710811 -0.01729955

83:XA3 3.84E-05 1.66E-05 2.3113438 • fP<=0.051 0.02524731 4.97E-06 7.18E-05

B4:XA4 -1.25E-08 7.21E-09 -1.73237589 N.S. (P>O.051 0.08976517 -2.70E-08 2.01E-09

La relaci6n Durbin-Watson es:

Relacion Durbin-Watson t(N-P-2; O.05/N) 3.52818761.33087377

Aunque en Llano Grande 2, la forma exacta de la distribuci6n de edades dentrode cada segmento datado es desconocida, se puede incluir este aspectoestadfstico de la radiodataci6n con un supuesto sencillo: asumir que el techo delintervalo tiene la edad registrado menos la desviaci6n estondor y que a la base Iecorresponde a fechas dadas por la edad men cion ada mas la desviaci6n estondor.Con este supuesto, se asume que el segmento datado sigue una curva que pasapor entre estos dos valores extremos y con un intervalo de confianza idenfico al de la\ dataci6n.

58

..Analisis facial de alta resotuoon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.

Tests Ph D. Luis Norberto Parra S.

De acuerdo con el supuesto anterior, el nurnero de datos disponibles para elmodelo resulta duplicado; los modelos polinomiales sin deficiencia de rangecalculados hasta el grade 14. muestran que el de mejor ajuste y men or fndice deAkaiki es el de grade cuatro. Se puede concluir que los efectos de techo y base y dela desviocion estondor son apreciables para los colculos de los modelos de edad.Los para metros del modele se describen a continuccion y el modele se puedeobservar en la Figura 3.7.

200: ;-ff---"-+,j---t-_~--i!_-+'I__ I __ I_-,-I _"---1_' I_----'I_~I__I_~ -It- !

4000 -l---+--*--"--+i-II.I---l Io, I""T'~ I I I' Eaacfcfelecn 01y bas ealt ' I.q- 6000 ' r--±L--,- .:- I-~ I-t,YF-1o 1 't- \ ---'~ it--g 8000 I J -- -. -'---'--4t.--t;l]10000 ,I ~ 1~_--'-I_-----LI __ IL--l-

12000 Cu j a d~eda~ vs p~ofunqidad I ,I +I -l:t- -=1=,-, ~+-

+I

I I _ .I

II

II

14000 III I

o 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Profundidad, em

FIGURA 3.7 Curva de edad versus profundidad para el modelo alterno.

De acuerdo con 10 distancia de Cook, el modelo carece de valores influencialesy aunque los residuales estandarizados se distribuyen normalmente. se viola por muypoco el supuesto de independencia entre ellos. sequn 10 prueba Durbin-Watson. 10cual se debe a que coda muestra se ha dividido en dos. EI modele se puedeaceptar como confiable y no altera 10 existencia de las cuatro familias decomportamientos muy diferentes en los datos. dependientes de 10 facies. Estemodele presenta un comportamiento sin inversion sensible de 10 curvatura hacia 10base de 10 perforocion. 10 que esta mas de acuerdo con las facies del nucleo y por10 tanto corresponde a una ganancia de informacion respecto 01 modele de gradefres. closico.

Una lectura diferente de 10 curva de edad 14Ccontra profundidad. permitehacer otras consideraciones; aquf profundidad (eje x) representa realmente 10 tasade ocumulocion neto. aportes menos descomposici6n del ecosistema y 10 edad (ejeYJ esconde la proporci6n de 14C/12Cde la atmosfera. Si ambos cantidadespermanecen constantes 0 si una de elias contrarresta exactamente 10 voriccion de10 otro. 10 curva es una linea recta. en los demos casos se obtiene una curva.

59

....

Analisis facial de alta resoksaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberto Parra S.

Los datos del nucleo las Margaritas, ilustran bien que ni siquiera dos segmentosmenores de 10 cm y adyacentes exhiben el mismo tipo de curvas y por 10 tanto ni 10tasa de ocurnulocion ni el 614 de 10 atmosfera son constantes, 01 menos medido apartir de este tipo de sedimentos y a escalas del orden de pocas centurias. En elcaso de las dataciones por muestra total, se produce una especie dehornoqenizocion del contenido de radiocarbono dellodo orqonico dominante y poreso para un segmento corte. por ejemplo, de nueve centfmetros como los enviadosa data cion, las tasas de voriocion de ambas cantidades (X, Y) son suavizadas; estoexplica porque los modelos polinomiales son suficientes para 10 mayorfa de lospropositos de ajuste.

La base del nucleo a partir de 743 ern. corresponde a sedimentos lacustres deaguas profundas 10 cual se refleja en una curva muy suave, igual a 10 encontradopara el nucleo las Margaritas (Wille et al., 2003), demostrando de paso que lasconsideraciones estrotiqroficcs influyen en las edades radiocarbono y son vitalespara una adecuada interpretacion de las edades.

De acuerdo con los datos estrotiqroficos de Llano Grande 2, algunos segmentosde 9 cm de longitud de 10 perforaci6n tienen variaciones significativas, 10 masimportante de las cuales es un bandeamiento de pocos centimetres de espesor eincluso laminas nftidas menores de un centirnetro. estas variaciones reflejan cambiosen el ecosistema y su expresi6n es un polinomio de grade superior al tres comomodele de ojuste. es una posibilidad real. Para 10 parte media de 10 pertorocion nose puede lograr un optirno de ajuste con ninguno de los polinomios.

A modo de sintesis. las edades 14C mencionadas en este trabajo corresponden aedades calculadas con un modele de regresi6n polinomial closico de grade tres yoque modelos mas complejos no producen una mejora sensible de 10 cronologfa.

3.7 COMPORTAMIENTO DE LA CRONOLOGIA

Debido a que cualquiera sea el modele de ojuste. se siguen presentando loscuatro segmentos de comportamiento diferencial en 10 curva de edad contraprofundidad, la causa de ello se debe buscar en las caracterfsticas del ecosistema.De los datos litoestratigraficos se ha deducido que las facies de logo profundo seextienden entre 1250 y 743 cm 10 cual coincide con una tendencia mas bien suavede 10 curve. exceptuando 10 base de 10 perforaci6n que se halla afectada porpedogenesis posterior a su depositaci6n y las fechas radiocarbono exhiben uncomportamiento particular.

EIsegmento medic. entre 304 y 743 cm exhibe oscilaciones fuertes de las edadesalrededor de las curvas de ajuste las cuales corresponden a facies litorales del lago.Este fen6meno de rejuvenecimiento 0 envejecimiento relativo entre edadesadyacentes, se debe a los efectos de las macr6fitas sobre los sedimentos masantiguos score los cuales esta enraizada la planta; mas espedficamente las rafcestovorecen to reactivaci6n de la materia orqonico previa mente depositada y

60

...Ana/isis {ada/ de alta resotoaon de sedimentos de/ Ho/oceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.

Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

generan adiciones de materia orqonico isot6picamente mas joven. Estos procesostornbien explican parcial mente 10 oscilaci6n acoplada que se observa en 10 curva<S13Ccontra edad, yo que los fraccionamientos isot6picos previos son tornbienalterados par 10 riz6sfera.

Algunos puntos de este segmento tam bien exhiben un envejecimiento an6malorespecto a 10 tendencia general cuya explicaci6n radica en que 10 proporci6n demateria orqonico viejo visibles como fibras y humus en el estrato excede a lasadiciones nuevas de las macr6fitas. Una manera de estimar de que tornono es elefecto de adiciones y pedoturbaci6n par las macr6fitas es suponer que 10 curva deajuste polinomial de grade cuatro carresponde a 10 edad real y hallar 10 envolventede las muestras rejuvenecidas; 10 distancia media entre estas curvas nos do unaindicaci6n de 10 magnitud del efecto.

Desde 60 hasta 300 cm las edades se alejan poco de las curvas de tendencia 10cual coincide con las facies mas ricas en fibras de 10 perfaraci6n y por 10 tantotornbien los lodos de materia orqonico son coetcneos. Par ultimo, los datos deradiocarbono dentro de 10 acrotelma actual son bastante variables. debido a quelos procesos edotoqenicos actuales no han permitido una estabilizaci6n delCarbono f6sil.

3.8 EDADES HISTORICAS

En coso de ser necesorio. especial mente para prop6sitos de correlaci6n confen6menos histoncos. se deben expresar los datos de radiocarbono de unaperfaraci6n con respecto a un eje de tiempo en cronologfa actual; existen variassoluciones a este problema basad os en 10 curva INTCAL98 determinada pardendrocronologfa (614C Atrnosterico contra edad par radiocarbono) publicada parStuiver et or.. (1998).

Usualmente. coda edad de radiocarbono se convierte a edad calendario parmedio de programas especializados como Calib, Oxcal, Calpal 0 similares y luegode 10 transformaci6n del conjunto de datos se puede realizar una interpolaci6n. Otraaproximaci6n. para altos densidades de datos, es por ajuste de curves. tal comosucede en el rnetodo "wiggle matching".

En este trobojo. con prop6sitos estrotiqroficos. no se ha considerado necesarioemplear las edades calendario yo que 10 mayoria de trabajos colombianos tienen sucronologfa con bose en edades radiocarbono interpoladas. No obstante, paraprop6sitos de completitud del trabajo se ha decidido calcular los edades calendariopara coda profundidad con bose en los siguientes premisos:

• Solo se han exciuido tres edades a profundidades mayares de 1100 cmdebido a problemas de pedogenesis avanzada y una mas ubicada en el segmento900-950 cm debido a contaminaci6n. En total han quedado incluidos 27 edades.

61

pi

Analisis facial de alta resouoon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

• Coda una de las edades fueron calibradas por medio del programa Calibversion 4.4. produciendo varias opciones de edad calculada con las areas relativasde 10 curva de probabilidad de coda una de elias a un sigma (68.3%). Por ejemplo.10 edad radiocarbono 130±30 do origen a los siguientes valores cal 14CBP:

1 - 316 - 3767 - 122130 - 145212 - 231244 - 270

0.0170.1580.4050.1030.1260.191

Por medio del programa estadfstico R version 2. se ha calculado un modelopolinomial de grado tres sin excluir ninguna de las edades calibradas, empleando elarea relativa de probabilidad como factor de ponderccion y obligando el modelo apasar por el origen. Las edades calendario originalmente calibradas por medio delprograma Calib y las del modelo calculado por la tecnico descrita para codamuestra del nucleo se pueden consultar en el anexo de este capitulo.

3.9 LA RELACION DELTA b13C

Se supone que en 10 atmosfera no contaminada. previa a las errusrones deCarbono inducidas por las actividades humanas, especialmente las causadas por 10detonocion de armas atomic as y por las emisiones masivas de C02 por combustiblesfosiles. las proporciones de los tres isotopes del Carbono permanedan mas 0 menosconstantes. Aun sin estas emisiones los procesos que transfieren los isotopes establesdesde la atmosfera hacia 10 biosfera 0 10 litosfera 10 hacen de forma diferencialalterando las proporciones otrnostericos originales. Este tenorneno es conocidocomo fraccionamiento isotopico y ha sido estudiado en plantas, suelos y aguas.

Para cuantificar el fraccionamiento se ha creado la expresi6n 813C que se definecomo:

513C = 13C 1l2Cmueslra -13C 1l2CPDB *100013C 1l2CPDB

Donde. PDB corresponde a un f6sil de 10 formaci6n Pee Dee de Carolina USArespecto al cual se reportan las medidas y que tiene 1.118% de 13C. Adicionalmente,se ha asumido que las cantidades del isotope 14Cson despreciables respecto 01 12Cque constituye el 98.89 % y 01 1 C que explica solo el 1.1 1 %.

En general, los mecanismos biol6gicos fraccionan fuertemente los distintosis6topos de Carbono; a modo de ejernplo. las plantas con metabolismo normal (C3)incorporan menos I C que aquellas de las zonas oridcs con metabolismo C4 y por 10tanto el 61 C para las plantas de tipo C usualmente esto entre -28 %0 y -25 %0.mientras las C4 oscilan poco alrededor de -12 %0. La movorio de plantas con

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pa

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metabolismo CAM tienen valores de ol3C que oscilan entre -19 y -15 %0. Igualmente10 produccion outoctono de materia orqonico por el fitoplancton de los lagos tienesu propio fraccionamiento isotopico entre -25 y -30 %0.

Recientemente se han iniciado algunos estudios sobre los tipos de metabolismoen las plantas de poromo y susrelaciones 013C;de acuerdo con Boom et 0/., (2001),en estos ecosistemas se encuentran algunas especies con metabolismo CAMpertenecientes a los generos Puya, Greigia, Isoetes, Orquidaceae y C1usia; otrasespecies de generos como Muehlenbergia, Paspalum, Bulbostylis, Cyperus,Andropogon, Bouteloua, Eragrostis, Chloris, Microchloa y Setaria, poseenmetabolism os C4, pero 10 mayorfa de especies realizan su metabolismo pormecanismos C3.

La medicion de los distintos isotopes del Carbono es una herramienta estable en10 actualidad, pero la interpretacion de estos datos para sedimentos orqonicos esbastante complejo, debido a que los procesos de fraccionamiento tam bien sepresentan durante 10 clterocion y mocurocion de 10 materia orqcnico en elsedimento e inciuso el Carbono contenido en la columna de agua de lagosprofundos sufre este tenorneno (Meyers y Lallier-Verges, 1999).

La relocion 013Cha sido medida en sedimentos recientes de cuatro lagos en laFlorida, por Brenner et 0/., (1999), quien ha reportado variaciones tan grandes como6.2%0 en profundidades menores de un metro y una tendencia a decrecer con 10profundidad; sin embargo, a un metro, los valores se estabilizan alrededor de 22<;700,excepto para el logo de menor productividad que tiene un valor de 30%0. Unestudio mas detallado de los isotopes de carbono en diferentes fracciones orqonicosde los sedimentos lacustres, por Hollander y Smith (2001), han demostrado que losmecanismos de fraccionamiento son muy complejos e inciuso las laminas de veranoe invierno en las varvas tienen diferencias notorias de val ores hasta de 5 %0.

A pesar de las pocas medici ones de la retocion 0l3C hechas en la turbera deLlano Grande 2, se ha realizado una cornporocicn con los datos disponibles parasedimentos de otros ecosistemas de Colombia con el fin de explorar el potencial deesta variable y de sushipotesis de trabajo.

La relocion ol3C ha sido medida en sedimentos de diversos humedales deColombia, entre ellos en lagunas de los llanos orientales como Las Margaritas (Willeet 01., 2003); EI Pinal y Carimagua (Behling y Hooghiemstra, 1999); Mozambique yChenevo, (Berrfo et 01., 2000); Pantano de Monica en la Amazonia (Behling et 01.,1999) Y 10 laguna Jotoordo en el Choco (Berrfo et 01., 2000). Igualmente, ensedimentos del pozo Boquillas en 10 depresion Momposina (Berrfo et 01., 2002) y enotros humedales de uno zona mas seca en el Valle del Cauca, nucleos 10 Teta yQuilichao (Berrfo et 01.,2002).

La relocion 81 C tornbien ha sido medida en paleosuelos del area de Bogota porMora y Pratt (2002) e igualmente, se ha intentado su uso como herramientapaleoecologica en sedimentos de Funza 2 (Boom et 01., 2001; Mora et 0/., 2002). La

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Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

hip6tesis central de estos trabajos ha side que los biomas dominados por plantas conmetabolismos C3 0 C4 son reconocibles aun en el sedimento y que los lagos sonalimentados por detritus del bioma dominante.

De un total de 92 medidas compiladas, incluyendo las de esta investigaci6n, sepuede observar que la media es de -26.6%0, con el maximo de -16.9%0 en el pozoBoquillas que corresponde a un valor aislado y por 10 tanto de dudoso significado yel mfnimo es -31 .3%0. Lo interesante es la formaci6n de 4 grupos de valoresc1aramente diferenciados en el histograma (Figura 3.8); la mayorfa de los valoresforman un grupo compacta entre -28.5%0 y -25.5%0, 10 cuol. corresponde al valorusual para turbas y humus f6siles y para suelos derivados de biomas dominados porplantas de tipo C3; en este grupo se encuentran la gran mayorfa de las muestras deLlano Grande 2.

EI segundo grupo de valores tluctuo entre -31.5%0 y -29%0 con una mediacentrada en -30.25%0 que corresponde a sectores de sedimentos con una grandominancia del fitoplancton de los lagos como 10 atestiguan las mediciones sobrediatomitas del nucleo Llano Grande 2. Un tercer grupo menos agrupado ydiscontinuo se extiende entre -24%0 Y 19.5%0.

En la cornpnocion es bastante notable la ausencia de valores tfpicos de biomasC4 y por 10 tanto se puede afirmar que no existen evidencias para sustentar laexistencia de biomas dominados por plantas de este tipo de metabolismo; estosignifica que 0 bien estos biomas C4 real mente no han existido en los ecosistemas 0

alternativamente que si esto sucedio alguna vez, los mecanismos dehornoqenizocion isotopico han borrado toda evidencia de ello.

A pesar de la menor densidad de muestras a profundidades mayores de sietemetros, la relaci6n 8l3C de las 92 muestras exhibe adicionalmente una tendencia alenriquecimiento relativo del isotope pesado 13Ccon el aumento de la profundidadde enterramiento, como se ilustra en la Figura 3.9. Igualmente para profundidadesmayores de 700 cm los valores de 813C,parecen estabilizarse a val ores por encimade -27.5"100. En el caso del nucleo de Llano Grande 2, tornbien se puede observaruna clara tendencia continua al decrecimiento de los valores de la relocion ol3Ccon la profundidad y un acercamiento al valor modal de -25%0 (Figura 3.9).

En este nucleo existe un notable cambio de facies a 743 cm de profundidad, 10cual refleja en una menor variabilidad de la relccion 013Cpara las facies de fondode lago con solo -1.12%0 respecto al maximo de -25.89%0. Por su parte, las faciesrestantes muestran una vorioclon mucho mayor. Las muestras ubicadas en losprimeros 40 cm tienen una desviaci6n estoridor de solo ± 0.44%0 respecto a la mediade -25.25%0 10 cual es cercano al valor de referencia de -25%0 usado para loscolculos de edades por el rnetodo de radiocarbono.

Trabajos realizados en EI Congo africano por Schwartz (1991), en Brasil porDesjardins et 01., (1996) Y en Colombia por Mora y Pratt (2002), han permitidodemostrar que la relocion 013Cde los suelos actuales derivados de biomas C3 y C4 se

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p

Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

pueden reconocer nftidamente solo en los primeros 30 a 60 cm pero. yo aprofundidades mayores de un metro, esta relaci6n inicia una convergencia ropido avalores cercanos a -25%0 para ambos tipos de biomas. Los mecanismos de estahomogenizaci6n isot6pica tan ropido en los suelos no han side dilucidados oun eigual consideraci6n se puede decir de los procesos de fraccionamiento.

6

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Delta 13C, par mil PO B

FIGURA 3.8 Relaci6n 813C para sedimentos de Colombia.

Si se excluyen aquellas dataciones donde 10 relaci6n 813C no fue medida y seanalizan las variaciones de edad y de 813C contra 10 profundidad para el nucleoprincipal y el porolelo. se puede observar una clara oscilaci6n acoplada de lascurvaturas en 10 mayorfa de los sitios (Figura 3.10). Esto permite demostrarc1aramente que los mecanismos de fraccionamiento de los isotopes de Carbono,juegan un popel significativo en estos ambientes de y por 10 tanto todas las edadesmedidas deben ser previa mente corregidas para lIevarlas 01 horizonte cornun de25%0, (no realizada en esta investigaci6n).

EI fuerte zigzag que exhiben las edades a partir de 304 cm se debeprincipalmente 01 efecto de rejuvenecimiento que ejerce 10 riz6sfera sobre lossedimentos previamente depositados, especialmente 10 reactivaci6n de 10 materiaorqonico previa mente depositada y las adiciones de materia orqonicoisot6picamente mas joven; esto tornbien explica 10 oscilaci6n acoplada que seobserva en 10 curva 513C contra edad, yo que los fraccionamientos isot6picosprevios son tornbien alterados por 10 riz6sfera (Figura 3.11).

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Q) -p'W [I:J a ~0 -

---350 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Profundidad, em.

FIGURA 3.9 Ganancia relativa del isotope peso do l3c.

-24

m -250n,

'E -26L...

R -27-0C'0~ -28m~Q)

0 -29

-300 1000 1200200 400 600 800

Profundidad, em.

FIGURA 3.10 Nucl 0 d Llano Grande 2, vclores usuales para turbos y humus derivados deplanl s n m I lismo C .

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Analisis facial de alta resoluci6n de sedimentos del Holoceno TardIo en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

a.. Om-""-+TTT-.-h"'TT'1r+rrTTt-rT-rr+TTT-rt,"'TT'1r+rrTTt-rT-rr+"TT1-rt,rTT"r+rTTT+-al 2000() 4000~ 6000~ 8000,c1000«120014001600-25

o~ -26~ a.. -27~'E -280) .....OR -29

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PrdUndidcD, an

FIGURA 3.11 Variaciones de edad y de 813C para el nucleo principal de Llano Grande 2 yel nucleo paralelo. veose valores en las tobias 3.1 y 3.2.

3.10 DISCUSION Y CONCLUSIONES

De los datos precedentes y de los datos presentados por Wille et oi.. (2003), parael nucleo Las Margaritas ubicado en los Llanos Orientales, se pueden derivar algunosconclusiones procticos para 10 dataci6n de nucleos de alta resoluci6n. Algunoshechos durante el proceso de perforaci6n pueden introducir distorsiones en lasfechas radiocarbono, por ejernplo. 10 rehidrataci6n con aguas hurnicos delsedimento y 10 contaminaci6n por arrastre de particulas carbonosas desde lasparedes de 10 perforaci6n, como Ie sucedi6 01 segmento entre 900 y 950 cm. Aundurante un proceso de perforaci6n continua y sin evidencias de rehidrataci6n,siempre se produce una oxidaci6n de los primeros centimetros del techo de codasegmento y se deben eliminar manual mente algunas impurezas superficiales delnucleo. No esta de mas, revisar muy cuidadosamente cualquier cambiopaleoecol6gico que sea detectado justo en las uniones de los segmentos.

Para 10 obtenci6n de edades por el metodo estondor en muestra total, serecomienda separar los macrorestos y enviar cantidades mayores de 4 9 de lodomuy orqonico en estado seco, con el fin de obtener desviaciones estondoresaceptables; mientras mas antigua sea 10 muestra a doter. mayor debe ser 10cantidad de material enviado, por ejernplo. cantidades del orden de 7 9 conmuestras mayores de 10 mil enos 14C BP, producen yo desviaciones del orden de 200enos 14C BP.

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>

Ami/isis (ada/ de alta resotudon de sedimentos del Ho/oceno TardIo en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

Las dataciones AMS tienen plena justificocion cuando solo se dispone decantidades muy limitadas de material 0 par el contrario cuando se desea datar uncomponente especffico del sedimento con una desviocion estondor muy oequeno.AI datar solo los macrorestos se minimizan los tenornenos de fraccionamiento y deedad del reservorio. perc oun en este coso se debe seleccionar bajo el estereomicroscopic aquellos macro-restos de 10 misma generacion, debido a que existenvarias generaciones de ellosen muestrastan pequenos como un centfmetro cubico.

Losdatos de Willeet 01., (2003), nos permiten obtener otras conclusiones utiles 01comparar los datos obtenidos para sedimento total y macro restos de un mismonivel; 01 respecto, 10 relccion 813C entre las semillasy hojas extrafdas de un mismonivel pueden diferir hasta en un 6%0 tal como 10 ilustran los datos para 407 y 413 cmsiendo mas negativas para lashojas.

Sino existen anomalfas estrofiqroflcos en el nucleo. aumentar significativamenteel nurnero de dataciones estondor. no mejara significativamente 10 osiqnocion deedades respecto a 10 obtenido con 10 curva de mejar ajuste; yo que normalmentelas nuevas determinaciones siempre eston incluidas en 10 franja definida par 10desviccion estondor y lasoscilaciones producidas par lostenornenos tfpicos de codafacies.

La adecuada seleccion y 10 interpretacion de las edades registradas en ellaboratario no son posibles sin un adecuado conocimiento estrotiqrofico delsedimento, yo que los tenornenos faciales y pedoestrctiqroficos afectannotablemente el posible significado de losedades. Par 10 demos. coda facies de unhumedal paramuno produce un patron caracterfstico de voriocion de las edadesradiocarbono que ayudan a sureconocimiento.

Otro tenorneno. no presente en el nucleo LlanoGrande 2, que tornbien afecta 10osiqnocion de edades es 10 compresion diferencial de los nucleos recuperados;como es usual para un sedimento no plegado, las Ifneasde tiempo aunque invisiblesse suponen paralelas a 10 posicion de repose. perc si durante 10 extroccion secom prime diferencialmente 10 muestra de sedimento, las Ifneas de tiempo deltestigo recuperado no se pueden reajustar precisamente a las ariginales. Enel cosode sedimentos con Ifneasde tiempo visibles,como lasvarvas, se dispone de un rasgoque permite valorar el efecto de 10 compresiondiferencial.

EIestado actual de conocimiento que se tiene sobre losprocesos que afectan 10dotocion por 14Cen los porornos andinos esc1aramente insuficiente para interpretaradecuadamente los fechas y fijar una cronoestratigraffa mas precisa que algunoscentenares de enos: una dotocion de los nucleos que sea independiente delrnetcdo de radiocarbono, aprovechando par ejernplo. las capas de cenizasvolcoruccs 0 el Carbono encerrado en los fitolitos, es no solo deseable sinoobligatario para tener una clara idea de 10 confiabilidad de 10 cronologfa.

Respecto a 10 confiabilidad del radiocarbono, son aun mas concluyentes losdatos obtenidos par Oldfield et 01., (1997), 01 datar un sedimento lacustre de edad

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rests Ph D. Luis Norberto Parra S.

calendario ya conocida por medio de las varvas y someter diversas fracciones de lamisma muestra a fechas por AMS, obteniendo edades tan alejadas de la fechacorrecta como en 500 enos 14CBP

En contraste con esto. al menos algunos de los eventos que se identifican a partirdel estudio de los sedimentos, parecen tener un amplio alcance y sincronismo en elpols. como ha sido ampliamente documentado para algunos palinoeventos delCuaternario por Van der Hammen y Hooghiemstra (1995); esto sugiere que trabajarla paleoecologfa con entcsis en una estratigraffa de eventos es mas productivo yconfiable que hacerlo con fechas.

A medida que otros componentes diferentes al polen empiecen a producirresultados es muy probable que surjan nuevos eventos, no necesariamentesincr6nicos con los palinoeventos y, que por 10 tanto, la eventoestratigraffa sea cadavez mas relevante. En algunos momentos de la evoluci6n de un ecosistema, sepueden producir fen6menos con la capacidad de afectar sirnultoneornente lamayorfa de los compartimientos del sistema y por 10 tanto este eventos seradetectado por todos los componentes del sedimento; a estos sin dude. les debemosdescribir con detalle e incluso asignarles un nombre 0 c6digo. A modo de ejernplo.las cenizas volccnicos tienen la ventaja de ser uno de los eventos que sondirectamente datables perc. rara vez producen un disturbio notable en losecosistemas lejanos.

En el caso de las facies litorales de los lagos altoandinos, la dataci6n tomandocomo muestra el sedimento total no es recomendable, ya que no es posible sustraerlos efectos de la rizoturbaci6n producido por las macr6fitas y las adiciones de restosmas j6venes al sedimento; la manera 6ptima de obtener las edades es restringirlas aun tipo particular de materiales, por ejemplo macro restos 0 ellodo orqonico.

3.11 BIBLIOGRAFIA

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,.,

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-Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.

tests Ph D. Luis Norberta Parra S.

3.12 ANEXO 2: DATACIONES RADIOMETRICAS

RADIOCARBON CALIBRATION PROGRAM·CALIB REV4.4

Copyright 1986-2004 M Stuiver and PJ Reimer*To be used in conjunction with:

Stuiver, M., and Reimer, P.J., 1993, Radiocarbon, 35, 215-230.Annotated results (text) - calout.doc

Export file - calout.csv

IIg15-17SAMPLEOOOIDESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP375±60Calibration data set: intcal98.14c [Stuiver et 01.. 1998a)% area enclosed cal YRBP age ranges relative area under

probability distribution68.3 11sigma) cal YRBP323 - 377 0.409

428 - 502 0.59195.412 sigma) cal YRBP310 - 512 1.000

IIg19-21SAMPLEOOO2DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 130±30Calibration data set: intcal98.14c [Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BPage ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 1 - 3 0.017

16 - 37 0.15867 - 122 0.405130 - 145 0.103212 - 231 0.126244 - 270 0.191

95.412 sigma) cal YR BP 0*- 49 - 4456 - 150173 - 276

0.0180.1470.4320.404

IIg40-49SAMPLEOOO3DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 55±150Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YRBPage ranges relative area under

probability distribution68.311 sigma) cal YRBP 0*- 4 0.042

13 - 146 0.618191-202 0.043207 - 272 0.297

72

p

Analisis facial de alta resoluci6n de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

95.4 (2 sigma) cal YRBP 0*- 326 0.947361 - 430 0.053

IIg76-80SAMPLE0004DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 1600±30Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BPage ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YRBP 1420 - 1467 0.500

1483- 1501 0.2311508 - 1528 0.269

95.4 (2 sigma) cal YRBP 1411 - 1545 1.000

IIg94-98SAMPLE0005DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP2370±35Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)

% area enclosed cal YR BPage ranges relative area underprobability distribution

68.3 (1 sigma) cal YRBP2341 - 2363 0.3942369 - 2377 0.0602388 - 2400 0.1182411 - 2460 0.428

95.4 (2 sigma) cal YRBP2332 - 2472 0.8842477-2487 0.0182648 - 2705 0.098

IIg117-126SAMPLE0006DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP2880±85Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BPage ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YRBP2875 - 2910 0.128

2918-3080 0.7173089 - 3111 0.0773126 - 3140 0.0483150-3158 0.031

95.4 (2 sigma) cal YRBP2784 - 2831 0.0412838-3214 0.9323218 - 3252 0.0273313-3315 0.001

IIg139-148SAMPLEOOO7DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP3340±35Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YRBPage ranges relative area under

probability distribution

73

Ana/isis {ada/ de alta resouoon de sedimentos de/ Ho/oceno Tardfo en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

68.3 (1 sigma) cal YR BP 3482 - 3510 0.2383551 - 3612 0.5933615 - 3632 0.169

95.4 (2 sigma) cal YR BP 3472 - 3639 0.9793669 - 3679 0.021

IIg175-178SAMPLEOO08DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 3630±35Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 3873 - 3876 0.019

3887 - 3982 0.98195.4 (2 sigma) cal YR BP 3834 - 3992 0.876

4031 - 4079 0.124

IIg211-214SAMPLE0009DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 4030±35Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 4424 - 4425 0.009

4439 - 4491 0.6314498 - 4527 0.3514563 - 4565 0.009

95.4 (2 sigma) cal YR BP 4416 - 4571 0.9884601 - 4607 0.0084773 - 4776 0.004

IIg228-230SAMPLEOO10DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 4120±40Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 4533 - 4536 0.015

4547 - 4558 0.0584569 - 4648 0.5034672 - 4695 0.1264760 - 4808 0.298

95.4 (2 sigma) cal YR BP 4453 - 4457 0.0054524 - 4733 0.7294748 - 4822 0.266

IIg251-260SAMPLEOO11DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP4540±95Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)

74

-Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.

Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

% area enclosed cal YR BP age ranges relative area underprobability distribution

68.3 (1 sigma) cal YR BP 5042 - 5320 0.9625421 - 5437 0.038

95.4 (2 sigma) cal YR BP 4872 - 4946 0.0544954-5333 0.8185348 - 5466 0.128

IIg295.304SAMPLEOO12DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 5060±55Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 5745 - 5781 0.254

5784 - 5833 0.3485837 - 5891 0.397

95.4 (2 sigma) cal YR BP 5661 - 5694 0.0575705 - 5913 0.943

IIg337-346SAMPLEOO13DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 6780±170Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 7479 - 7758 0.958

7771 - 7787 0.04295.4 (2 sigma) cal YR BP 7324 - 7353 0.013

7367 - 7397 0.0157412 - 7943 0.972

IIg384-393SAMPLEOO14DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 6220±200Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et cl.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 6808 - 6819 0.019

6870 - 6880 0.Ql56885 - 7317 0.966

95.4 (2 sigma) cal YR BP 6643 - 6647 0.0016659 - 7486 0.9947498 - 7505 0.002

7541 - 7551 0.003IIg413-422SAMPLE0015DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 5760±120Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)

75

-Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.

Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

% area enclosed cal YR BP age ranges relative area underprobability distribution

68.3 (1 sigma) cal YR BP 6411 - 6424 0.0446439 - 6669 0.9136703 - 6717 0.043

95.4 (2 sigma) cal YR BP 6302 - 6762 0.9716766 - 6798 0.0256840 - 6848 0.004

IIg440-449SAMPLEOO16DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 6920±230Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 7514-7517 0.005

7569 - 7963 0.99595.4 (2 sigma) cal YR BP 7325 - 7352 0.007

7367 - 7397 0.0087413 - 8184 0.985

IIg476-485SAMPLEOO17DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 8030±530Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 8341 - 9533 1.00095.4 (2 sigma) cal YR BP 7793 - 7799 0.001

7835 - 10215 0.999IIg516-525SAMPLEOO18DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 7530±100Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 8202 - 8263 0.327

8283 - 8404 0.67395.4 (2 sigma) cal YR BP 8057 - 8082 0.D15

8111 - 8120 0.0068130 - 8137 0.0048155 - 8481 0.9508490 - 8520 0.0198528 - 8538 0.006

IIg582-591SAMPLEOOJ9DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 8790±125Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

76

-Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno TardIo en el Paramo de Frontino, Antioquia.

Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

68.3 (1 sigma)probability distribution

cal YR BP 9602 - 9615 0.0279627 - 9651 0.0569657 - 9921 0.6969940 - 9954 0.0319994-10010 0.03710018 - 10031 0.02910057 - 10068 0.02310078-10112 0.08110137 - 10146 0.021cal YR BP 9549 - 10169 1.00095.4 (2 sigma)

IIg625-634SAMPLE0020DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 7260±180Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et 01., 19980)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 7869 - 7896 0.059

7929 - 8210 0.8428241 - 8246 0.0088260 - 8293 0.0668311 - 8324 0.025

95.4 (2 sigma) cal YR BP 7703 - 77057727 - 8391 1.000

0.000

IIg666-675SAMPLE0021DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 8040±190Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et 01., 19980)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 8613 - 8615 0.003

8633 - 9131 0.9419175-9189 0.0219218 - 9241 0.035

95.4 (2 sigma) cal YR BP 8454 - 8472 0.0088475 - 9330 0.9459337 - 9403 0.0399407 - 9425 0.008

IIg726-735SAMPLE0022DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 9850±110Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et 01., 19980)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under68.3 (1 sigma) cal YR BP 11158 - 11358 0.781

11386 - 11420 0.07011429 - 11435 0.01011472 - 11485 0.02511502 - 11550 0.114

77

p

Amilisis facial de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

95.4 (2 sigma) cal YR BP 10785 - 10830 0.01210841 - 10943 0.04111008-11016 0.00111060 - 11696 0.93011722 - 11727 0.00111862 - 11920 0.Q15

IIg771-780SAMPLE0023DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 9660±170

Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 10745 - 11029 0.625

11036 - 11198 0.37595.4 (2 sigma) cal YR BP 10430 - 10439 0.002

10490 - 11361 0.97111385 - 11437 0.01111470 - 11488 0.00311500 - 11551 0.013

IIg831-840SAMPLE0024DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 9670±130Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 10761 - 10959 0.543

11002 - 11018 0.03811057 - 11196 0.419

95.4 (2 sigma) cal YR BP 10582 - 10592 0.00310595 - 10612 0.00710637 - 11260 0.98311275 - 11296 0.006

IIg870-879SAMPLE0025DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP l0150±260Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YR BP age ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 11261 - 11271 0.010

11297 - 11322 0.02411330 - 12157 0.88612221 - 12307 0.081

95.4 (2 sigma) cal YR BP 11136 - 11150 0.00211155 - 12826 0.998

IIg1027-1O\ SAMPLE0026

78

Ami/isis facia/ de alta reso/ucion de sedimentos del Ho/oceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 12020±170Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YRBPage ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YR BP 13629 - 13722 0.067

13798 - 14323 0.86614850 - 14956 0.067

95.4 (2 sigma) cal YRBP 13506 - 14362 0.75214649 - 15301 0.248

IIg1070-10SAMPLE0027DESCRIPTIONRadiocarbon Age yr BP 11570±270Calibration data set: intcal98.14c (Stuiver et ol.. 1998a)% area enclosed cal YRBPage ranges relative area under

probability distribution68.3 (1 sigma) cal YRBP 13179 - 13830 1.00095.4 (2 sigma) cal YRBP 12971 - 14142 0.946

14200 - 14276 0.00914790 - 15129 0.045

References for calibration datasets:

Stuiver, M., and Braziunas, T.F., (1993), The Holocene 3:289-305.Stuiver, M., Reimer, P.J., and Braziunas, T.F., (1998b) Radiocarbon 40:1127-1151. (reviseddataset)Stuiver, M., Reimer, P.J., Bard, E., Beck, J.w., Burr, G.S.,Hughen, K.A., Kromer, B., McCormac, F.G., v.d. Plicht, J., and Spurk, M. (1998a), Radiocarbon40: 1041-1083.McCormac, F.G., Reimer, P.J., Hogg, A.G., Higham, T.F.G., Baillie, M.G.L., Palmer, J., Stuiver. M.,(2002), Radiocarbon 44: 641-651 .

Comments:* Thisstandard deviation (error) includes a lab error multiplier.** 1 sigma = square root of (sample std. dev./\2 + curve std. dev.AZ]** 2 sigma = 2 x square root of (sample std. dev.A? + curve std. dev./\2)where /\2 = quantity squared.[ 1 = calibrated with an uncertain region or a linear extension to the calibration curve0* represents a "negative" age yr BP1955* or 1960* denote influence of nuclear testing 14C

NOTE: Cal ages and ranges are rounded to the nearest year which may be too precise inmany instances. Usersare advised to round results to the nearest 10 yr for samples withstandard deviation in the radiocarbon age greater than 50 yr.

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Ana/isis facial de alta resoaoon de sedimentos de/ Ho/ocena Tardio en e/ Paramo de Frontina, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

Muestra cal 51 1281 103 2458 155 3516 207 4464yrBP 52 1305 104 2480 156 3535 208 44821 26 53 1329 105 2501 157 3554 209 44992 53 54 1352 106 2522 158 3573 210 45163 79 55 1376 107 2544 159 3592 211 45334 105 56 1400 108 2565 160 3612 212 45505 131 57 1423 109 2586 161 3631 213 45676 158 58 1447 110 2607 162 3650 214 45847 184 59 1470 111 2628 163 3669 215 46018 210 60 1494 112 2649 164 3687 216 46189 236 61 1517 113 2670 165 3706 217 463510 262 62 1540 114 2691 166 3725 218 465211 287 63 1564 115 2712 167 3744 219 466912 313 64 1587 116 2733 168 3763 220 468613 339 65 1610 117 2754 169 3781 221 470314 365 66 1633 118 2775 170 3800 222 471915 390 67 1657 119 2796 171 3819 223 473616 416 68 1680 120 2816 172 3837 224 475317 442 69 1703 121 2837 173 3856 225 476918 467 70 1726 122 2858 174 3874 226 478619 492 71 1749 123 2878 175 3893 227 480320 518 72 1771 124 2899 176 3911 228 481921 543 73 1794 125 2920 177 3930 229 483622 569 74 1817 126 2940 178 3948 230 485223 594 75 1840 127 2960 179 3966 231 486924 619 76 1862 128 2981 180 3985 232 488525 644 77 1885 129 3001 181 4003 233 490126 669 78 1908 130 3022 182 4021 234 491827 694 79 1930 131 3042 183 4039 235 493428 719 80 1953 132 3062 184 4058 236 495029 744 81 1975 133 3082 185 4076 237 496630 769 82 1998 134 3102 186 4094 238 498331 794 83 2020 135 3122 187 4112 239 499932 819 84 2042 136 3142 188 4130 240 501533 844 85 2065 137 3162 189 4148 241 503134 868 86 2087 138 3182 190 4166 242 504735 893 87 2109 139 3202 191 4184 243 506336 918 88 2131 140 3222 192 4201 244 507937 942 89 2153 141 3242 193 4219 245 509538 967 90 2175 142 3262 194 4237 246 511139 991 91 2197 143 3282 195 4255 247 512740 1016 92 2219 144 3301 196 4272 248 514341 1040 93 2241 145 3321 197 4290 249 515942 1064 94 2263 146 3341 198 4308 250 517443 1089 95 2285 147 3360 199 4325 251 519044 1113 96 2307 148 3380 200 4343 252 520645 1137 97 2329 149 3399 201 4360 253 522246 1161 98 2350 150 3419 202 4378 254 523747 1185 99 2372 151 3438 203 4395 255 525348 1209 100 2394 152 3458 204 4413 256 5268\49 1233 101 2415 153 3477 205 4430 257 528450 1257 102 2437 154 3496 206 4447 258 5300

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Analisis facial de alta resouaon de sedimentos del Holoceno Tardfo en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

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Amilisis facial de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

519 8468 571 8953 623 9415 675 9863 727 10310520 8477 572 8962 624 9423 676 9872 728 10318521 8487 573 8971 625 9432 677 9880 729 10327522 8497 574 8980 626 9441 678 9889 730 10336523 8506 575 8989 627 9449 679 9898 731 10344524 8516 576 8998 628 9458 680 9906 732 10353525 8525 577 9007 629 9467 681 9915 733 10362526 8535 578 9016 630 9476 682 9923 734 10370527 8544 579 9025 631 9484 683 9932 735 10379528 8554 580 9034 632 9493 684 9940 736 10388529 8563 581 9043 633 9502 685 9949 737 10396530 8573 582 9052 634 9510 686 9958 738 10405531 8582 583 9061 635 9519 687 9966 739 10414532 8592 584 9070 636 9528 688 9975 740 10422533 8601 585 9079 637 9536 689 9983 741 10431534 8611 586 9088 638 9545 690 9992 742 10440535 8620 587 9097 639 9554 691 10000 743 10448536 8630 588 9106 640 9562 692 10009 744 10457537 8639 589 9115 641 9571 693 10018 745 10466538 8648 590 9124 642 9579 694 10026 746 10475539 8658 591 9133 643 9588 695 10035 747 10483540 8667 592 9142 644 9597 696 10043 748 10492541 8677 593 9151 645 9605 697 10052 749 10501542 8686 594 9159 646 9614 698 10060 750 10509543 8695 595 9168 647 9623 699 10069 751 10518544 8705 596 9177 648 9631 700 10078 752 10527545 8714 597 9186 649 9640 701 10086 753 10536546 8723 598 9195 650 9649 702 10095 754 10544547 8733 599 9204 651 9657 703 10103 755 10553548 8742 600 9213 652 9666 704 10112 756 10562549 8751 601 9221 653 9674 705 10121 757 10571550 8760 602 9230 654 9683 706 10129 758 10579551 8770 603 9239 655 9692 707 10138 759 10588552 8779 604 9248 656 9700 708 10146 760 10597553 8788 605 9257 657 9709 709 10155 761 10606554 8797 606 9266 658 9717 710 10163 762 106/4555 8807 607 9274 659 9726 711 10172 763 10623556 8816 608 9283 660 9735 712 10181 764 10632557 8825 609 9292 661 9743 713 10/89 765 10641558 8834 610 9301 662 9752 714 10198 766 10650559 8843 611 9310 663 9760 715 10206 767 10658560 8853 612 9318 664 9769 716 102/5 768 10667561 8862 613 9327 665 9778 717 10224 769 10676562 8871 614 9336 666 9786 718 10232 770 10685563 8880 615 9345 667 9795 719 10241 771 10694564 8889 616 9353 668 9803 720 10249 772 10703565 8898 617 9362 669 9812 721 10258 773 10711566 8908 618 9371 670 9820 722 10267 774 10720567 8917 619 9380 671 9829 723 10275 775 10729568 8926 620 9388 672 9838 724 10284 776 10738569 8935 621 9397 673 9846 725 10293 777 10747570 8944 622 9406 674 9855 726 10301 778 10756

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Analisis facial de alta resoluci6n de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberto Parra s.

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Analisis facial de alta resolucidn de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra s.

1039 13539 1091 14268 1143 15081 1195 15987 1247 169981040 13552 1092 14283 1144 15097 1196 16005 1248 170181041 13566 1093 14298 1145 15114 1197 16024 1249 170391042 13579 1094 14313 1146 15130 1198 16042 1250 170591043 13592 1095 14328 1147 15147 1199 160611044 13606 1096 14343 1148 15164 1200 160801045 13619 1097 14358 1149 15180 1201 160981046 13633 1098 14373 1150 15197 1202 161171047 13646 1099 14388 1151 15214 1203 161351048 13660 1100 14403 1152 15231 1204 161541049 13673 1101 14418 1153 15248 1205 161731050 13687 1102 14433 1154 15264 1206 161921051 13700 1103 14448 1155 15281 1207 162111052 13714 1104 14463 1156 15298 1208 162301053 13728 1105 14478 1157 15315 1209 162481054 13741 1106 14494 1158 15332 1210 162671055 13755 1107 14509 1159 15349 1211 162861056 13769 1108 14524 1160 15366 1212 163051057 13783 1109 14540 1161 15383 1213 163251058 13797 1110 14555 1162 15401 1214 163441059 13810 1111 14570 1163 15418 1215 163631060 13824 1112 14586 1164 15435 1216 163821061 13838 1113 14601 1165 15452 1217 164011062 13852 1114 14617 1166 15469 1218 164211063 13866 1115 14632 1167 15487 1219 164401064 13880 1116 14648 1168 15504 1220 164591065 13894 1117 14664 1169 15522 1221 164791066 13908 1118 14679 1170 15539 1222 164981067 13922 1119 14695 1171 15556 1223 165181068 13936 1120 14711 1172 15574 1224 165371069 13950 1121 14726 1173 15592 1225 165571070 13964 1122 14742 1174 15609 1226 165761071 13979 1123 14758 1175 15627 1227 165961072 13993 1124 14774 1176 15644 1228 166161073 14007 1125 14790 1177 15662 1229 166351074 14021 1126 14805 1178 15680 1230 166551075 14036 1127 14821 1179 15698 1231 166751076 14050 1128 14837 1180 15715 1232 166951077 14064 1129 14853 1181 15733 1233 167151078 14079 1130 14869 1182 15751 1234 167351079 14093 1131 14885 1183 15769 1235 167551080 14107 1132 14902 1184 15787 1236 167751081 14122 1133 14918 1185 15805 1237 167951082 14136 1134 14934 1186 15823 1238 168151083 14151 1135 14950 1187 15841 1239 168351084 14166 1136 14966 1188 15859 1240 168551085 14180 1137 14983 1189 15877 1241 168751086 14195 1138 14999 1190 15896 1242 168961087 14209 1139 15015 1191 15914 1243 169161088 14224 1140 15032 1192 15932 1244 169361089 14239 1141 15048 1193 15950 1245 169571090 14254 1142 15064 1194 15969 1246 16977

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Modelo edades Cal BP, Inteal98180001600014000

a.. 12000m(0 100000

"'C 8000co"'C 6000w 4000

200000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0T""" N ('f) V L() (0 I"- eo 0'> 0 T""" N

T""" T""" T"""

Profundidad, em.

Coeficientes del polinomio de grade tres.

x = 26,41x2 = -0,02601x3 = 0,00001264

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CAPITULO 4.LlTOESTRATIGRAFIA

Los sedimentos constituyen el archivo hist6rico de los ecosistemas y es a partir desus propiedades y de su contenido que se pueden reconstruir los diversos eventosdel pasado; en la mayorfa de los cosos. en la columna de los sedimentos de loslagos y humedales se pueden diferenciar diversas capas que son el objeto deestudio de la Iitoestratigraffa, pero cuyo potencial para revelar cambiospaleoecol6gicos no hay sido develado completamente.

En los inicios de los estudios del Cuaternario en Europa, algunos conjuntos decapas diagnosticas fueron el punto de partida para establecer los cuatro periodosclosicos. por ejernplo. el Boreal y el Subboreol se reconocieron porque las turbascontenfan restos de troncos (Von Post, 1946). EITardiglacial constaba de tres capas,dos de elias eran arcilla que contenfan en su interior macro restos de la planta Dryasy una tercera un lodo orqcnoqenico de lago separando las arcillas conocida comoAllerod (Iversen, 1953; De Klerk, 2004); de igual modo algunos contactos intern os biendiferenciados en las turberas sirvieron para establecer fases mas cortas al interior delos periodos. Sin embargo, y bien pronto con el desarrollo de la palinologfa, estasdivisiones con base en el sedimento y en su contenido de macrorestos, fueronsustituidas por olqun grano de polen diagnostico y por las zonas de polen comoreferentes (Von Post, 1946); con la popularizaci6n de la tecnico del radiocarbono enla decode de 1960, el eje vertical del tiempo paso a ser el referente casi obligadode los estudios del Cuaternario.

EI empleo de las capas del registro sedimentario de los humedales con miras areconstruir su historia paleoambiental, es 10 parte menos empleada en este tipo deestudios cuando se compara con los microf6siles; sin embargo, nuevos trabajosapuntan a dane mayor importancia a los estratos y a las facies (Brown et 01., 2002;Rubensdotter and Rosqvit. 2003).

Desde el inicio de los estudios del Cuaternario de Colombia algunos eventos se handeducido con base en el sedimento; a modo de ejemplo. 10 separaci6n entre elTardiglacial y el Holoceno para la Sabana de Bogota, se halla cerca al Ifmitelitol6gico entre las arcillas de lago (Formaci6n Sabana) y las de inundaci6n(Formaci6n Chia), a troves de un hiato sugerido originalmente por Gonzalez, Van derHammen y Flint (1965) y, ratificado por otros autores entre ellos Helmens y Van derHammen (1995).

A pesar de existir localmente una clara discordancia entre estas dos unidades, losIfmites cronol6gicos aun permanecen inciertos. En 10 actualidad, se dispone decerca de 84 perforaciones realizadas por encima de 10 cota 2500 m.s.n.m. en el pols.pero la informaci6n obtenida de las capas del sedimento es muy pobre y ni siquierase ha intentado una correlaci6n esfrotiqrofico entre todas estas columnas; en 10mayorfa de elias solo se cuenta con una c1asific.a~i6n gru~sa ~~ c~mpo, conexcepci6n del trabajo de Jaramillo (1998), que reallzo una estirnocion Visual de los

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componentes microsc6picos mayoritarios v. por 10 tanto, el estudio de los sedimentosdepositados en los humedales altoandinos requiere de una mayor atenci6n; comopuede verse, la estratigraffa como herramienta genetica se ha empleado poco enlas interpretaciones finales.

En la actualidad, el sedimento altoandino es mirado como un contenedor quepreserva muy bien los restos paleobi6ticos minimiz6ndose su potencial comoindicador, en si mismo. de los cambios del ecosistema y la fase abi6tica de estosmateriales es poco estudiada, incluso. cuando se Ie compara con lascaracterizaciones ffsicas. Esta situaci6n persiste a pesar de que hoy por hoy esbastante cornun que un mismo sedimento sea estudiado por un equipointerdisciplinario de especialistas perc. la atenci6n se sigue concentrando encomponentes individuales del registro ocasionando que las caracteristicas deconjunto 0 litoestratigr6ficas continuen en un segundo plano.

La caracterizaci6n de los sedimentos recuperados hasta hoy de las lagunas ypantanos altoandinos colombianos, ha side bastante pobre limit6ndose a aplicarle alos estratos olqun nombre, de acuerdo con su parecido superficial con materialessimilares presentes en otras latitudes y como consecuencia, se est6 lejos de saber siexisten secuencias de estratos guias para las divisiones gruesas del Holoceno y,menos oun. si se presentan capas indicadoras de eventos menores 0 de oscilacionesc1im6ticas.

Una adecuada caracterizaci6n de los sedimentos es la primera fase hacia unconocimiento mas apropiado de los aspectos faciales, es decir, a la tarea deasignar coda tipo de material a un ambiente de depositaci6n especifico, ya que aldisponer de conocimientos suficientes para realizar esta toreo. la estratigrafia poneun marco de referencia para reconstruir e interpretar debidamente los cambios queha experimentado un ecosistema y de manera especial permite deducir el papelque ha jugado cada componente del sedimento dentro de su historia evolutiva.Igualmente, algunos rasgos del sedimento lacustre, corresponden a senores demecanismos y procesos. no del lago mismo 0 de su biota asociada sino del interiorde las cuencas de drenaje, tales como cambios en la denudaci6n, la meteorizaci6ny los procesos de transporte (Rubensdotter and Rosqvit, 2003).

4.1 LOS SEDIMENTOS DE LAGOS Y HUMEDALES

Una de las primeras tareas que ~e debe abordar en toda investigaci6n esdisponer de una forma adecuada y universalmente aceptada de nombrar lasdiferentes cosas que sean halladas y esto requiere dejar en forma explicita losconceptos en que se basa tal nominaci6n y 10 escala de observaci6n. Para el cosode los sedimentos que son recuperados de humedales y lagos, existen a nivelinternacional, serias dificultades en aspectos tan elementales como asignarle unnombre a cada tipo de material recuperado (Schnurrenberger et oi.. 2003).

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Esta situaci6n se debe parcial mente al amplio espectro de materiales que seencuentran en estos ambientes V' sobretodo, a su dependencia de la escala deobservaci6n vo que asignarle un nombre a un material basada en la investigaci6n asimple vista 0 en una lupa es radicalmente diferente de 10 que se observa en unmicroscopic; igualmente, la sedimentologfa de estos sistemas naturales hfdricos harecibido poca atenci6n.

4.2 CONCEPTOS FUNDAMENTALES

En muchos cosos. gran parte de la voriocion de nombres aplicados a lossedimentos paramunos radica en que los conceptos en que se fundamenta taldenominaci6n no han side c1aramente explicitados V documentados V, tampoco seha dejado claro hasta que escala de observaci6n se puede extender su validez. Larnovorio de tales conceptos estcn basados en un conjunto de tecnicos quepermiten su aplicaci6n V normal mente cada una de elias corresponde a unaaproximaci6n diferente al objeto de estudio; las aproximaciones de tipo integralcoexisten con aquellas orientadas al estudio de un componente particular.

Algunas tecnicos estcn dirigidas a obtener una lectura integral de algunavariable del sedimento V son las preferidas por la qufmica V la ffsica vo que todaselias se basan en porornetros que intentan valorar alguna caracterfstica general dela masa del material V para lograr este cometido se han desarrolladoprocedimientos e instrumentos especializados; se pueden mencionar el magnetismoa 10 largo de un nucleo. 10 termograffa, la pirolisis.la geoqufmica, la isotopfa etc.

Por el contrario, las tecnicos de onolisis visual, han estado mas orientadas haciael estudio de componentes particulares del sedimento V para ello se handesarrollado desde simples lupas hasta los microscopios electr6nicos de borrido.incluyendo una variedad de tecnicos modern as de onolisis de irncqenes porcomputadora. EI tornono de los objetos V de las estructuras mas diminutas que sepueden observar y caracterizar con las visualizaciones modernas abarca hasta unospocos nan6metros.

Los componentes que se dejan estudiar por onolisis visual son ampliamentevariables debido a que los minerales V los residuos de las toxones. yo seanmicroorganismos, vegetales 0 animales que existen en cada bioma son diferentes Vtornbien los procesos y agentes de descomposici6n V de preservaci6n que operanen coda ambiente sedimentario son distintos 0 se producen a diferentes ritmos en lasdistintas latitudes.

Durante la presente investigaci6n se ha constatado que la caracterizaci6n visualse puede realizar a tres escalas ampliamente diferentes; 10 primera de elias 0 decampo, es aquella que se puede realizar a simple vista, 0 con la ayuda de una lupade 20 aumentos. EIsegundo nivel corresponde a las observaciones realizadas sobrelas muestras secas en el laboratorio con ovudo de un estereoscopio V, el tercer nivelo esc ala es el onolisis de los componentes realizados con un microscopio 6ptico de

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polarizaci6n. A pesar de la importancia del onolisis visual, esta es sin duda un areapoco explorada del estudio de los sedimentos paramunos en Colombia.

La ccrccterizoclon a simple vista de los sedimentos es la mas inmediata de lastecnicos V tornbien la puerta de entrada a otras mas avanzadas. A esta escala detrabajo, los sedimentos exhiben algunas caracterfsticas fundamentales que sonsusceptibles de ser ampliamente utilizadas en su estudio, entre los cuales se puedenmencionar los tipos de materiales residuales presentes, los cam bios de coloracion, loscambios texturales V algunos aspectos estructurales 0 ffsicos. Algunos de estosdetalles, no se pueden obtener por otros medios V su ornision puede ocasionarseveros errores de interpretacion.

La estratigrafia de campo: Para propositos rnuy elementales, la columnaestrofiqrotico levantada en el campo V determinada con ovuoo de una lupa,puede lIegar a ser suficiente, especial mente si los nucleos son recuperados Iibres decompresi6n. A este nivel los materiales recuperados de los humedales paramunosparecen bastante simples V se pueden discriminar las diversas capas inorqonicos Ven las orqonicos se suelen distinguir los cambios de coloracion, de textura Vestructura e incluso algunos segmentos dominados por fibras. Este es el nivel de laestratigraffa que se ha practicado en Colombia.

La estratigrafia de laboratorio: Una mejor descripcion V caracterizaci6n de lostipos de materiales que constituven los sedimentos paramunos se obtiene con laobservaci6n al estereornicroscopio. En este caso la tecnico es bien sencilla vo quebasta tomar un terron no disturbado de la muestra V someterlo a secado [Veoseanexo de este capitulo). Durante el proceso de secado cuidadoso, se obtienennotables beneficios yo que el efecto rnirnetico de la materia orqonico sobre losdemos componentes desaparece 0 se otenuo V se pueden observar con masnitidez los estratos inorqonicos finos, las capas de ceniza volconico. los estratosorganominerales V los macro detritos.

Con la eliminocion del agua se obtiene igualmente una estobillzocion de lacoloracion del material a un estado estondor V oxidado, que aunque diferente delcolor nativo en estado sobresaturado V reductor, permite realizar numerosasobservaciones pertinentes; en todos los casos se observan notorios cambios decoloraci6n, e incluso algunos son muv drcsticos como ocurre en las diatomitas V lascenizas volconicos que se vuelven blancas 0 amarillas. Incluso se pueden detectargranos minerales gruesos en los estratos orqonicos 0 mezclas de materiales distintos.

Cuando la muestra ha side transportada al laboratorio sin perturbaciones ffsicascomo la compoctccion V el terron es cortado cuidadosamente a mano es posibleobservar algunos Ienomenos texturales V pedoqeneticos. En muchos cosos. a pesarde la drcstico reduccion de tornono que ocompono al secede. se amplifican losdetalles texturales V es posible observar tocilmente incluso las patinas de oxidocionleves que yocen enmascaradas en el estado hidratado.

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otros beneficios de este nivel de observocion esque permite disencr una tecnicomas adecuada de procesamiento en humedo para cada muestra y una seleccionmas acertada de las muestras enviadas a dotocion. del mismo modo parapropositos de interpretacion geocronologicos permite establecer si loscomponentesorqonicos son 0 no de la misma generacion y fija un marco de validez para lasedades.

La observocion de las muestras secas al estereomicroscopio proporciona unaenorme cantidad de informacion visualque facilita elaborar una estratigraffa con ladellmitocion de los estratos a la escala del centfmetro ya que permite una miradadetallada tanto de losmacrodetritos como de la matriz. Estenivel de la estratigraffacuando es utilizado en combinocion con el modele facial permite fijar detalles muyimportantes para la evolucion de los humedales como se vera a 10 largo de estecapitulo.

La estratigrana microscopica: Constituye el nivel de observocion mas precise yaque se trata de identificar y contar a cada uno de loscomponentes mas pequenosdel sedimento; desafortunadamente este cnolisis requiere de un alto nivel deentrenamiento y se realiza con una froccion Iimitada del sedimento ya que los restosmuy gruesos y especialmente los mas pequerios de 20 micrornetros no se puedenestudiar al microscopic petroqrofico. (Veasepetrograffa de lossedimentos).

4.3 LOS CONCEPTOS DE GRANULOMETRIA Y COMPOSICION

Haciendo caso omiso de su constituclon orqonico 0 mineral, los sedimentos delos paramos exhiben dos categorfas fundamentales basados solo en el tornonomedio de los detritos: "los macro detritos 0 fragmentos mayores de 0.1 mm y lamatriz por debajo de este valor". EItornono de 0.1mm constituye un lfmite procticoque corresponde al objeto mas pequeno que esapenas discernible como individuoa ojo desnudo y en condiciones ideales de iluminacion e, igualmente, a aquellapartfcula que es' identificable con los mejores estereornicroscopios. Aunque eltornono medio proporciona algunas indicaciones sobre la hidrodinomico yestabilidad de los detritos en el medio sedimentario ello no es suficiente para sucorocterizocion.

La cornposicion usualmente hace referencia a identificar a cada una de laspartfculas que forman un material: se Ie llama "componente" a una partfcula que esplenamente identificable y distinguible de otras similares por medio de unadeterminada tecruco la cual se puede realizar focilmente para los macro detritosorqonicos 0 mineraleshasta diferentes nivelesde precision.Enel caso de sedimentosinorqonicos como componente se acepta identificar a cada mineral, por ejernplo.cuarzo 0 feldespato; sin embargo, dos partfculas de arcilla son indistinguibles almicroscopio petroqrofico pero se pueden separar como distintas 0 iguales pordifroccion de rayos X. Los componentes orqcnicos tornbien es posibleindividualizarlos a distintos niveles, por ejemplo, una fibra orqonico es posiblesepararla de una semilla asfno sea posible 0 deseable asignarlasa una especie en

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particular, ya que el nivel de identificaci6n necesario siempre depende del objetivode la investigaci6n y de la escala de trabajo.

En muchos casos los conceptos de granulometria y cornposrcron se hallanintima mente enlazados, por ejemplo al hablar de matriz se Ie da entosis al aspectogranulometrico ya que la composici6n es dificil determinarla y por el contrario aldenominar un macroresto se suele olvidar la connotaci6n de tornono.

4.4 lOS MACRO DETRITOS

EI tornono medio de partfculas que excede el limite de 0.1 mm ya ha sideempleado en la c1asificaci6n de sedimentos por Truels-Smith (1955). Y se ajusta bienpara describir detalladamente nucleos recuperados de los humedales paramunoshasta las escalas pro pias del estereomicroscopio. De acuerdo con su naturalezaorqonlco 0 mineral se pueden subdividir a los macro detritos en: macro restos. macrodiatomeas y minerales.

4.4.1 Macro restos

Se debe entender como tal, a todo remanente de origen bi6tico tan grueso quese puede distinguir con un estereomicroscopio. 10 cuol. usualmente, sucede contornonos mayores que 100 micr6metros de acuerdo con el limite propuesto porTroels-Smith (1955); en esta categoria se incluyen tanto materiales de origen vegetal(fitoclastos). animal (zooclastos) y de hongos (fungiclastos). entre los que se puedenmencionar rolces. tejidos diversos, semillas, macrosporas de isoeies. carb6n vegetal,alas, restos de huevos quitinosos, tejidos y fructificaciones de hong os. entre otros(Figura 4.1). Los macro restos. por si mismos. constituyen un area activa deinvestigaci6n en paleoecologia con resultados muy importantes (Hannon andGaillard, 1997; Kuhry, 1988).

FIGURA 4.1 Macro restos de origen bi6tico distinguibles al estereorntcroscooio.

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Los macro restos. aun si no se identifica su proveniencia bi6tica 0 el rangetaxon6mico del organismo del cual provienen, se presentan en estados depreservaci6n, tcrnonos. form as y colores muy variados que permiten ser empleadospara fines estratigr6ficos. Por sus caracterfsticas geometricas, a los macro restos lesdenominamos granos si son mas 0 menos equidimensionales y fibras cuando uno delos di6metros es ampliamente dominante sobre los otros dos; aun en esta categoriase puede hablar de hilos, filamentos, fibras cortas 0 anchas, troncos etc.

Respecto al estado de preservaci6n de los macro restos. la escala de estimaci6nm6s empleada en campo es la de Von Post de 100, que es una medida tanto de ladificultad de destrucci6n bajo presi6n manual del material recien extrafdo como delas caracterfsticas de los exudados expulsados. Esta escala se considera bastanteadecuada para masas de macro restos 0 turbas pero. debido a que la mayorfa delos dep6sitos org6nicos de los paramos no son turbos. sino lodos org6nicos 0 lodosorg6nicos fibrosos. su empleo se ve seriamente limitado. Otros rnetodos de medidadel estado de preservaci6n de la materia org6nica basados en par6metros denaturaleza qufmica derivados de la muestra total, requieren ensayos en ellaboratorio, son poco selectivos con los diferentes fracciones del sedimento y suutilidad no ha side probada en el caso de los para mos. Por estas rezones. el estadode preservaci6n no se puede incluir actualmente en la nomenclatura de losdep6sitos org6nicos.

Sin embargo, durante la presente investigaci6n se ha encontrado que es posibleestablecer por medios visuales el grade de preservaci6n de los macro restosvegetales basado en caracterfsticas f6cilmente observables al estereo microscopiccomo:

• EI micro relieve superficial: las fibras cuando frescos tienen superficies lisospero a medida que progresa la alteraci6n se van formando agujeros muy pequeriosy culminan con un estado esponjoso.

• La preservad6n de la forma: las fibros pierden la turgencia y forma al avanzarel grade de alteraci6n y tejidos originalmente tubulares terminan aplanados ycontorsionados.

Con relaci6n en la determinaci6n a nivel taxon6mico de los macro restos, suutilidad paleoecol6gica esta fuera de toda duda para interpretaciones locales, perosu inclusi6n en una nomenclatura, por ejemplo, en la propuesta de Truels-Smith(1955), es de dudosa utilidad debido a que el nurnero de nombres resultantes esenorme por la variabilidad bot6nica de las comunidades hidr6filas en loscontinentes.

4.4.2 Las macro diatomeas

La presencia de las frustulos de los diatomeas es un~ de los rasgos .masconspicuos que se pueden distinguir c1aramente en e! sedlmento. seco bojo elestereomicroscopio. Estees un macro componente esenciol de los sedimentos de los

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lagos V humedales yo que su presencia es altamente indicativa del tipo deambiente en el que se ha depositado el sedimento (Vease, modelo facial).

Desafortunadamente en la movono de los casos la matriz de lodo orqcnicoenmascara gran parte de las diatomeas V solo algunos generos tienen especies 10bastante grandes para resaltar sobre el lodo V ser vistas por esta tecnico: entre lasmacro diatomeas en Llano Grande se encuentran generos como Cymbella,Pinnu/aria y Surirella. En el caso de las diatomitas tanto las frustulos grandes como laspequeiias que forman la matriz son ampliamente dominantes V el lodo orqonico esprocficornente ausente (Figura 4.2). En algunos niveles del nucleo las diatomeasgrandes se encuentran fragmentadas V su importancia relativa 0 genetica es masdiffcil de estimar.

FIGURA 4.2 Frustulos de diatomeas en una diatomita tfpica.

4.4.3 Los granos minerales gruesos

En ocasiones granos minerales 0 poliminerales son de un tamaiio grande V sedestacan clara mente al estereornicroscopio sobre los demos componentesorqonicos V pueden /legar a ser dominantes como en el caso de los niveles closticoso de las tefras. Para un experto en mineralogfa, es posible reconocer gran parte delas especies minerales mas importantes al estereomicroscopio. Este nivel deobservccion constituye una herramienta valiosa.

Para el caso de Llano Grande 2, estos granos suelen ser cuorzo. feldespato 0

micas. En las capas silicoclasticas las proporciones en que participan los mineralesson ampliamente variables V permiten una closificocion mas precisa V mas indicativaen terrninos de ambiente de deposito del material.

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4.4.4 Micro detritos 0 matriz

Como matriz se debe entender todo material tan pequeno que no se puedadistinguir con un estereomicroscopio, 10 cual, usualmente sucede con partfculascuyo torncno est6 por debajo de 0.1 mm. Este torncno de detritos es ampliamentedominante en los sedimentos de los p6ramos colombianos y constituye una de susprincipales caracterfsticas, en este apartado se incluye tanto la matriz de lodoorg6nico 0 de diatomeas muy pequenos como la mineral 0 combinaciones de elias(Figura 4.3).

FIGURA 4.3 Aspecto de 10motriz org6nieo (10oseuro) y mineral (los puntos bloneos).

Aunque la matriz, observada en estado seeo, esta ampliamente dominada pormateriales org6nicos, dista mucho de ser hornoqeneo ya que incluye y mimetizagran cantidad de partfculas como minerales, cctiones. aniones y silicof6siles, percpara prop6sitos pr6cticos a esta escala de observaci6n se puede considerar un limoorg6nico.

4.4.4.1 La matriz organica

Una gran parte de los sedimentos extrafdos de los humedales paramunos est6nampliamente dominados por la matriz org6nica. Esta fracci6n del sedimento esalta mente hidratada y se debe dejar secar al menos hasta humedad de campopara su observaci6n. EIcolor es muy variable y depende del estado redox y del nivelde hidrataci6n. En muestras recien extrafdas el color corresponde al estado reductorpero se oxidan en pocos minutos al ser expuestas al aire; durante el proceso desecado el color varfa gradualmente y al final queda de colores grises oscuros hastanegro, 10 que se ocornpono de una fuerte contracci6n de su volumen. La matrizcuando se observa en el estado saturado original 0, a humedad de campo, sepresenta como una masa de agregados de diornetros menores de 0.3 mm que sedebilita notablemente 0 se pierde en el estado seco.

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Esta caracterfstica de cqlomerccton de la matriz es un rasgo esencial en todotipo materiales extrafdos de humedales y lagos paramunos; su interpretacion comorestos de deyeccion de animales (Ooze) no es aplicable en los porornos par lapobreza de zooplancton y otros animales y por la heterogeneidad de formes ytornonos: otros posibles arfgenes son la auto cqlomerccion de las partfculas porcargas electricos. sustancias lipoides y geles hurnicos 0 su aloctonfa como partfculastrasportadas desde las zonas marginales.

La oqlornerccion es bastante fuerte, ya que si se suspende esta matriz hurnedoen una gota de agua destilada 0 en agua con dispersante, par eiernplo. conpirofosfato de No. los grumos aun persisten; destruir esta caracterfstica, requiere laextroccion de los complejos lipoides y de los ligandos humicos y en algunos cosos. elempleo de medios meconicos como una licuadora 0 vibrocion ultrosonico.

4.4.4.2 La matriz mineral

Algunas muestras en estado seco y bajo el estereomicroscopio. exhiben unamatriz mineral en general bastante subordinada respecto a la matriz organic a queles da un aspecto harinoso (Figura 4.3). En las capas silicoclosticos la matriz mineralse puede volver dominante como en los casos de las capas de cenizas volconicos 0limos arcillosos.

4.4.4.3 La matriz de micro diatomeas

En el caso de las diatomitas la matriz es tam bien una masa de diatomeas muypequenas y procticomente carecen de matriz de lodo orqonico (Figura 4.2). Enmuchos otros materiales este tipo de matriz tam bien existe pero esta enmascaradapor la matriz orqcnico oscura y solo se pone de manifiesto par medio de lapetrograffa. Como consecuencia de esto. narmalmente la proporcion de diatomeasrespecto a los otros macro componentes estero siempre subestimada.

Con estos seis tipos de detritos es posible construir una descripcion bastantecompleta al estereomicroscopio para los materiales reconocidos hasta hoy en loshumedales paramunos (veose la nomenclatura).

4.5 EL CONCEPTO DE COLOR

EIcolor de los sedimentos es uno de los porornetros closicos mas focil de percibiry, como tal, se ha empleado ampliamente en la seporocion de los estratos; noobstante los colores oscuros tfpicos de los sedimentos orqonicos son bastante diffcilesde apreciar y de nombrar. En el campo, los colores son estimados a simple vista parcomporocion con una "Tabla de Munsell" pero, para obtener una mejor seporocionde los estratos con base en este para metro se han desarrollado tecnicoscomputarizadas del cnolisis de imagen 0 las cuantificaciones del color conesoecfrototometros. Trabajos recientes han demostrado la utilidad de estas tecnicos

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para reconstrucciones poteoecorootcos (Helmke et aI., 2002; Christensen and Bjorck,2001).

EI color original del nucleo debe ser registrado tan pronto como sea extroido.debido a que en pocos minutos el color de los sedimentos se cambia al entrar encontacto con el aire e incluso los primeros centlmetros del techo de cada segmentoextraldo son mas oscuros debido a la oxidccion que ocurre entre dos extraccionessucesivas.

Durante la descripcion del nucleo en el campo, es normal tomar el color, ya seacon un termino descriptivo 0 por compcrocion con una tabla de Munsell; sinembargo, la forma mas eficiente de obtener el color original es por medio deregistro fotoqrofico. ya sea onoloqo 0 digital, debido a que facilita el procesamientodigital posterior.

Normalmente, el color cambia notable mente dependiendo del estado dehidrotocion del material, por 10 que la estimocion visual del color debe explicitar elestado de hidrotocion al realizar la determinacion. En las muestras de laboratorio elcolor original se ha perdido por exposicion de la muestra al Oxigeno, perc suele serde alguna ayuda, dejar secar al aire un fragmento pequerio: de esta manera seponen de manifiesto caracteristicas que son utiles en la seporocion de los estratos,especial mente cuando se presentan estratos minerales muy ricos en materiaorqonico.

Existen grandes variaciones de color en un mismo tipo de material y a diferentesescalas 10 que permite obtener una seporocion de los estratos con base en el color.En la mayorla de los casos las variaciones de color son paralelas 0 subparalelas alplano de depositoclon como corresponde a la banda 0 la lamina, perc en otroscasos el color es mas irregular y se presenta a modo de manchas. En estainvestlqocion se emplearon tres escalas diferentes:

1) EIcolor dominonte 0 zonal que abarca varios dedmetros,

2) EI bandeamiento que corresponde a variaciones tonales 0 de intensidad devarios centlmetros al interior de la zona de color.

3) La lcrninccion de color que ocurre a una escala menor del centlmetro.

Los colores mas usuales son ocres y pard os en diversas tonalidades y los cambiosde coloracion se pueden presentar de una manera muy brusca en menos de unmillmetro 0 mas gradualmente en pocos millmetros aunque tornbien se presentantransiciones muy suaves de varios centlmetros entre dos colores.

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4.6 EL CONCEPTO DE TEXTURA

Enestratigraffa, la palabra "textura" se refiere a la morfologfa y al arreglo de loscomponentes. Enel caso de lossedimentos paramunos, observados a simple vista 0

a troves de sus imcqenes computarizadas, se refiere bosiccmente a los macrodetritos y a surelaci6n con la matriz; este concepto solo se puede aplicar en estadofresco del nucleo ya que la textura se deteriora seriamente con el secado debido ala contracci6n de volumen. Losmacro restos.cualesquiera que sea su geometrfa,composici6n botonico 0 estado de preservaci6n, se pueden presentar como granosdispersosdentro de la matriz 0 en agregados densos a modo de racimos 0 grumosformando elementos mayores.

La matriz en la mayorfa de los casos se presenta como una masa uniforme 0 convariaciones de color muy sutilespero en algunos casos se presenta ocomponodo demacro poros que tornbien hacen parte de la textura. Dentro de este concepto sedebe tratar igualmente a las estructuraspropias del proceso pedoqenetico (veose.pedoestratigraffa). La distribuci6n y abundancia relativa de los diversos elementosconstitutivos de la textura (granos, grumos,macro poros y fibras) respecto a la matrizproduce una gran diversidad de patrones texturales desde una matriz hornoqeneohasta solo fibras y macro poros como en lasturbas.

En la actualidad, no se dispone de un sistemapara denominar a estos patronesde los sedimentos paramunos, aunque ella ciertamente Ie confiere a segmentos maso menos largos del sedimento un aspecto bien distintivo de sus vecinos.Normalmente, para designar estospatrones texturales se han empleado calificativoscomo homoqeneo. granuloso, fibroso, grano-fibroso etc.. (Figura4.4).

De hecho algunas descripciones aplicadas a los materiales de los humedalesaltoandinos y paramunos combinan composici6n, color y rasgos texturales, porejemplo, "arcilla grisbastante oscura con venas de color carmelita rojizo" (Gonzalez,Van der Hammen and Flint, 1965) y palabras como gyttja fibrosa son comunes en laliteratura.

Especialmente, durante la estratigraffa de campo, es a estas lIamativasvariaciones texturales a las que se ha tratado como estratosperc. un lodo orqonicoy una diatomita pueden tener el mismo patr6n textural hornoqeneo y, sin embargo,corresponder ados materiales sensiblemente diferentes; esta situaci6n tieneconnotaciones practicas importantes; en primer lugar, indica que se han separadoestratos con base en la textura y a falta de una nomenclatura para estospatrones seles han asignado nombres que fueron creados para describir aspectos de lacomposici6n. De otro lodo. esto complica no solo la nomenclatura sino tornbien unaposible correlaci6n entre columnas estrotiqroficos levantadas por distintosautores.

Una estratigraffa basada en patrones texturales es posible. pero no es confiablepara prop6sitos geneticos 0 para extender los resultados a otras regiones. Estaacci6n quizo explica porque no se ha intentado una correlaci6n litoestrcfiqroflco anivel del pafs a pesar del alto nurnero de perforaciones realizadas.

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E F G H

FIGURA 4.4 Patrones texturales del sedimento. A: homoqeneo sin grano, B: granularidadescoso. C: granos abundantes, D: granos y filamentos, E, F: filamentos y macro pores. G: unmacro resto notorio, H: Fibrosidad (Turbo).

4.7 NOMINACION DE LOSSEDIMENTOS

A pesar del poco acuerdo que se presenta a nivel internacional con las diversaspropuestas de nomenclatura de los sedimentos de humedales y lagos yaelaboradas, de ellos se pueden ya extractor algunas directrices utiles para cumplircon esta aspiraci6n, entre lascuales se tienen:

• Hacer c1asificaciones completamente descriptivas, evitando todainterpretaci6n sobre la proveniencia, genesis0 historiaevolutiva del material.

• B05ar las c1asificaciones en componentes especfficos que se puedandeterminar y nombrar tocilrnente y odemos asignorlosa una c1asedonde se puedan

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reunir con otros similares. EI nombre del componente debe ser ampliamenteconocido 0 muy comun. por ejemplo los que designan a losminerales 0 la palabrafibra.

• Los componentes se deben estimar 0 medir cuantitativamente; ladeterminaci6n y estimaci6n porcentual de los componentes debe ser posible enmuestra de mano 0 en una dispersi6nen agua sobre un microscopic petroqrofico.

• Las categorfas y nombres de los sedimentos deben, en 10 posible. seguirnombres ya conocidos y sencillosbasados en losvalores explfcitos de cada close decomponentes.

Debido a que la gran mayorfa de sedimentos recuperados de los lagos yhumedales son mezclas heteroqeneos de materiales de distinta naturaleza ya seaorqonico 0 mineral, se deben acordar porcentajes arbitrarios mfnimos paraestablecer los nombres de coda tipo de material e incluso para aseverar sudominancia; por ejemplo, usualmente se acepta que los sedimentos orqonicostienen al menos un 75% de suscomponentes asignablesa una fuente bi6tica.

En el caso especifico de los materiales recuperados de lagos y humedalespara rnunos. las capas inorqonicos eston muy subordinadas respecto a las orqonicosy de acuerdo con los conceptos ya aclarados es suficiente disponer de seisc1asesde componentes para crear una nomenclatura para 10 descripci6n macrosc6pica yal estereornicroscopio de lossedimentos.

Adicionalmente, es tornbien parad6jico que los estratos hfbridos 0 sea aquellosdonde coexisten org6nicos y minerales en proporciones similaresson muy escosos.situaci6n indicativa que estos ecosistemas tienden a producir situacionessedimentol6gicas extremas. Esta dicotomfa entre ser mineral 0 ser org6nico es unrasgo central del ecosistema que facilita 10 nomenclatura y que quizos hacontribuido al poco interesmostrado en 10 sedimentologfa del ambiente, dando unafalsa sensaci6n defccilidod y monotonfa.

4.7.1 Lossedimentos inorganicos

Enel ambito internacional, los estratosconsolidados e inorg6nicos, gozan desdehace ya largos enos de una nomenclatura estondor basada en 10 texture.composici6n y granulometrfa de los componentes microsc6picos v, por 10 tanto,palabras como arenisca, Iimolita, arcillolita, caliza 0 evaporita son ampliamenteconocidos. incluyendo tornbien la forma de nominar a susvariaciones (Figura 4.5).Usualmente la adaptaci6n de estas nominaciones para lossedimentos equivalentesno presenta mayores problemas.

En la gran mayorfa de los casos un investigador bien entrenado es capaz deseparar las distintas capas de sedimentos mineralesaun en casos diffciles como lascenizas volcanic as e incluso de las capas de diatomitas. otros materiales

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inorqonicos como los colcoreos 0 sulfatos, se pueden reconocer tocilrnente conalgunas pruebas de campo.

En los paramos Colombianos se han registrado diversos tipos de estratosinorqonicos. en los Iimites granulometricos de arenas, limos y arcillas pero. losmateriales carbonatados que son comunes en otros ambientes, no se presentan enlos sedimentos de los porornos. incluyendo la perforaci6n de Llano Grande 2.

Quizas la laminaci6n composicional mas regular y conocida en los sedimentos delagos sean las lIamadas "varvas" producidas por fen6menos estaci6nales decongelamiento de la parte superior de la lamina de agua en las zonas templadas,deride. adicional al cambio de coloraci6n se presenta una composici6n tfpica decada tipo de lamina con espesores subrnilirnetricos (Tiljander et 01., 2002). En los lagosandinos colombianos aun no se ha mencionado un fen6meno de este tipo: sinembargo, (Gonzalez, Van der Hammen and Flint, 1965), referencian en la columnanurnero "V" del Valle de Lagunillas en la Sierra Nevada del Cucuy, capas rftmicas dearenas y arcillas calificadas como "probablemente varvas".

No obstante, trabajos mas recientes han documentado bandeamientos endiversos tipos de ambientes de deposito incluyendo los cuerpos de agua que nosufren congelamiento prolongado, (Walker and Owen, 1999) e inclusive se haacufiado el termino rftmitas para su denominaci6n generica.

FIGURA 4.5 Cenizo volconico. vista 01 estereomtcroscopio.

4.7.2 Lossedimentos organicos

Los estratos dominantemente orqonlcos con mas del 75% de sus componentesasignables a una fuente bi6tica, son mas complejos y su caracterizaci6n dependetanto de la escala de observaci6n como de las tecnicos empleadas: el primer nivelde estudio hace referencia a las caracterizaciones de conjunto 0 volurnetricos delsedimento orqcnico y se puede subdividir en varias ramas, dependiendo de la

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tecnico de onolisis.entre lascuales se tiene: la caracterizaci6n visual.la geoqufmicay las ffsicascomo la termograffa y la magnetometrfa .

La geoqufmica orqcnico es una herramienta particularmente avanzada para elestudio de los materiales orqonicos. ya que ha demostrado su utilidad en labusquedo de hidrocarburos y comprende numerosastecnicos entre las cuales sedestacan la pirolisis,la isotopfa y el estudio de fracciones qufmicas especificasextrafdas del sedimento. Lasc1asificacionesde losmateriales orqonicos que se hanpropuesto, (Truels-Smith,1955; Schnurrenberger et 01., 2003). hacen entosis endiversos aspectos como el tipo y el tornono de las partfculas orqonicos. laproporci6n relativa de cada componente, la proveniencia taxon6mica de losresidues. el grade de conservaci6n 0 de descomposici6n de los componentesorqonicos e incluso aspectos ffsicoscomo la granulometrfa y el color. Seespera queen un futuro cercono. las c1asificaciones para los sedimentos orqonicos estenbasadas en los componentes microsc6picos y en las relaciones texturales; algunosesfuerzos por estudiar secciones artificialmente endurecidas de sedimentosorqonicos apuntan en esta direcci6n.

Con el prop6sito de nomenclar se emplean palabras de origen local que hanalcanzado un uso mas 0 menos extendido, pero cuya significaci6n precisa se hadegradado al ser extendidas a otras condiciones diferentes a las originales, talescomo gyttja, sapropel. dy y otros. Algun orden se ha intentado introducir desdehace varios enos perc. la confusi6n continua. Sinembargo, aun es normal que losnombres aplicados a un mismo tipo de material, perc desde distintasdisciplines.nosean coincidentes.

Desde el punto de vista composicional, algunas acumulaciones orqonicos comolas masas dominadas por macro restosvegetales reconocibles a simple vista, comola que se muestra en la Figura 4.6, a modo de fieltro, han mantenido ladenominaci6n de turbo. e igual se puede decir de algunos sedimentos constituidoscasi enteramente por un grupo de organismoscomo las diatomitas 0 las radiolaritas.Para hacer mas detaliada la c1asificaci6nde la turbas se han empleado adjetivosque indican la proveniencia botcnico de los tejidos, por ejemplo. turba deSphagnum 0 aspectos relativosal grade de preservaci6nde ellos.

En los dep6sitos de partfculas orqonicos dominados por tornonos muy finos y noidentificables a simple vista, la matrizorqonico. no ha gozado de una nomenclaturauniforme debido en parte a su heterogeneidad y a que suelen ser producidas pormuy diferentes procesoscomo la descomposici6n de tejidos orqonicos. la trituraci6nde estos por otros organismos, la condensaci6n de soles orqonicos. los restos demicroorganismos y los excrementos de la micro fauna entre los mas importantes.Una gran variedad de palabras han side empleadas para designar a estosmateriales, entre elias humus, gyttja, sapropel dependiendo parcialmente delambiente donde son formadas, depositadas 0 incluso de propiedadesorqonolepticos. de color 0 de la disciplinade estudio.

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A nivel de la nomenclatura, los sedimentos orqorucos paramunos se puedendenominar empleando las seis c1ases de componentes ya descritas y susproporciones relativas estimadas visualmente al estereornicroscopio en muestraseca; para ello se puede emplear un diagrama tetroedrico combinando tanto losaspectos granulometricos como composicionales para 10 cual basta colocar en elvertice superior los distintos tipos de matriz y en los vertices de la base a los macrodetritos 0 sea macro diatomeas, macro restos y los minerales grandes.

FIGURA 4.6 Macro restos fibrosos vistas 01 estereornicroscopio.

Debido a la naturaleza propia de los materiales paramunos donde se presentauna dominancia de solo una de las seisc1ases0 combinaciones de solo dos de eliascon el resto muy subordinadas, es posible emplear con m6s propiedad y simplicidadlos vertices y las aristas a modo de un esqueleto tefroedrlco: si se acepta comosubordinado un porcentaje hasta del 10%en cualquiera de los seis componentes,entonces gran parte del volumen del tetraedro interno est6 vado y la mayorfa de losestratos se pueden graficar empleando solo los brazos y los vertices como se puedever en la Figura 4.7. De este esqueleto tetrcedrico surge una terminologfa adecuadapara describir y nominar los estratos 01 estereornicroscopio. excluyendoexplfcitamente el grade de descomposici6n de las fibras. Las palabras que se debenemplear cuando uno de los componentes exceden el 75% y, consecuentemente,ocupa los vertices del tetraedro, estas son:

Turba: Es un material cuyo contenido porcentual de macro restos org6nicosexcede el 75% respecto a la masa total.

Lodo organico: Eneste caso la matriz org6nica alcanza 01 menos 75%del total.

Diafomifa: Sedimento donde las diatomeas exceden el valor limite propuesto del75%.

Por supuesto, el cuarto vertice corresponde a los estratos silicocl6sticos y lossedimentos reciben el nombre cornun respectivo. Existen materiales con dos

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componentes bien diferenciados ubicados en los brazos del esqueleto tetrcedrico(Figura 4.8), a los que les puede aplicar los nombres de:

MATRIZ

M.MINERALES

MACRORESTOS

FIGURA 4.7 Tetraedro composicional.

A B D

M.DIATOMEAS

cFIGURA 4.8 Tipos de materiales: A: lodo org6nico, B: Lodo org6nico fibrose. C: Turbo. D:

Cenizo volc6nica.

Lodo organico fibroso: en estos estratos el contenido de las fibras vorio entre 25 y75%.

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Lodo organico de diatomeas: Se aplica para aquellos materiales donde lasdiatomeas est6n inmersas en una matriz org6nica, en proporciones entre 25 y 75%.Eneste coso. las fibras son espor6dicas e incluso pueden faltar totalmente.

No es cornun encontrar sedimentos don de los tres macro componentes se hallenen proporciones similares ni tampoco aquellos donde solo ocurren macro restos ydiatomeas sin presencia de la matriz org6nica.

La palabra gyttja, solo si se entiende en el sentido amplio de Troels-Srnith (1955),como sin6nimo de lodo org6nico, podrfa emplearse para designar aquellossedimentos don de la matriz orqonico es ampliamente dominante. En este casogyttja, gyttja fibrosa, gyttja de diatomeas son las palabras a emplear en lanomenclatura .

En la Iiteratura la palabra gyttja se emplea actualmente con el sentido de limoorg6nico y se halla desprovista de su significado genetico original comoacumulaci6n de deyecciones de animales (Ooze), caso en el cual no se podrfaaplicar a los sedimentos de las lagunas y pantanos altoandinos, ya que estasacumulaciones no son comunes en los ambientes tfpicos de nuestros ecosistemas.

La nomenclatura propuesta es suficiente para denominar a los diversos tipos demateriales orqonoqenicos. que se hallan en los nucleos tfpicos de los lagos ypantanos y en cornporuo de la nomenclatura para sedimentos minerales permitenestablecer una estratigraffa de buen nivel de detalle. Usualmente, los estratos queresultan de aplicar esta tipificaci6n son a la escala de varios dedmetros.

La estratigraffa colombiana para los sedimentos orqcnicos paramunos no hasuperado este primer nivel pero. se puede destacar como una caracterfsticaespecial, la muy amplia dominancia de la matriz orqonico de colores cere. cafe, 0

pardo respecto a las turbas (en sentido estricto y entendidas como acumulacionesde macro restos con muy poco lodo org6nico) que son escasas y limitadas solo aespesores relativamente pequenos. Esta situaci6n es un poco parad6jica ya que enlos biomas y humedales de otras latitudes con los que normalmente se compara el .pcrorno. las turbas son comunes.

4.8 ESTRATIGRAFIA DEL NUCLEO LLANO GRANDE 2

Aunque resulta claro que uno de los objetivos de la estratigraffa es ordenar losestratos del registro geol6gico, tornbien es cierto que no existe una manera unico dedelimitar tales capas; en principio cualquier propiedad que pueda serobjetivamente medida y que presente cambios significativos puede ser empleadapara este fin. Como se ha visto en los nucleos recuperados de los humedalesparamunos se pueden describir estratos con base en caracteres texturales,composicionales 0 de color y cada uno de ellos produce capas validas perc. deespesores y significados diferentes. Por ello. la descripci6n de los estratos es un tema

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complejo e incluye explicitar el criterio empieado en la seporocion de ellos y por 10tanto en la definicion de susIfmites.

La estratigraffa para los sedimentos paramunos es tan compleja que no sepuede obtener de una manera unico y por el contrario es necesario definir losestratos con diferentes tecnicos: las caracterfsticas que resultaronm6s utiles fueronlas relaciones proporcionales entre macro componentes y matriz org6nica, loscambios de coloracion, los cambios texturales y algunos aspectos estructurales 0

ffsicos. Como resultado de ello. se pueden definir varias columnas estratigr6ficasindividuales, cada una de elias con una escala diferente y posiblemente con supropio significado genetico.

En este capitulo se describe unicornente la estratigraffa sobre la base del tipo dematerial ya que a las columnas definidas por el color 0 la textura es diffcilactualmente, asignarlesun significado precise; por ejemplo en un mismo estrato delodos org6nicos fibrososes posible observar bandeamientos de color cuyo origen esdesconocido. En otros capftulos se exponen la tefroestratigraffa y lapedoestratigraffa [Veosecapftulos 5y 6).

4.8.1 Estratigrafla Composicional

EIprimer nivel de oproxirnocion a la estratigraffade lossedimentos paramunos esel que se emplea usualmente en las descripciones de campo y est6 basadoinicialmente en el tipo de material dominante, sequn su naturaleza sea mineral uorg6nica, siendo 10 usualque estosultirnossean ampliamente dominantes.

En numerosas investigaciones durante esta estratigraffa de campo, se suelenseparar estratos que obedecen a tenornenos distintos al tipo de material, porejemplo. es usual que cambios de coloracion al interior de un mismomaterial seantomados como capas distintas, esto ocasiona que estas columnas estratigr6ficascon estratos definidos con criterios distintos 0 "hfbridas" sean muy diffciles deinterpretar. Enotros ambientes sedimentarioses f6cil reconocer las diferentes capasinorg6nicas perc. para lossedimentosde losparamos esto solo es cierto en aquellossegmentos de losnucleos que carecen casi totalmente de materia org6nica, dichos .segmentos se ubican normalmente en los primeros centlmetros del fonda de lascubetas sedimentarias. En la gran mayorfa de los ccsos. las capas minerales suelenpasor inadvertidas durante la descripcion mccroscopico. debido al gran podercolorante de su materia org6nica asociada. Aun pequenos cantidades de estamateria org6nica, producen un intensoefecto de enmascaramiento, especialmentesobre limosy arcillas.

La deteccion de materiales con proporciones entre org6nicos y minerales casiequilibradas es muy diffcil en el campo; algunas tecnicos como el ensayo al dienteo dejor secor una micro capa sobre la palma de la mana 0 sobre un papel negro,facilitan reconocer la contnbucion del componente inorg6nico. A nivel de macrocomponentes, la descripcion durante el trabajo de campo de los sedimentosorg6nicos paramunos, solo permite distinguirc1aramente, a simple vista 0 con una

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lupo. los restos de los tejidos y una matriz de torncno muy fino cuyas partfculas noson identificables. Las proporciones en que participan estas dos fraccionesdeterminan, en primer lugar, la denominaci6n preliminar del tipo de material, ya queexiste una gradaci6n completa entre aquellos constituidos casi en su totalidad pormacro restos (turbas) hasta segmentos donde solo se reconoce la matriz (gyttja 0

lodo orqonoqenico). Debido a que para la perforaci6n de Llano Grande 2, se tratade establecer una estratigraffa mas precis a y a escala de centfmetros, la columnade campo no permite alcanzar este objetivo; obtener algo rnejor. requiere mastrabajo y tecnicos y, por ello. los estratos se han definido teniendo en cuenta tantolos cambios detectables en el campo inmediatamente despues de sacar el nucleocomo aquellos extrafdos por medio de tecnicos de laboratorio incluyendo el onolisisdigital de imoqenes.

Observado 01 estereornicroscopio. el nucleo de Llano Grande 2, estoampliamente dominado por lodos orqonicos y lodos orqcnicos fibrosos concantidades muy limitadas de turbos y diatomitas (Figura 4.4); las cantidades demateriales inorqonicos se limitan a solo dos delgadas capas de cenizas volcanic as yarenas conqtorneroticos en su base. En una primera instancia el nucleo se puededividir en segmentos clara mente diferentes de acuerdo con el tipo de materialdominante; en algunos de ellos los estratos minerales juegan el popel dominante, enotros son los lodos orqonicos. las diatomeas 0 las fibras las que controlan lasedimentaci6n. A continuaci6n los segmentos de la columna se describe desde labase hada el techo:

4.8.1.1 Losestratos silicoclasticos

La cuenca de sedimentaci6n fue penetrada hasta su fondo rocoso a 1260 cm deprofundidad. EI nucleo se inicia con un estrato de arenas grises con escasosfragmentos hasta de medio centfmetro, evidenciados por el primer centfmetrorecuperado y por los terrones de este material que fueron arrastradas por 10 puntade la sonda rusa; el espesor estimado de este estrato es al menos de 13 cm ya queentre la punta de este instrumento y su canaleta de recuperaci6n existe unadistancia de 12 cm. Debido a la incertidumbre existente en el espesor real de esteestrato orenoso. las profundidades mencionadas en esta investigaci6n se miden.respecto a los 1250 cm de sedimentos realmente recuperados.

4.8.1.2 Loslodos organicos basales

Desde 743 hasta 1249 cm existe un espesor acumulado de lodos orqonicos quealcanza los 506cm, con una notable homogeneidad de su composici6n, una texturamasiva y carencia de fibras. EI lodo orqonico esta ocomponodo de diatomeasdesde 951 cm hasta el fondo y de matriz mineral de los 900cm hasta el techo yalgunos niveles de tefras y microtefras interrumpen a los lodos orqonicos enposiciones ya descritas [veose. tefroestratigraffa).

EI intervalo 901-950 cm corresponde a un error del proceso de perforaci6n yaunque el material recuperado es un lodo org6nico parece poco probable que sea

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Aniilisis radal de alta resotudon de sedimentos del Holoceno Tardfo en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

original este sin contaminaci6n y no se considera confiable. EI techo de estesegmento pasa en unos 10 cm a lodos orqonicos fibrosos a troves de un contactobien definido ubicado en 743 cm y precedido por oscilaciones ropidos delcomponente secundario en una secuencia entre fibres. minerales, diatomeas conespesores muy pequenos, A pesar de su aparente monotonic. los lodos orqorucos deesta parte del nucleo exhiben sect ores con variaciones sensibles en el color y en laestructura en especial en los niveles afectados por pedogenesis, verpedoestratigraffa.

4.8.1.3 Los lodos fibro-granulares: primer segmento

Desde el nivel 743 hasta 692 em las fibras juegan un papel importante comomaterial dominante (horizontes de turbas) 0 como componente seeundarioocornponondo a la matriz orqcnico formando lodos orqonicos fibrosos. En contrastecon el segmento precedente los estratos son delgados y, consecuentemente, losritmos de cambio entre materiales, son ropidos. La acumulaci6n de fibras tiene dosrnoxirnos centrados en 738 em y 708 cm separados por una interrupci6n (713-721cm) don de las diatomeas desernpenon el papel secundario acompanando lodosorqonicos. Hacia el teeho del segmento las diatomeas adquieren gradual mentemas importancia y las fibras disminuyen su participaci6n.

4.8.1.4 EI segmento con diatomeas

Las frustulos de las diatomeas son dominantes entre 567 y 691 cm deprofundidad ya sea como macro componente, como matriz 0 am bas a la vez. Enforma un tanto parad6jica el lodo orqcnico que es dominante en todo el nucleopuede faltar casi totalmente en algunas diatomitas aunque 10normal es encontrarlocomo el acompanante subordinado formando estratos de lodos orqonicosdiotorncceos. Por el contrario, las fibras en este segmento pueden presentarse comoun componente muy minoritario. En la mayor parte del segmento los estratos songruesos (hasta de 30 em) y con coloraciones pardas hasta ocres; sin embargo, en los26 cm del techo las capas se vuelven delgadas (1-5 ern). los cambios de materialesson ropidos alternando entre lodos orqonicos diotornoceos. lodos orqonicos y lodosorqonicos fibrosos.

4.8.1.5 Los lodos fibro-granulares: segundo segmento

Este segundo segmento fibroso que se extiende desde 567 hasta 421 cm secaracteriza por poseer capas de lodos orqonicos fibrosos y 13 capas de turbas entre1 y 13 cm que representan eerca de 35 % de 10 longitud total del segmento por 10que contiene la mas alta proporci6n relativa de coneentraciones de fibras de todala columna; aquf se tienen tres rnoxirnos de acumulaci6n de turbas eentrados en 554ern. 504 ern y 448 cm separados por lodos orqonicos que procticornente careeende matriz mineral.

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Analisis {adal de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

4.8.1.6 Loslodos organicos superiores

Se extienden entre 246 y 421cm y a diferencia de sus segmentos vecinos, loslodos org6nicos son de mayor importancia que los lodos orqonicos fibrosos y,consecuentemente, las acumulaciones de fibras forman solo cinco estratos deturbas con espesores muy reducidos de uno 0 dos centimetros. Adicionalmente, setiene la presencia de una matriz mineral que aunque subordinada en cantidad est6casi en todos los estratos del segmento. EIsegmento se inicia con la tefra Salaminaque es la m6s espesa de toda la columna y existe otro nivel con una microtefra en352cm.

4.8.1.7 Loslodos fibro-granulares: tercer segmento

Aqui son las fibras las que dominan el sector que se inicia en 245 cm y se extiendehasta la superficie; los estratos de lodos orqonicos fibrosos alcanzan su maximo deconcentroci6n de fibros como turbas y al igual que en otros casos son los lodosorg6nicos los que separon estos m6ximos. En este segmento las turbos se centran en170 ern. 114 ern. 80 cm y el horizonte superficial actual.

Aunque en esta investigoci6n se ha presentado una descripci6n integrada parasegmentos relativamente grandes del nucleo. /a base del trabajo ha sido unadescripci6n de cada centimetro de material y por 10 tanto es una estratigrafia conuna precisi6n muy alta, equivalente a eventos con duraciones de unas pocasdecodes. Losdatos detallados se presentan en el anexo y la columna gr6fica (Figura4.9) muestra esta columna incluyendo la pedoestratigrafia.

Estratigrafia General --- O. Turbas2. Horizontes oxidados-1. Lodos organieos fibrosos-3. Lodos orqanicos con diatomeas

1. Horizontes humiferos3. Cenizas volc8nieas-2. Lodos organieos-4. Diatorritas

3......-;nn~

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o 0 0 0 000 0 000~ 0 LO 0 LO 0 LO 0 LO 0 LO~ ro ro m moo ~ ~ ~ ~

FIGURA 4.9 Columna estratigr6fica integrada.

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Ana/isis rada/ de alta resouoon de sedimentos de/ Ho/oceno Tardio en e/ Paramo de Frontina, Antiaquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

4.9 INTERPRETACION DE LA COLUMNA ESTRATIGRAFICA

No es diffcil interpretar los datos composicionales cuando se dispone del modelofacial de depositaci6n, especial mente si se prescinde de los efectos pedoqeneticoscomo se describe a continuaci6n.

La cuenca de depositaci6n aunque excavada por un glaciar, se halla libre dehielo ya antes de los 14 mil ones 14CBP, Y se inicia un proceso de sellado de su fondopor materiales siliciclastic os aportados por escorrentra 10 cual conduce a laformaci6n de un lago de aguas profundas y a la depositaci6n de un espesoconjunto de lodos orqonicos bastante oscuros hasta los 743 cm; sin embargo, estelago ancestral de aguas negras vio su existencia interrumpida varias veces tal comosera descrito en la pedoestratigraffa.

Un cambio muy severo en las condiciones ambientales centrado en 743 cm,produce la desaparici6n del lago y deja en su lugar un ambiente de pantanos ycharcas evidenciadas por las capas de turba y los lodos orqonicos respectivamente.Este suceso tan radical ocurre en el transcurso de solo unas pocas decodes y lascondiciones que 10 produjeron se mantienen hasta 690 cm de profundidad.

Justo alrededor de este ultimo tiempo el lago de aguas profundas se formanuevamente pero ahora la dinornico de la sedimentaci6n ha cambiado y son lasdiatomeas los organismos dominantes 10 que sugiere aguas claras y procticornentela ausencia de areas marginales ya que tam poco se aportan fibres. lodos 0sustancias orqonicos al cuenco de sedimentaci6n. A partir de 590 ern. se evidenciauna fuerte inestabilidad en este ambiente que culmina con su desaparici6n a los 566cm.

Se forma entonces una nueva facies, pero esta vez son los pantanos de nivelfreofico rasante los ambiente dominantes; tres de estos se desarrollan centrados en554, 504 y 448 cm y, separados por ambientes de charcas perc. la facies completadura solo hasta 421 cm.

En este ultimo tiempo se inicia un nuevo segmento depositacional con una seriede erupciones volconicos pertenecientes al macizo Rufz-Tolima que tienen su puntoculminante con la tefra Salamina y otra microtefra en 352 cm. Durante todo esteperiodo que se extiende hasta los 246 ern. se mantiene en los sedimentos unapresencia constante de silicoclastos de origen erosivo que ocomponon a los lodosorg6nicos tfpicos de ambientes de charcas y Iitorales. Los lodos orqonicos tienen unapresencia subordinada.

EI ultimo segmento que cubre desde hoy hasta los 246 ern. esto dominado porfibras ya sea como capas de turbas 0 lodos orqonicos fibrosos pertenecientes aambientes de pantanos ocomporicdos de unas pocas capas de lodos orqonicos decharcas separando los eventos turbosos. Condiciones identicos a las de hoy setuvieron centradas en 170, 114 Y80 cm.

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Amilisis {adal de alta resouao» de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

AI interior de cada una de estas epoccs con duraciones de rnilenios. es posiblereconstruir eventos y oscilaciones internas muchos de elias con duraciones dedecodes empleando la informaci6n contenida en la columna estrotiqrcfico fina(Anexo 2, Figura 4.9 y capitulo 9, sfntesis). La descripci6n completa de la Iitologfa delnucleo se presenta en un formato nurnerico en el anexo acompariada de unaimagen de toda la perforaci6n.

4.10 CONCLUSIONES

La estrotiqrofico basada en la composicron tal como es determinada por elonolisis al estereomicroscopio en muestra sec a permite realizar una descripci6n muydetallada de los cambios en los estratos y cuando esta informaci6n es acopladacon un modelo facial adecuado se pueden reconstruir los ambientes dedepositaci6n a troves del tiempo con una gran precisi6n; aunque el principal uso deesta informaci6n es la reconstrucci6n paleoecol6gica, tornbien proporciona unmarco de referencia para poder interpretar aspectos mas detallados de la dlnorrucode los ambientes por medio de otros microf6siles.

La descripci6n de los materiales recuperados en la perforaci6n es posiblerealizarla con seis componentes pero. normalmente, solo dos de ellos se combinanen una muestra y combinaciones de tres 6 mas de ellos son poco frecuentes; estoresulta en materiales fuertemente interrelacionados a 10 largo de la columna comolas parejos formados por lodos orqcnicos fibrosos-turbos y los diatomitas-Iodosorqonicos. Estas asociaciones de materiales corresponden a las facies afines yrepresentan ambientes lateralmente conexos. Sin embargo, en la columna se tienenestratos adyacentes pertenecientes a facies lateralmente no conexos querepresentan cambios muy intensos.

EI archivo sedimentario es multidimensional e incompleto debido a la presenciade momentos erosivos y superposici6n de fen6menos como ocurre con lapedogenesis, 10 cual hace mas relevante una estratigraffa bosada en eventos queen materiales 0 en tiempo.

Algunos fen6menos aunque c1aramente distinguibles en los materialesparamunos como los bandeamientos de color se pueden presentar con 0 sin uncambio del tipo de material; aquellos no Iigados a cambios de material resultan muydiffciles de interpretar en la actualidad ya que no se conocen las causas ni loscambios qufmicos que producen tal coloraci6n en cada ambiente.

4.11 BIBLIOGRAFIA

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Analisis facial de alta resouoon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

4.12 ANEXO 3: METODOLOGIA DEL CAPITULO 4.

Extraccion del nucleo: Aunque durante la extroccion del nucleo de LlanoGrande 2 no se produjeron errores de compresion 0 de no recuperccion. aunquedan algunas fuentes de error como contorninccion debil por falta dehermeticidad lateral de la sonda rusa 0 por su uso inadecuado 10 que se corrigeeliminando el material contaminado durante el proceso de corte. Igualmente lafalta de un estricto control de la posicion cero de la sonda en la superficie delterrene. introduce errores posicionoles en la columna estrcfiqrofico del orden devarios centlmetros 10 que se traduce en dificultades temporales y en perdida deresolucion. Otras dificultades operativas de la sonda rusa como la suspension delproceso de perforocion durante varias horas producen hidrotocion. oxidocion ycontcminoclon del nucleo por 10 que recuperar rcpido el nucleo es esencial. AI igualque con otros barrenos 10 mejor es realizar dos perforaciones desfasadas 25 cm enprofundidad para evitar los posibles problemas de continuidad estrotiqrofico entredos nucleos sucesivos de una perforocion,

Color del nucleo: el registro de los col ores originales del nucleo es la primeratarea a realizar luego de su extroccion: para ello es necesario una cornoro defotografla profesional ocornponcdo de un filtro polarizador para evitar reflejos por elelevado contenido de agua de los nucleos. La foto del nucleo debe tomadavertical mente para evitar distorsiones de su longitud, se necesita ocornponor de unaescala graduada en mm y de una tira de color conocido. idealmente "Macbethcolor checker" 0 similar con el fin de ayudar a establecer el balance de colorverdadero y la densidad de cualquier color en los procesamientos digitales; en sudefecto una tira de color de la carta de Munsell puede ser suficiente. Una cornorode formato digital y resolucion minima de 1024 por 768 pixel es adecuada para estetrabajo, perc una resolucion mayor es deseable. Una ccrnoro onotoqo tiene mejorresolucion y mas nitidez en el color, pero implica una diqitolizoclon posterior de ladiapositiva 0 del positivo de papel; es preferible la diapositiva.

Secado de las muestras:EImetodo de secado tiene influencia sobre la muestra y10 mejor es extraer el agua por sublirnocion 01 vocio con 10 cual se preservan oun lasestructuras mas delicadas, se conserva mejor el color original y se produce unamen or controccion fsico en la muestra. Una alternativa mas economic a y lenta es elsec ado exponiendo la muestra a una atmosfera oxidante ya sea al aire libre 0 enuna estufa sin exceder los 35°e con 10 cual se obtiene un sedimento notable mentecontraldo hasta un decirno de su volumen original y en el cual se ha alterado lacoloracion original perc se enfatizan cambios sutiles de tonalidades. La peor opcionde secado es hacerlo en una estufa a 105°e y con 10 muestra envuelta en papelaluminio ya que se producen reacciones y depositos de sustancias exfronos.

Tratamiento digital de la imagen del nucleo: Las tecniccs de tratamiento digitalde la imagen de los nucleos se han vuelto una herramienta cornun de investiqocion.Petterson et aL (1999); las mas ufiles de elias son 10 funcion de ornpliocion-reduccionde imagen, las manipulaciones del histograma y 10 cuantific?c.ion de los can<:,lescrornoticos de un perfil 0 de un area. Existe software especiolizodo para reahzar

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Analisis {adal de alta resotooon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

estas labores perc en el presente trabajo se ha empleado Image_J y "MunsellConversion, v 6.22", para 10 comparaci6n de los colores en un monitor (Figura 4.10).

egns

564

~.~.~ ~ .~ ~ ~O~I\)CN,J:t.(]lO)0.0.0.0 0 a a

566·"U . ..,.9. .c:J·a.' .a: 568

· Q) .a.'03

'570

.572

FIGURA 4.10 Variaciones en la coloracion en un lodo fibrosa. Aqui las laminas mas clorosproducen un bandeamiento dentro del color zonal. La curva del nivel de intensidad marcamuy bien los cam bios, induso una mayor densidad de granulos altera los valores.

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•Ana/isis fada/ de alta reso/ucion de sedimentos del Ho/oceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.tess Ph D. Luis Norberto Parra S.

Estratigraffa (Figuras 41 1A Y 41 1B)

Convenciones: cada Iineo contiene el nurnero de 10 capo, su espesor en metros,el tipo de patr6n con tres letros movusculos y el nombre corto del estrato. Losnombres de estrato corresponden 0:

Turbo (SLD)Lodo 6rgano-mineral(SSM) (10m)Horizontes de humificaci6n (VF2) (humific)Horizontes A por estructura (CHK) (Aestruc)Horizontes oxidativos (RIT) (Oxidoc)Tefra (TEF)Lodos org6nicos fibrosos (RSS)(Iof)Lodos org6nicos (BEN) (LO)Lodos org6nicos diatom6ceos (Dll) (lod)Diatomito (DI2)

Capa 1 0.200 SLD turboCapa 2 0.140 RSS lofCapa 3 0.040 SLD turboCapa 4 0.340 RSS lofCapa 5 0.080 SLD turboCapa 6 0.090 RSS lofCapa 7 0.040 SLD turboCapa 8 0.160 BEN LOCapa 9 0.090 SLD turboCapa 10 0.110 BEN LOCapa 11 0.010 RSS LOFCapa 12 0.040 BEN LOCapa 13 0.020 RSS lofCapa 14 0.120 BEN LOCapa 15 0.050 RSS lofCapa 16 0.040 BEN LOCopa 17 0.030 RSS lofCapa 18 0.040 SLD turboCapa 19 0.020 RSS lofCapa 20 0.120 SLD turboCapa 21 0.040 BEN LOCopa 22 0.020 RSS LOfCapa 23 0.120 BEN LOCapa 24 0.120 RSS lofCapa 25 0.030 BEN LOCapa 26 0.030 RSS lofCapa 27 0.050 BEN LOCapa 28 0.030 RSS lofCapa 29 0.040 BEN LOCapa 30 0.050 RSS lof

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=Amilisis facial de alta resoluaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.

Tesis Ph D. Luis Norberto Paffa S.

Capo 31 0.140 BEN LOCapo 32 0.010 SSM 10mCapo 33 0.030 BEN LOCapo 34 0.010 SSM 10mCapo 35 0.040 BEN LOCapo 36 0.090 RSS lofCapo 37 0.010 SLD turboCapo 38 0.020 RSS lofCapo 39 0.050 SSM 10mCapo 40 0.080 BEN LOCapo 41 0.020 SSM 10mCapo 42 0.030 BEN LOCapo 43 0.020 SSM 10mCapo 44 0.090 BEN LOCapo 45 0.020 RSS lofCapo 46 0.010 BEN LOCapo 47 0.010 RSS lofCapo 48 0.050 SSM 10mCapo 49 0.020 BEN LOCapo 50 0.080 SSM 10mCapo 51 0.070 BEN LOCapo 52 0.030 RSS lofCapo 53 0.270 BEN LOCapo 54 0.010 TEF tefroCapo 55 0.030 BEN LOCapo 56 0.020 RSS lofCapo 57 0.070 BEN LOCapo 58 0.020 RSS lofCapo 59 0.030 BEN LOCapo 60 0.020 SLD turboCapo 61 0.120 SSM 10mCapo 62 0.010 SLD turboCapo 63 0.010 SSM 10mCapo 64 0.010 SLD turboCapo 65 0.110 SSM 10mCapo 66 0.020 SLD turboCapo 67 0.050 RSS lofCapo 68 0.090 TEF tefroCapo 69 0.080 SSM 10mCapo 70 0.020 SLD turboCapo 71 0.060 RSS lofCapo 72 0.030 SLD turboCapo 73 0.100 RSS lofCapo 74 0.110 SLD turboCapo 75 0.030 RSS lofCapo 76 0.030 SLD turboCapo 77 0.100 RSS lof

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•Analisis facial de alta resokidon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.

Tesis Ph D. Luis Norberto Paffa S.

Copo 78 0.060 SLO turboCopo 79 0.040 RSS lofCopo 80 0.040 SLO turboCopo 81 0.080 RSS lofCo po 82 0.090 BEN LOCopo 83 0.050 SLO turboCopo 84 0.030 BEN LOCopo 85 0.020 RSS lofCopo 86 0.020 SLO turboCopo 87 0.010 RSS lofCopo 88 0.010 SLO turboCopo 89 0.010 RSS lofCopo 90 0.160 BEN LOCopo 91 0.040 RSS lofCopo 92 0.010 SLO turboCopo 93 0.030 BEN LOCopo 94 0.070 RSS lofCopo 95 0.130 SLO turboCo po 96 0.070 RSS lofCopo 97 0.010 BEN LOCo po 98 0.040 011 LOdCopo 99 0.040 BEN LOCopo 100 0.030 011 LOdCopo 101 0.010 012 dlCopo 102 0.020 011 LOdCapo 103 0.030 RSS lofCopo 104 0.010 BEN LOCopo 105 0.010 RSS lofCapo 106 0.030 BEN LOCapo 107 0.010 RSS lofCopo 108 0.030 011 LOdCopo 109 ·0.070 012 dlCo po 110 0.110 011 LOdCopo 111 0.010 012 dlCapo 112 0.010 RSS lofCopo 113 0.320 012 dlCopo 114 0.020 011 LOdCapo 115 0.290 012 dlCapo 116 0.020 BEN LOCopo 117 0.090 012 dlCopo 118 0.030 011 LOdCopo 119 0.010 BEN LOCopo 120 0.120 RSS lofCopo 121 0.030 BEN LOCopo 122 0.010 RSS lofCopo 123 0.030 SLO turboCopo 124 0.020 RSS lof

117

a

Analisis radal de alta resotudon de sedimentos del Holoceno TardIo en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

Capa 125Capa 126Capa 127Capa 128Capa 129Capa 130Capa 131Capa 132Capa 133Capa 134Capa 135Capa 136Capa 137Capa 138Capa 139Capa 140Capa 141Capa 142Capa 143Capa 144Capa 145Capa 146Capa 147Capa 148Capa 149Capa 150Capa 151Capa 152Capa 153Capa 154Capa 155Capa 156Capa 157

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Amilisis {adal de alta resouaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

CAPITULO 5.TEFROESTRATIGRAFIA

La tefroestratigraffa es el estudio de las capas de ceniza volconico (0 tefras)presentes en el registrogeologico y han merecido una especial otencion debido aque presentan lassiguientesparticularidades:

• Lascenizas usualmente cubren amplias superficiesde un pafs e incluso de uncontinente y sus caracterfsticas distintivas se mantienen por largos periodos detiempo.

• Las cenizas poseen caracterfsticas de facil determinacion que permiten suidentificocion inequfvoca; 10 gran mayorfa de elias son a nivel de minerales 0 de sugeoqufmica, perc incluso rasgos unicos en un mineral como inclusiones0 texturaspermiten cumplir esta mision.

• Las tefras constituyen uno de los mas importantes marcadorescronoestrotiqrcficos ya que las erupciones se producen en instantes geologicos 0racimos de elias se producen en tiempos muy cortos y su emplazamiento aun agrandes distancias seproduce en pocas horas0 semanas.

• Las capas de ceniza se pueden datar directamente por diversos rnetodosentre los cuales se destacan el metodo K-Ar y las huellas de fision y, por ello.permiten establecer una Ifnea de tiempo absoluta e independiente de otrascronologfas.

Por estas rezones. las tefras han adquirido una gran importancia paracorrelacionar y datar eventos geologicos. De acuerdo con Shane (2000), laactividad clave en tefroestratigraffa, es hallar los elementos dioqnosticos y unicoscaracterfsticos de coda erupcion y susvariaciones sobregrandes distancias.

Desde las primeras exploraciones del Noroccidente de Colombia, se hareconocido 10 existencia de una cobertura de Andisoles y de piroclastos cuyasedades varfan desde el Pleistoceno hasta el Holoceno. EImacizo volconico Ruiz-Tolima se ha considerado tradicionalmente como la fuente de la mayorfa de lascapas, perc tornbien el volcon SanDiego que esto localizado en el flanco orientalde 10 cordillera Central y bastante mas al norte que el Ruiz-Tolima,ha generadograndes explosiones cuyos productos se han dispersado hacia el eje de lascordilleras; las tefras del volcon San Diego han sido objeto de varios estudiosiniciados por Florez(1987)y continuados porToro (1999).

Los depositos de tefras interiores y muy proxirnos al complejo volconico Ruiz-Tolima han sido estudiados mas profusamente a partir de Herd (1982),culminandocon una sfntesisreciente por Thouretet 01., (1995Y 1996),que ha permitido asignarcapas especificas a los volcanes Ruiz,Tolirno.Cerro Bravo y Machfn; est.osestudiosconstituyen las bases para estudios mas detallados de estos matenales y sus

Antilisis {adal de alta resoludon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto PalTa S.

aplicaciones. La prolonqocion de estos estudios hacia el norte, a distanciasintermedias y lejanas de los centros volconicos. ha culminado con una estratigraffaya publicada (Parra et ot., 1991) Y ampliada en susdetalles par Florez (2001), que seconsidera valida para los departamentos de Caldas y Antioquia. La mas exhaustivacronologfa par medio de huellas de fision para las capas de tefras del Noroccidentede Colombia, ha sido realizada por Toro (1999).

5.1 LAS TEFRAS DE LOS HUMEDALES ALTOANDINOS

La busquedo de las mas delicadas evidencias de tefras depositadas en lossedimentos de los lagos, como capas muy delgadas 0 incluso solo como mineralesdispersos pero bien dioqnosticos de su presencia 0 micro tefras, se ha convertido enuna de las herramientas mas empleodas en paleoecologfa, debido a su potencialpara establecer de forma inequfvoca las correlaciones de un mismo nivel en unaserie de perforaci ones de un mismo lago 0 en lagos distintos de ecosistemasseparados hasta cientos de kilometres. Existen en la literatura ejemplos notables detales marcadores a nivel continental como las cenizas Vedde y Laacher en Europa(Turney, 1998).

En Colombia a partir de los estudios pioneros de Riezebos (1978), en lossedimentos de la laguna de Fuquene. se ho reconocido la importancia de las tefrasen los estudios de los nucleos extrafdos de los humedales altoandinos,particularmente a troves de estudios sobre la cornoosicion rnineroloqico para ladeteccion de las diversas capas. Otro empleo frecuente de las tefras ha sido lacotocion de nucleos profundos cuya materia orqonico no es posible datarla por elrnetodo del radiocarbono, a modo de ejemplo, se puede citar las dataciones delnucleo Funza (Hooghiemstra, 1984 y Andriessen et a/., 1993).

La existencia de delgadas capas de cenizas volconicos en los sedimentos delcomplejo lagunar de Puente Largo, en el pororno de Frontino, fue inicialmentepuesta de manifiesto por Jaramillo (1998) y ompliada por Parra y Jaramillo (1999); deacuerdo con estos autores, la mas somera de las dos capas de ceniza se presentaalii entre 158 Y 164 cm y su edad interpol ada con base en radiocarbono estocercana a los 3612 enos 14CBP,mientras 10 mas antigua se localiza entre 238 y 241cm de profundidad con una edad estimada de 7300 enos 14CBP.

Durante la extroccion y descripcion de campo de la oertorocion del nucleoLlano Grande 2, se hizo evidente (Figura 5.1) la presencia de una capa de tefras deaproximadamente 5 cm de espesor y centrada en 408 cm de enterramientocorrelacionable con la tefra Salamina, (Parra et ol. 1991) Y otra mas delgada de 1cm de espesor a una profundidad de 1180 cm.

En la turbera de Llano Grande 2, en el pororno de Frontino, la tefra Salamina sepresenta a nivel mocroscopico entre 404 y 409 cm de profundidad como en estratobien definido de color amarillento que contrasta fuertemente con los estratosorqonicos vecinos. La capa se inicia gradual mente en la base y culmina

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Analisis {adal de alta resouoon de sedimentos del Holoceno Tardfo en el Paramo de Front/no, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

abruptamente en el techo, presentando al menos cinco laminaciones finas demateria orqonico (Figura 3.1).

Usualmente estas tefras tan delgadas y tan alejadas de los centros volconicos.corresp~nden a eventos explosivos de gran magnitud y de corccter destructivo enlos propios centros volcanic os, como colapsos de calderas 0 de conos volconicos.La presencia de las laminas orqonicos internas indica que hubo periodos muy cortosde repose 0 con erupciones mas debiles que no lIegaron hasta el pororno deFrontino.

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FIGURA 5.1 Capo de cenizo Salamina del nucleo lIanogrande 2. La grafica inferiorcorresponde a~perfil de intensidad en 10 posicion de 10 lineo amarilla.

EI cociente entre la fase lnorqcnico no combustible respecto al peso seco de lamuestra, revela c1aramente la presencia de esta capa de cenizas volccnicos comoun pica muy notorio, pero mejor definida que en el cnolisis visual (Figura 5.2), algunasmejoras son:

• EI espesor de la tefra Salamina es clara mente mayor que 10 detectado pormedia del onolisis visual y se extiende entre los niveles 405 y 413 cm para un total de13 cm de espesor. Esto se explica c1aramente por el corocter rnirnetico que ejerce lamateria orqonico. que indica que una gran parte de las micro-tefras pasandesapercibidas con el analisis visual.

• EI inicio y terminaci6n de este episodio volccnico se nota c1aramente, perc seinsinuo una irregularidad en su ritmo marcada por la laminaci6n.

14

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Analisis facial de alta resoludon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

• Luego de finalizado el evento volconico y entre el nivel 404 a 400 ern. se notaun leve incremento en la ceniza debido al aporte erosive de epiclastos,principalmente vidrio y feldespato, desde las orillas de 10 turbera.

Aunque el onolisis mineral6gico es la herramienta mas importante para revelar lapresencia de las tefras en los sedimentos, se requiere de particular cuidado cuando10 propia turbera y sus geoformas oledonos estcn labradas en un macizo volconicocomo sucede en el coso del nucleo Llano Grande 2. En esta situaci6n es necesarioconocer previa mente 10 composici6n general de las rocas volconicos de la cuencapara poder detectar aquellos minerales que ciertamente Ie son ex6genos, comosucede oqui con las esquirlas de vidrio escorioceo.

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FIGURA 5.2 La tetra Salamina vista a troves del an6lisis de los s6lidos no combustibles.

Una primera mirada 01 microscopic petroqrofico de la tefra Salamina (Figura 5.3),revelo que no existen diferencias muy notorias en el tipo de minerales que allf seencuentran 10 cual indica 10 presencia de un mismo evento volc6nico y, por 10tanto, con fuente en un solo centro eruptivo. Las primeras evidencias de su iniciaci6nse detectan yo en 10 muestra 414 (que corresponde con una profundidad de 414cm en el perfil) con escasos vidrios de textura escorioceo y, unos pocos feldespatosque se vuelven gradualmente mas abundantes hacia .el techo: en 10 mues~a 410 losminerales telsicos han aumentado de torncno rnedio y estan acompanados de

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Amilisis facial de alta resoludon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

algu~os minerales rncficos. La maxima proporci6n relativa de rnoficos y de tornonomedic se logra en la muestra 408 para luego decrecer mon6tonamente en la mismaforma que se inicio hasta su final en la muestra 405.

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FIGURA 5.3 Composici6n mineral6gica de 10 tetra Salomino.

Lo mas caracterfstico de este even to es el vidrio volconico incoloro con texturasdesde escorioceos hasta fuertemente flufdales y algunos de ellos con inclusionesfluidas ocornponodos de dos ortopiroxenos uno de ellos con pleocroismo polidonormal y el otro desde verde-pardo hasta pardo muy oscuro. En general, existenotros fenocristales recubiertos parcial mente con este tipo de vidrio por 10 que seconsideran cornoqrncticos con aquel, entre los que tenemos augita, oxihornblenda,ilmeno-magnetita, plagioclasa, sanidina y algunos Ifticos.

La mayorfa de los minerales telsicos. los vidrios volconicos normales, los mineralesde alteraci6n y la augita son de limitada utilidad para reconocer los eventosvolccnicos en este nucleo debido a que ellos existen normalmente en losalrededores de la turbera y podrfan ser aportados a ella por eventos erosivos. En elpororno de Frontino, los minerales de mayor utilidad para detectar las tefras son elvidrio volconico de textura escorioceo 0 fluidal, el ortopiroxeno y la oxihornblenda.La Figura 5.4, muestra estos tres minerales a 10 largo de algunos sectores del nucleoLlano Grande 2, y se destacan c1aramente 10 tefra Salamina en el intervalo 408 cm yotro pulso menor en 1180cm.

La ceniza volconico cerca de la base de la perforaci6n se reconoce yaclaramente en la descripci6n de campo como una delgada lamina de uncentfmetre de espesor y de color amarillo centrada en 1180 cm de profundidad y

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Analisis fadal de alta resoluaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

con Ifmites poco definidos al techo y la base respecto a los materiales cafes que la~o~ean. Igualmente, se expresa como un mayor contenido de s6/idos noIncl~erables d~sde el nivel 1182 hasta 1179 ern. con respecto a sus inmediatosveCln~s. A nivel .mi~eraI6gico esta ceniza esto dominada por los felsic os.esp,eclalmente un vidrlo volconico escoricceo y feldespatos mientras los rnoficos soloestan representados por trazas de un ortopiroxeno verdoso y de augita.

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FIGURA 5.4 Presencia de algunos mineralesdiagn6sticos de tefras a 10 largo de algunossectores del nucleo Llano Grande 2.

5.2 CORRELACION Y DISCUSION

A nivel del propio pororno de Frontino se han documentado tres capas de tefrosimportantes, la mas somera de las cuales se localiza a profundidades cercanas a 160cm en el complejo lagunar de Puente Largo y solo se observa como microtefravestigial en Llano Grande 2, a 154 ern: una segunda capa mas espesa y definida selocaliza en Puente Largo entre 238 y 241 cm de profundidad y esta misma se halla enla turbera de Llano Grande a 408 cm de profundidad. La discrepancia en laprofundidad entre los dos sitios es debida a un extenso hiato que se presenta enPuente Largo a 175 cm de profundidad. La tercera capa solo se ha detectado enLlano Grande 2, a 1180 cm de profundidad y no se conoce aun en otros sitios.

La capa mas somera es sincr6nica con los eventos explosivos ocurridos en estetiempo en el complejo Rufz-Tolima (Thouret et 01., (1995 y 1996); la correspondenciamas cercana parece ser una erupci6n pliniana (Unidad II) del volcon Tolima en lacordillera Central que habrfo ocurrido hace alrededor de 3620 enos 14C BP,como 10

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Analisis facial de alta resouaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

confirman 10 mineralogfa y las edades interpoladas en los nucleos Puente Largo(3612 enos 14CBP) Y Llano Grande 2 (3254 ones 14CBP). Esta capo constituye unmarcador muy bien definido e importante para el Holoceno superior.

La segundo y mas espesa de las tres capas se puede correlacionar con 10secuencia Salamina tal como fue definida por Parra et ot.. (1991) Y posteriormenteampliada en sus detalles por Florez (20001. para los pueblos del Norte deldepartamento de Caldas y Antioquia. En 10 seccion tipo descrita en San Felix,departamento de Caldas y en sus alrededores, esta tefra se observa como unconjunto espeso (cerca de 100 cm) constituido por dos capas de color amarillo apordo. separadas por un horizonte plccico. con 10 inferior de ella de granulometrfamas gruesa; a nivel rnineroloqico. 10 secuencia se caracteriza por sanidina,hornblenda verde, dos ortopiroxenos uno verde y otro pardo y vidrio esconoceo. En10 localidad tipo una dotocion por radiocarbono sobre carbon vegetal,inmediatamente encima de esta tefra dio una edad de 6330±270 enos 14CBP. Lamineralogla y 10 edad estimada en el nucleo Llano Grande (6550 enos 14CBP) secorresponden clara mente con esta secuencia. En el nucleo Puente Largo 10 edadde esta tefra parece ser algo mayor (7250 enos 14CBP), perc este nucleo ha sufridocom presion diferencial debido a su recuperocion con 10 sonda Dachnovsky y poseeun hiatos erosivo por 10 que esta edad se puede considerar mas cercana a 6500enos 14CBP.

La secuencia Salamina corresponde a 10 erupcion mas notable del HolocenoMedio y ha sido adscrita por Florez (2000) 01 Volcan Cerro Bravo coincidiendo eneste sentido con Herd (1982), quien describe para este mismo volcon una intensaactividad volccnico centrada en 6250 enos 14CBP.

La capo mas antigua (alrededor de 13000 ones 14C BP) del nucleo Llano Grande2, es rninerctoqiccmente poco distintiva y no es posible en el momento estableceralguna correlocion cierta con los eventos del Macizo RUlz-Tolirno. perccronoloqiccrnente se puede asimilar tentativamente con 10 etapa eruptiva plinianadenominada .Romerales (Unidad VI) del volcon Tolima (Thouret et oi., 1995).

5.3 BIBLIOGRAFIA

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Analisis facial de alta resoluaon de sedimentos del Holoceno Tard(o en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

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CAPITULO 6.PEDOESTRATIGRAFIA

EI estudio de los suelos que recubrfan los paisajes en el pasado, denominadossuelos tosiles 0 paleosuelos (Yaalon, 1971), ha tenido un fuerte impacto en lasciencias edoficos y geologicas modernas, especial mente en los estudios sobre elCuaternario. Los paleosuelos permiten dilucidar aspectos relacionados con lainterpretacion de 10 s ambientes 0 climas del pasado y con los tiempos deexposlcion a condiciones cereos de los substratos geologicos 0 de los sedimentos.

Los suelos modernos de los humedales paramunos ya han side discutidospreviamente y en cuanto a los suelos terrestres no sometidos a ciclos deanegamiento prolongados se puede consultar otros trabajos citados en Malagon et01., (1995). Los suelos tosiles que se encuentran en las columnas estrotiqrcficospueden ser reconocidos y descritos como tales y por 10 tanto con ellos se puedeconstruir una pedoestratigraffa. En el presente capitulo se presentan algunasdificultades y resultados encontrados como derivocion del estudio de lospaleosuelos del nucleo Llano Grande 2, se hace un especial entosis en aquellossegmentos con evidencias contundentes de la presencia de procesos edoflcos.

6.1 LOS PALEOSUELOS DE LOS PARAMOS

En los suelos terrestres de Colombia se han detectado intercalaciones depaleosuelos, que constituyen un valioso recurso por su utilidad cientifica y aplicadaespecialmente en relocion con la tefroestratigraffa (Herd, 1982; Thouret et 0/., 1985;Parra et 01., 1991). EI trabajo de Salomons (1989), con los paleosuelos terrestres delParque los Nevados ha permitido demostrar su utilidad paleoecologica lejos de todaduda.

Menos afortunado ha sido el reconocimiento de paleosuelos desarrollados sobreterrenos inundables del inmediato pasado 0 en aquellos ocupados por humedalesen la actualidad; al respecto, en un terreno actual mente co/matado del Paramo deFrontino, la presencia de paleosuelos, horizontes A y Ab, fue puesta de manifiestopor el pedoloqo Daniel Jaramillo al realizar la descripcion del perfil, publicado porParra y Jaramillo, (1994); este autor destaco ya algunos de los criterios mas utilespara reconocer los paleosuelos desarrollados sobre materiales orqcnicos. entre loscuales cita:

... "EI desarrollo de una estructura ed6fica debida a 10 organizacion de los peds. porejemplo.migajosa, que no se halla presente en los materiales parentales y los cu?les son cali~icados

como compaetos 0 masivos en terminos de estructura. La presencio de cornbiossignificativos de coloracion, especialmente 10 oooncior. de coloraciones negras y cambios

en 10 humedad 01 tacto del twcieo" ...

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Ana/isis {adal de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.tess Ph D. Luis Norberta Parra S.

6.2 CRITERIOS INDICADORES DE PALEOSUELOS

La manera mas obvia de identificar un paleosuelo est6 basad a en reconoceraquellas propiedades mortoloqlcos. ffsicas, qufmicas, biologic as 0 rnineroloqicos queson propias de los procesos pedoqeneticos pero que no se presentan en el materialparental. Algunos de estos procesos son bastante distintivos y exclusives.especialmente aquellos Iigados a la evolucion de la materia org6nica y al desarrollode los horizontes y de la estructura ed6fica.

Entre los rasgos m6s frecuentemente empleados para distinguir los paleosuelosen el campo, se destacan algunos indicadores considerados poco discutibles comola evidencia de desarrollo radicular, los cambios de coloracion en los horizontes, laexistencia de remanentes de horizontes dioqnosticos y el desarrollo de la estructurade peds (Yaalon, 1971).

Alternativamente, los paleosuelos tornbien se pueden distinguir por aquellosprocesos que ocurren tanto en el suelo como en los materiales de partida, pero quedejan una huella diferencial en ambos tipos de materiales. Como ejemplo, laolterocion qufmica en el entorno ed6fico suele producir algunos minerales deneotormccion que son abundantes alii, pero poco comunes en los materialesparentales, como es el caso de la olotcno y de la imogolita en los Andisoles. Algunostenornenos geologicos como la diagenesis afectan por igual a los sedimentos y a lossuelos enterrados y pueden contribuir tanto a destacar como a difuminar lasdiferencias entre unos y otros.

EI trabajo reciente de Florez (2000), con Andisoles fosiles al rnicroscooio. hapermitido demostrar la utilidad de algunos pedocomponentes para sureconocimiento y para descifrar la historia edcfoloqico de estos suelos. como es elcaso de la presencia de fitolitos y pedolitos 0 microfragmentos de suelos.

Los suelos luego de su torrnccion en condiciones cereos se pueden ver sometidosa otros tenomenos como el enterramiento 0 ser recubiertos por una lamina de aguadependiendo de la din6mica del ecosistema; el sumergimiento de un suelo es unevento que se ha presentado en los humedales paramunos con una buenopreservocion de susrasgos distintivos.

Para los paleosuelos del nucleo Llano Grande 2, que han tenido como materialesparentales a sedimentos org6nicos, el reconocimiento de ellos se ha fundamentadob6sicamente en los cambios de coloracion (melonizccion u oxidccion). el desarrollode los horizontes y de una estructura ed6fica; otros criterios cC?~o la presenci? dehiatos y de anomalfas en las curvas de radioca~bono !amblen suelen. ser ~!lles.Algunas de estas caracterfsticas se documentan mas ornpliornente a continuocion.

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Analisis facial de alta resouaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.tests Ph D. Luis Norberto Parra S.

6.2.1 Cambios de Coloracion

Los colores nativos de los materiales org6nicos de los p6ramos son variables y losm6s oscuros existentes son ocres y pardos (Figura 6.1A), perc la pedogenesistornbien produce coloraciones bien diagnosticas.

Melanizacion: Este proceso ed6fico se refiere al desarrollo de colores negros(valor y croma de 2 0 menor), ligados a la evoluci6n y polimerizaci6n de lassustancias hurnicos en condiciones oereos con la participaci6n de complejos AI-humus, como sucede actualmente en los suelos terrestres altoandinos y se Ie haconsiderado un proceso tfpico de acumulaci6n in situ de sustancias org6nicas bajocondiciones tries y hurnedcs (Thouret, 1989; Figura 6.1 B).

B cFIGURA 6.1 Diferencia entre los colores naturales mas oscuros (A) y el color negro de la

pedogenesis (B). C corresponde a col ores pardos tfpicos de un paleosuelo bien desarrollado.

A

Una primera aproximaci6n para la posible presencia de paleosuelos es lapresencia de segmentos de colores negros en los nucleos desprovistos de oIoresfuertes y brillos grasosos, en muchos cas~s, ~companados d~ una estru~t~raed6fica. Este color negro cuando es odotoqenefico. produce un tinte corcctensticoal ser manipulado digital mente el matiz. Se sugiere descartar las coloraciones deltecho de los nucleos debido a la oxidaci6n r6pida que sufren al ser expuestos encontacto con el aire 0 con aguas oxigenadas.

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Ana/isis facial de alta resolucion de sedimentos del Ho/oceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Aottoaoe:Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

La oxldcclon: los materiales orccnicos cuando se yen expuestos a condicionescereos son muy susceptibles a los procesos oxidados convirfiendose gradualmenteen C02; tal norstormccon equivale a una transferencia de Carbono hacfa laatmosfera y se produce normalmente bajo oxiqenocion plena y deficit dehumedad; en los paleosuelos del pororno se manifiesta como coloraciones cafescomo se observa en la Figura 6.1C. Si la oxidocion es muy persistente en el tiempo esposible que en algunas posiciones geomorfologicas se pierda completamente sucobertura de materiales orqcnicos.

6.2.2 Desarrollo de estructura

La mayorfa de los sedimentos de los humedales carecen de discontinuidadesffsicas en muestras de mano como grietas 0 ranuras por 10 cual se describen comomasivos; por el contrario, los suelos normalmente desarrollan una red compleja degrietas tridimensionales que obedecen al arreglo de la masa del suelo en unidadesmas pequerios de formas variadas y poco regulares denominadas peds. Esta formaparticular de arreglo de la masa edofico se conoce como estructura y debido a suresistencia tienden a ser persistentes en los paleosuelos y constituye uno de loselementos centrales de su reconocimiento.

Normalmente, la sonda rusa extrae los nucleos de sedimentos por corte lateralpermitiendo que la estructura original del material se preserve; por ello. algunossectores de la perforocion de Llano Grande 2, exhiben una estructura edofico biendesarrollada; sin embargo, algunas grietas aisladas presentes en el techo 0 en labase de los corazones son debidas a la descornoresion y no constituyen evidenciade pedogenesis (Figura 6.2).

En algunos cas os la primera evidencia de edotoqenesis es la cporicion de estaestructura, aun sin estar acompanada de un cambio de coloracion como se puedeobservar en la Figura 6.2C; esto sucede cuando la estructura se debe a cam biosffsicos. por ejernplo. ciclos de humectocion y secede. en este coso. las adiciones yperdidas son despreciables. La edofoqenesis se ha observado ligada al desarrollo dediscordancias como se aprecia en la Figura 6.2D, 10 que atestigua la existencia deperiodos erosivos mas 0 menos prolongados.

6.2.3 Anomallas en las Edades Radiocarbono

Debido a la naturaleza poliqenetico y al dinamismo de los procesos que afectanla materia orqcnico contenida en los suelos. la dotocion de suelos y paleosuelos noha estado exenta de dificultades (Scharpenseel, 1971); entre los problemas mascitados se tienen:

• EIrejuvenecimiento isotopico.

• La contorninccion por Carbono muy antiguo, por ejemplo, proveniente deshales carbonosos 0 calizas.

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Amilisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

• , Las adiciones de Carbono mas [oven. por ejemplo, a troves de exudados delas rorces.

• La bioturbaci6n que produce mezcla ffsica de materiales de distintos niveles.

c DA BFIGURA 6.2 Estructuras en los paleosuelos. A: corresponde a la porosidad normal de una

turba. B: al desarrollo de estructura. C: tiene estructura solo en los dos tercios inferiores. 0: laflecha indica una discordancia encima de un horizonte humifero con estructura.

Por estas rezones. las distintas fracciones que contienen Carbono de un suelo.suelen producir edades distintas, hasta en varios centenares e incluso milenios deenos. para un mismo nivel; para minimizar estos problemas, 10 usual, entonces, esdatar solo uno de los componentes, por ejemplo, carb6n vegetal, macro-restos 0

una fracci6n humico de acuerdo con los intereses de la investigaci6n.

Para la dataci6n de paleosuelos los posibles problemas se incrementan,especialmente para aquellos que se han desarrollado sobre sedimentos orqonicoscomo material parental; en este coso. el Carbono contenido en el material esclara mente poliqenetico y la edad obtenida depende tanto de la edad original dedepositaci6n del material como de la duraci6n del proceso de edotoqenesisposterior. En el caso del nucleo Llano Grande 2, Figura 6.3, existen varioscomportamientos particulares en las edades radiocarbono Iigadas directamente aldesarrollo de los paleosuelos; clara mente en los horizontes oxidados de la base delnucleo se produce un comportamiento invertido en las edades respecto a laposici6n estrotiqrofico ocasionado por la gasificaci6n de la materia orqcnico. Unamarcada oscilaci6n respecto a la tendencia general ocurre en el segmento entre370-552 cm. En estos casos las mediciones no se pueden considerar an6malas ya

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Amilisis facial de alta resotuoon de sedimentos del Holoceno TardIo en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

que eston registrando fen6menos naturales Iigados al funcionamiento del is6topo deCarbono. perc tampoco se pueden usar fielmente para conocer la edad deformaci6n del material. Las mejares alternativas para obtener una cronologfaconfiable dependen de datar par huellas de fisi6n las tefras y micro-tefras de estesegmento del nucleo 0 estimar el tiempo representado par la depositaci6n delsedimento mas el tiempo necesario para formar los harizontes. perc ambosaspectos son desconocidos hasta el momento.

Los estimativos de la edad por medio de un modele de reqresron (veosegeocronologfaJ, depend en fuertemente de las muestras consideradas como validas;en particular la muestra L1-G 1121-1130 cm con 14180±470 14CBP. tiene un fuerteefecto sobre los modelos ya que al excluir este valor la base del nucleo tiene unaedad cercana a los 13150 14CBP. perc si se ace pta como ultima fecha volidoentonces el mismo modelo polinomial arroja un estimativo de 14478 14CBP. Estamuestra en particular tiene poco efecto pedoqenefico y par 10 tanto la edad masantigua parece mas probable.

0.... 0co 3000V..- 60000 9000en0 12000,e« 15000

3

2

""NC>C>C>

C>

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""'"N<a

C>

'"I'-C>~---- ... ----- eo_ • Edad yd~s~ scion- j----=-= :::II:: - 10= :::II::

I =-=f--- - ~ -

~- =-= =-=

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o

Clases de paleosuelos

-O.Sin pedogenesisT

2. Horizontes humfferos3. Horizontes oxidativos

"

~=~ .C> C> C> C>C> C>

""o 0 0 0 0~ a ~ 0 ~ 0 ~ 0 ~~ m moo N N

Profundidad, em.

FIGURA 6.3 Relaci6n entre la pedogenesis y las edades radiocarbono.

6.2.4 otras Evidencias

Existen otras observociones 01 estereomicroscopio que atestiguan igualmen~e debuena manifestaci6n de fen6menos pedogeneticos como 10 son la ~resenCia c:er it dotubulos limonfticos y monchas de oxidaci6n en la motnz que estanI~modnla. Pleasreccciones de oxidaci6n de los compuestos de hierro. Asimisrno. 10Iga os a . .. . .. I tmelanizaci6n de la matriz por motenales numicos se observa rrucio men e como

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Amilisis facial de alta resotucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

manchas negras y posteriormente se invade toda 10 matriz con una notoriadisminuci6n de 10 porosidad y aumento de 10 dureza en estado seco. Adherenciosde estas sustancias hurnicos a los macro-restos tam bien constituyen una evidenciade pedogenesis. En otros segmentos 10 mezcla de fibras de diferentes generacioneses notoria especialmente, por 10 adici6n de raicillas nuevas. De 10 misma forma elpolvo mineral muy fino es mas cornun y abundante como consecuencia deldesarrollo de los paleosuelos bajo condiciones oereos. Los zooclastos tombien sonmas abundantes en los paleohorizontes.

EI corocter poliqenetico de los segmentos del nucleo con evidencias depaleosuelos tornbien se pone de manifiesto por asociaciones incompatibles durante10 petrograffa orqonico yo que es cornun encontrar componentes indicativos deaguas profundos provenientes de 10 fase original de 10 depositaci6n revueltos conaquellos formados durante 10 exposici6n cereo de 10 pedogenesis.

6.2.5 Algunos comentarios sobre la nomenclatura

La nomenclatura para suelos orqonicos es clara mente insuficiente para nombrara los materiales depositados en los humedales paramunos especialmente cuando seacepta que el inicio de 10 pedogenesis corresponde a 10 actividad de las rafces delas macr6fitas sumergidas (Vease, modele facial); particularmente en los ambientesIitorales y de charcas los materiales admiten ser c1asificados como sedimentos 0suelos orqonicos con evoluci6n incipiente. En esta investigaci6n se ha decididohacer entosis en las capas de turbos y en los paleosuelos mas desarrollados y es porello que los materiales de charcas y Iitorales aparecen descritos en 10 litoestratigraffa.

Debido a 10 escosez de trabajos sobre paleosuelos desarrollados sobre materialesparentales orqcnicos se hace necesario anotar algunos precisiones:

La nomenclatura actual para los suelos orqonicos presupone que ellos se iniciana partir de masas de macro-restos que se descomponen a medida queevolucionan; los horizontes orqonicos con un alto contenido de fibras se denotancon Oi 6 L que corresponden a las turbos; horizontes orqonicos con mezclas de fibrasy lodos orqcnicos se notan como horizontes Oe u F y, por ultimo, los horizontesorqonicos muy evolucionados con un contenido de fibros muy bajo se correspondencon los horizontes 00 u H. Observese que otro tipo de materiales orqonicos nofibrosos tornbien son susceptibles de actuar como material parental, como los lodosde fonda de logo, y para ellos sera empleada 10 letra 0 en su sentido generico deorqcnico.

Los paleohorizontes orqcnicos bien formados se pueden diferenc:i?r po~ ~ambiosde color y/0 formaci6n de estructura que requieren de. una anota~l?n ooicionol noestondor: se emplea el subfndice "h" para indicar hOrlz~ntes orqorucos negrosyoracumulaci6n de humus (horizontes Oh) y para los horizontes con color cafe sedesigna el subfndice "I" (horizonte 01). Para el coso en el cual el horizonte muestradesarrollo de estructura, se utiliza el subfndice "w" (horizonte Ow).

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Analisis facial de alto resoludon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norterto Parra S.

Con estos horizontes asf entendidos es posible describir 10 totalidad del nucleoperc debido el entosis de esta investiqocion solo seron descritos los niveles con 10presencia de los horizontes turbos os (Oi) por su significado especial yo que solo seforman cuando el nivel freotico se mantiene por un tiempo prolongado en 10superficie del terreno como en el suelo actual, junto con los eventos dehumitlcocion (Oh) y los paleosuelos oxidados (01).

6.3 SUELO ACTUAL: HISTOSOL FIBRICO

EInucleo de Llano Grande 2, se caracteriza por poseer un suelo orqcnico actual enlos primeros 38cm y a continuccion se presenta su descripcion.

Loca'izacion: Piso actual de 10Turbera de Llano Grande 2Altitud: 3475 m.s.n.m.Posicion fisiografica: parte plana actual de 10 turbera permanentementeinundadaPendiente: entre 7-12%C'ima: Frfo, 12-16°CMateria' parental: materiales orqonicos.Material subyacente: Rocas volconicos.Drenaje: Mal drenadoCondiciones de humedad del suelo: HurnedoProfundidad de la capa freatica: En 0 muy cerca de 10superficie.Evidencias de erosion: NingunaProfundidad efecfiva: Muy profundoRegimen de humedad: AcufcoRegimen de Temperatura: lsomesicoCobertura Vegetal: Poaceae, Hypericum, Espeletia y otras hierbasEspesor Total: 38 cmClasificacion: Udifolists

Descripcion: Tiene un espesor de 38 cm y esta conformado por tres horizontesque definen el siguiente sequum: Oih-Oilh-Oil; el primer horizonte tiene un espesor de3 em, es de color negro; el segundo horizonte tiene un espesor de 17 ern. es pardorojzo. en la parte central presenta una tenue coloracion oscura y agrietamientolongitudinal (Figura 6.20) y, el tercer horizonte tiene un espesor de 18 ern. es de coloroere rojizo. En los tres horizontes el contenido de fibras es mayor del 40 %, estas songruesas y medias v. eston en posicion vertical; ninguno tiene desarrollo estructural ylos Ifmites entre horizontes son transicionales. La acrotelma se halla a 20 cm deprofundidad y esto acompanada por 10 torrnocion de oxi-hidroxidos de hierro y elnivel freotico oscila entre este nivel y 10superficie del terreno.

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6.4 EVENTOS DE TURBAS

La presencia de turbas en la columna estrotiqrofico eorresponde a period os detiempo donde el nivel treotlco permaneee la mayor parte del tiempo en unequilibrio preeario con la superficie del terreno favoreciendo la aeumulaei6n demacro restos como sueede en la aetualidad en Llano Grande. Bajo estascireunstaneias se favoreee la aeumulaci6n de fibras e incluso de troneos gruesos dehasta un 1 em de diornetro debido a una deseomposiei6n lenta y, por 10 tanto, laformaei6n de humus, partfeulas finas de matriz y otras transformaeiones es incipiente.Los espesores de tales horizontes varfan entre 2 y 15 em, siendo muy humedos.porosos y Iivianos y generalmente, de eolores pardo claro 0 pardo rojizo. A trovesdel perfil de estes materiales se produce trasloeaeiones de partfeulas finas entre eliasel polen (Clymo y Mackay, 1987), 10 eual, difieulta la interpretaei6n de los diagramaspolfnieos y de otros mierof6siles.

EI espesor aeumulado de turbas (76 em) respecto al total del nucleo representasolo el 6% del material e incluso suelen faltar durante periodos prolongados (Figura6.5); sin embargo, en ciertas seeeiones del nucleo se vuelven mas freeuentes amodo de grupos, por ejemplo, entre las profundidades: 73-93 em, 370-552 em y 707-739 em Los Ifmites de estas capas con respecto a los demos materiales son netos yestcn definidos por un eambio de textura. Una deseripci6n de estos eventos es lasiguiente:

Eventos entre 707-739 em: Se earaeterizan por 10 presencia de dos delgadoshorizontes de turbas en una distancia de solo 32 em que eston separados por lodosorqonicos fibrosos. EI horizonte basal (737-739 em) es el primero de su tipo ya quedesde esta profundidad hasta el basamento de la cuenca no se presenta nadasimilar y coincide con el eambio facial mas drostico de toda la columna. En elhorizonte superior (708-710 em) la turba es muy porosa, lavada y con poea matriz.

Eventos entre 370-552 em: En este segmento oeurren 14 eventos turbososrepartidos en solo 182em de columna con espesores individuales de turbas desde1em hasta 11 em e interealados con lodos orqonicos fibrosos y lodos organic os.Estos horizontes se eneuentran en las profundidades entre 547-552 em (6 em deespesor), en 536 em (1 em de espesor), 514 em (1 em de espesor), 512 em (1 em deespesor); entre 501-505 em (5 em de espesor). 483-480 em (4 em de espesor). 475-470em (6 em de espesor), 453-443 em (11 em de espesor). 458-460 em (3 em deespesor]. 432-430 em (3 em de espesor), 423-422 em (2 em de espesor). 399-398 em(2 em de espesor); en 386 em (1 em de espesor), 384 em (1 em de espesor) y, entre371-370 em (2 em de espesor).

EIevento eentrado en 549 em es una masa de fibras muy limpias procticornentesin matriz rodeado de lodos fibrosos y solo se observan algunos parches pequenosde color negro con algunas diatomeas (Aulaeoseira). Hacfa la parte media,eentrado en 448 em, se presenta la eoneentraci6n mas importante de horizontesturbosos rodeados de lodos orqcnicos fibrosos; en estos cosos. fibras j6veneseoexisten con las fibras alteradas. Las turbas mas someras que 399 em eston

Analisis fadal de alta resotoaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

rodeadas de lodos orqorucos y poseen polvo de minerales hasta en un 5 % Ydiatomeas (Surirella) en un 5 %.

Eventos entre 73-93 em: Eneste segmento se presentan dos eventos turbosos muyparticulares por el contenido de abundantes troncos de tornono mayor alcentfmetro y con un diornetro de un centimetre. separados por un corto intervalo(31-39 cm) de lodos fibrosos. Esta concentraci6n de troncos de plantas noidentificadas es unico en toda 10 columna. Esporcdicomente aparece un delgadohorizonte de un centfmetro en la profundidad 274 cm

6.5 EVENTOSDE HUMIFICACION

Estos horizontes estcn desarrollados sobre lodos orqorucos y se reconocenmacrosc6picamente por colores negros Oah y/o Oahw debidos a la humificaci6n,cuyos espesores varfan entre 1 y 18 cm. EIcolor negro toma tintes distintivos respectoa los col ores oscuros no afectados por pedogenesis cuando se manipula el tintedigitalmente. La textura varfa entre masiva y granulos finos. La humificaci6n tornbiense manifiesta debilmente sin constituir horizontes diagn6sticos en otros segmentos delnucleo. por ejemplo, en 1106 Y 1113 cm 0, por el contrario, formando un sequum 0

unidad genetica bien clara. Estos eventos humfferos eston concentrados hacia 10base del nucleo entre las profundidades 872-890 ern. 1043-1066 ern. 1121-1141 ern.1142-1148 ern. 1189-1199 cm y 1246-1250 cm y los Ifmites de estos eventos conrespecto a los demos horizontes son netos y eston definidos por un cambio de color.Una descripci6n de estos horizontes en detalle es 10 siguiente:

Evento humifero entre 872-890 em: Tiene un espesor de 18cm y un buen desarrollode estructura en bloques subangulares, debiles. muy finos. Aquf la humificaci6n esmuy debil y domina 10 estructuraci6n del material (Figura 6.2c).

Sequum: Oahw-Oa(h): 1043-1066 em

Esta unidad genetica tiene un espesor total de 16 cm y esto delimitado por unadiscordancia nftida en el techo. EI techo es un horizonte humffero y 10 base es unmaterial parental orqonico. EI primer horizonte Oahw, se localiza entre 1043 Y 1053ern. es de color negro, tiene un espesor de 10cm y presenta desarrollo estructuraldebit. EIsegundo horizonte 00 (h), se localiza entre 1053Y 1066 ern. es bandeado porhumificaci6n incipiente (h), tiene un espesor de 13 cm y no presenta desarrolloestructural. EIIfmite entre los dos horizontes es transicional.

Sequum: Oah-Oa: 1121-1141 em

AI igual que el caso anterior consta de un horizonte humffero (Oah) entre 1121 y1126 cm que se ha desarrollado sobre lodos orqonicos (00) entre 1127-1141 cmpero. no hay desarrollo de estructura en ninguno. de ello~. Existen granos, deminerales comunes y muy finos mezclados con 10 matnz que se incrernenton hocio 10base del horizonte que tiene un debil bandeo especial mente en 1135cm.

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Evento humlfero entre 1142-1148 em

Se trata de un horizonte Oahw de color negro con un espesor de 6 cm,desarrollado sobre el techo de un horizonte oxidado previa mente preexistente y, por10 tanto, con un buen desarrollo estructural heredado. Esun segmento afectado parpoliqenesis edofico.

Sequum: Ooh-Oa: 1189-1199 em

Este sequum se halla limitado en la bose por una discordancia erosiva y en eltecho por un cambio litoloqico entre lodos de diatomeas y lodos organo-minerales.EI horizonte superior Oah, se localiza entre 1189 y 1192 ern. es de color negro, tieneun espesor de solo cuatro centimetros y no presenta desarrollo estructural. Presentazoodetritos, semillas y unos pocos macro-restos con halos oxidados de color pardorojizo mezclados con macro-restos mas jovenes, EIparental orqonico basal no tieneestructura yes de color pardo con manchas y bandas humicos.

Evento humffero entre 1246-1250 em

Se trata de un pequerio horizonte de color negro humffero Oahw Iimitado altecho por una discordancia erosiva y con evidencias de estroctorocion quizos comoefecto del desarrollo del horizonte suprayacente.

6.6 EVENTOSDE OXIDACION

EI proceso pedoqenetico mas dominante en estos paleosuelos es la fuerteminerolizocion oxidativa que borra completamente los limites internos y ocasiona suhornoqenizccion. acompanada de la forrnccion de una estructura muy buena. Laoxidocion que sufren los paleosuelos conlleva a la conversion parcial de la materiaorqonico en C02 cambiando por completo el color del suelo original y condole alhorizonte una coloracion cafe pordo. a veces. bastante rojiza. Solo ocurren dos detales sucesos en la base de la columna de Llano Grande 2, una descripcion de estes.desde el techo. se hace a continuocion:

Primer evento oxidativo: Oalw: 1142-1188 em

Tiene un espesor de 41 ern. el color general es cafe pardo pero presentamanchas oscuras e incluso una pocos bandas en la base. EI horizonte posee unaestructura fina bien definida que desaparece gradualmente hacfa la bose en 1188cm coincidiendo con un cambio litoloqico. EI techo esto marcado no solo por ladesoporicion de la estructura sino tornbien porque a partir de 1148 cm estoafectado por una melcnizocion.

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Segundo evento ox;dat;vo: Oalw: J 200- J 246 em

Este horizonte esta Iimitado por dos discordancias siendo mas notoria la de labase que esto acompanada por un cambio de color y mas sutil la del techo. Lapedogenesis es muy evidente siendo algunos de los rasgos mas dominantes de estapedogenesis son la mezcla de raicillas viejas con algunas mas [ovenes. la mayorfason oxidadas, la mineralizaci6n de la matriz, la existencia de moteos de humus y demanchas amarillas sobre el color general cafe pordo. hay pedotubulos,neominerales de hierro y zoodetritos. La estructura del horizonte Oalw, es muy buenay esto ccomooncdo de una porosidad que disminuye con la profundidad.

6.7 COLUMNA PEDOESTRATIGRAFICA

De acuerdo con las descripciones previas es posible construir una columna queresume los datos pedoestrotiqroficos asignando cada tipo de evento significativo,como se muestra en la Figura 6.3, a una c1ase;asf la c1ase 0, representa ausencia depedogenesis, la c1ase 1, son los eventos de turbos. la c1ase dos. marca los niveles conhumificaci6n y la tres. los horizontes con oxidaci6n de materia orqonico. Estaexpresi6n de la pedogenesis como c1asestam bien obedece a una intensidad de losprocesos. desde ausentes en la c1ase 0, hasta muy intensos en la c1ase tres. Esbienclaro que la pedogenesis mas intensa se ha presentado en la base de la perforaci6ny estos eventos no se distribuyen homoqeneornente a 10 largo del tiempo sinoconcentrados en ciertos segmentos.

6.8 INTERPRETACION PALEOECOLOGICA

La base de la perforaci6n exhibe las evidencias de una pedogenesis avanzadadesarrollada sobre sedimentos de aguas profundas. Casi inmediatamente despuesde ser liberada del hielo glaciar hace unos 14 mil enos y cuando aun otros macizosmontcnosos colombianos estaban cubiertos de hielo se deposita en el fondo de lacubeta una delgada capa de sedimentos closticos con un espesor no mayor de 12m y encima de ellos se tienen solo 4 cm de lodos orqonicos diotomoceos queatestiguan la presencia de una lamina de agua profunda que se seca ropidornente.A continuaci6n, el sedimento es expuesto al aire bajo condiciones frfas y algohurnedos que ocasionan una humificaci6n y el desarrollo de una discordancia. Unadataci6n radiocarbono que cubre parcialmente este intervalo produce una edadde 8930±31° yr BP, bastante mas joven que otras edades mas arriba en la columnaestroticroflco 10 que indica un hiato significativo y una probable perdida desedimentos lacustres.

Luego, el lago se forma nueva mente Y se depositan lodos orqonicos dia!~n:aceosde los cuales se conservan 47 cm perc. el agua se seca pronto y se trucro unapedogenesis oxidativa; esto solamente sucede cuando las condiciones ~~n tandrastic as que el sedimento ha perdido tombien gran parte de su hurnectocion y seinicia la conversi6n a C02 ocornpcnodo del desarrollo de una estructura

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pedoqenetico muy buena que incluso lIega a afectar levemente el paleosueloinicial. Este es sin duda un periodo seco. frio y algo del paleosuelo se ha preservadosolo por su posicion en una depresion muy profunda. En las orillas de la mismaturbera (perforocion Llano Grande 1) no se conserva evidencia de este paleosuelo10 cual confirma que la erosion en otras partes del oororno fue el evento dominante,por ejemplo, en la turbera de Puente Largo una discordancia se reconoce en elfondo de la turbera (Jaramillo, 1998y Monsalve, 2004).

Un breve alivio a la sequedad reconstruye el lago y deposita 12 cm de lodosorqonicos dictomoceos. perc este dura poco y se seca nuevamente torrncndose unhorizonte humffero bajo atmosfera humedo. Una fase con un exceso de escorrentfadebe haber retornado puesto que encima de este paleosuelo se depositaron lodosorgano-minerales y luego lodos orqonicos diotomoceos que solo se forman en laszonas profundas de los lagos. Sin embargo, un retorno de las condiciones fries ysecas vuelve a evaporar ellago, deshidratar los sedimentos y los somete a oxidociondegradativa con la tormocion del horizonte Olw superior. EIretorno de la humedadotmostericc hace que el techo de este Olw sea sometido a humtticocion marcandoel inicio de 10 que sero lo condicion dominante hasta el dfa de hoy.

Las condiciones generales a partir de 1142cm (12600 enos 14CBP)Y hasta la basedel nucleo (14 mil enos 14CBP)son frfas y secas con pulsos muy cortos de exceso deescorrentfa que permitfan la existencia breve del lago pero debido a que sedesconoce el tiempo requerido para formar este tipo de horizontes y a que existendiscordancias internas, el tiempo que representa esta seccion del nucleo es diffcil deestablecer. Con los modelos de edad preliminares [veose cronoestratigraffa), estascondiciones prevalen antes de 12600enos 14CBP.

EI periodo frfo y seco marcado por los dos horizontes oxidados indica que elpororno de Frontino estuvo Iibre de hielo durante el final del Pleniglacial cuando aunotros macizos elevados colombianos tenfan extensas coberturas de glaciares, quizcsdebido a que en Frontino las areas que exceden la cota 3800m son muy pequenos.Sin embargo solo en posiciones geomorfologicas muy protegidas y profundas sepreserva algo del registro sedimentario y de los paleosuelos de este periodo. en lasde mas situaciones se tenore un hiato producto de la erosion que normalmenteocompono estas condiciones clirnoticos. Tal oseverccion tiene su confirrnocion en lafalta de registro sedimentario durante este periodo como sucede en la Sabana deBogota (Gonzalez, Van der Hammen y Flint, 1965) y en la laguna de Fuquene, entreotros sitios.

Condiciones tan severas y extendidas de sequfa no se presentan nueva mentedurante el transcurso del Tardiglacial y Holoceno en el Paramo de Frontino, perc sifases de deficit de escorrentfa con otmosteros mas humeoos como 10 atestiguan loseventos humfferos: Los sequum 1121-1141 em. 1044-1066 cm y el horizonte 872-890cm son testigos de ciclos de depositccion de sedimentos lacustres ocornponodosde su desecocion y posterior inicio de los procesos de melonizocion. La discordanciaerosiva ubicada en 1043ern. al techo de uno de los sequum (Figura 6.2d), es la masnotoria de nucleo y su edad estimada es de 11500onos 14CBP.

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Ami/isis facial de alta resotucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.TestsPh D. Luis Notberto Parra S.

EIhorizonte entre 872-890 cm es bastante particular ya que el desarrollo de unabuena estructura sin una rnelonizocion apreciable implica la dominancia de losprocesos ffsicos de hurnectocion y secado sobre los cambios qufmicos. EIevento dehalla en medio de una largo fase de depositocion de sedimentos lacustres y comotal marca un corto perc suave pulso de desecocion cercano a 10100 enos 14CBP.Tal suceso es el ultimo de su tipo en el registro yo a partir de entonces 10 cuencasedimentario no se volvio a desecar.

EI estado con menos agua de 10 cuenca corresponde a una facies especial depantano donde se forman las turbos 10 cual requiere mantener el nivel treoticorasante y esto implica mantener un balance hfdrico a favor de 10 escorrentfa; esteequilibrio precario se alcanza en 10 intervalos ya descritos como eventos turbosospero solo por breves period os de tiempo. EI primero de ellos en 737 cm marca laculminccion del cambio de facies mas ropido de 10 columna entre sedimentos delago y de pantano centrado alrededor de 9200 enos 14CBP. Este cambia se habraproducido gradualmente pero tan rcpido como en unos 50 enos.

La siguiente concentrocion de eventos turbosos se produce entre 7800 y 7000 14Cyr BP, distribuidos en cuatro pulsos acompanados de lodos fibrosos. Poco antes delsuelo actual se tiene un segmento con turbos de troncos indicativo de unaveqetccion lenoso compatible con el nivel freofico rasante y ubicada entre los 2100Y 1700 14CBP.

6.9 CONCLUSIONES Y DISCUSION

La pedoestratigraffa constituye una herramienta de primer nivel para reconstruir losambientes del paso do, especial mente 10 relacionado con las condiciones hfdricos yde humedad de la atmosfera, 10 que es especialmente valioso en periodos detiempo cortos donde las condiciones de regimen terrnico no han variadosignificativamente; por ejemplo, a la altitud del Paramo de Frontino el regimentermico es y ha side frfo durante los Oltimos 14 mil enos y debido a que 10 biotaparamuna tiene una odoptccion a una oscilccion terrnico diaria muy amplia dehasta 30°C, no es de esperar que unos pocos grados de cambia en la temperaturatengan grandes repercusiones, excepto si esto ocomponcdo de alteracionescrosticos del balance hfdrico.

Por el contrcrio. en los paramos el factor clave es el estado hfdrico expresadocomo escorrentfa, almacenamiento de agua y humedad otmosterico: a modo deejernplo. una alta humedad de 10 atmosfera es capaz de mimetizar una oscilociontermico por el alto calor latente del agua. Como se ha explicado, cuando losprocesos edoficos operan en una atmosfera seca 0 hurnedc dejan paleosuefosdistintivos oun si en ambos casos se tienen deficit de escorrentfa. Adicionalmente, silos paleosuelos se emplean en conjunto con la sedimentologfa es posible tener unabuena idea de los procesos de escorrentfa y almacenamiento de agua en elecosistema.

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Analisis facial de alta resotoaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

EI estudio de los procesos y productos edafol6gicos (Buol et 01., 1997), permiteseparar 10 acumulaci6n de rnoterioles orqonicos por ausencia de mineralizaci6n de10 materia orqonico, los procesos de transformaci6n por oxigenaci6n en estadohurnedo 0 mojado, los efectos del nivel freotico y/o de 10 condici6n de drenaje quepresenta 10 cuenca e incluso 10 degradaci6n gaseosa de 10 materia orqonicoprevia mente depositada.

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Amilisis facial de alta resouoon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

CAPITULO 7.LAS FASES DE LOS SEDIMENTOS

La oplicocion de calor a un volumen 0 peso fijo de sedimento es una de lastecnicos analfticas mas antiguas y ha evolucionado desde las muy sencillas desecado al aire 0 en una estufa, pasando por la cclcinocion en una mufla hastaaquellas que emplean el calentamiento diferencial con el tiempo en hornos concontroles computarizados. En todos los cosos. se utiliza la rnedicion de algunoscambios que se presentan en el material durante la oplicocion del calor, bien seanperdidas de masa 0 de sustancias y fenornenos exoterrnicos 0 endotermicos.

Los sedimentos de cualquier c1ase siempre son una mezcla Intima de una faseorqonico. una fluida y otra inorqonico en diversas proporciones; la fase orqonicoconsta de restos de organismos ocornponodos de cantidades variables de diversassustancias orqonicos. mientras la fase inorqcnico abarca a los diversos cationes novolatiles, los minerales, mineraloides y otras sustancias inorqonicos. Por ultimo, en lafase fluida se incluyen principalmente los Ilquidos dominados por el agua con unagran cantidad de otras sustancias disueltas y de gases como el metano y el C02.

Determinar la fase fluida es sencillo y consiste en tomar una porcion desedimento hurnedo y determinar la perdido de peso bajo secado a 105°C durante24 horas 0 alternativamente por licuefoccion directa del agua desde el estado deconqelocion: de hecho se asume que esto equivale a determinar la cantidad deagua del sedimento ya que los gases y otros elementos 0 compuestos que tam bienson susceptibles a la volotilizccion bajo estas condiciones, constituyen partesminoritarias por volumen y se suelen considerar despreciables.

La colcinocion de una masa conocida de sedimento seco es el metodo massencillo, barato y asequible para determinar las fases orqonicos e inorqonicos: latemperatura de quemado se ajusta de tal manera que la fase orqonico seatransformada totalmente en dioxide de Carbono y agua. Diversos experimentos hanpermitido demostrar que aplicar 550°C durante al menos dos horas son suficientespara calcinar la materia orqonico sin alterar sensiblemente la parte mineral (Dean,1974). En este rnetodo la perdido de peso del solido se asimila a la cantidad demateria orqonico y el peso de la cenizo remanente se asume como fase inorqonico.A 10 temperatura de colcinocion empleada, tam bien se volatilizan algunosmateriales como nitrites. fosfatos y sulfuros, que al no ser cuantificados se considerandentro del error experimental del rnetodo.

7.1. LA NATURALEZA DE LOS DATOS

La determinacion de las fases se hace a partir de una masa a humedad naturaly consta de dos pasos consecutivos (Figura 7.1) en coda uno de los cuales seobtienen solo dos variables complementarias; en el primero se logra obtener lossolidos secos (Ws) y 10 cantidad de agua (Wa) y en el segundo proceso los solidossecos son separados en una fase volotil (Wo) y una cenizo residual (Wc).

Analisis facial de alta resotuooo de sedimentos del Holoceno TardIo en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

Tradicionalmente la masa original de partida (Wh) es un terron de tornonoarbitrario que preserva la textura y humedad natural, pero en el presente trabajo seha introducido una variante ya que la masa de sedimento objeto de lasdeterminaciones, fue empacada manual mente en una jeringa hasta completar uncentimetre cubico con la consiguiente perdida de la textura original y obteniendouna nueva variable denominada peso empacado (We).

Un ce deWe masa

humedaWh

~

[;I]db PesoseeoWa Peso 1\

agua \,.r--J Wsloi=WolWs

h=WalWs

Pesomateria Woorganiea

PesoWe eeniza

FIGURA 7.1 Determinacion qrovimetrico de las fases.

Los datos de este capitulo se refieren esencialmente a las determinaciones delas masas de cada fase y en ninqun caso se ha cuantificado el volumen 0 elespacio poroso original de la muestra debido a que durante el procedimiento deseccdo. se produce una olterocion de la textura original y consecuentemente esimposible referir las masas obtenidas al volumen verdadero en su estado natural 0de realizar los cclculos 0 correcciones adecuadas. Aun si se toma un terron sindistorsionar de los sedimentos orqonoqenicos del nucleo Llano Grande 2, esimposible determinar el volumen original por los rnetodos closicos [ferron parafinado,etc.) que involucran calor para el secado de la muestra (mufla, temperaturaambiente e incluso en balanza termogravimetrica) debido a que la estructura de lamuestra sufre un colapso hasta un volumen muy reducido, quizos hasta una terceraparte del original. otras alternativas de secede. como la tecnico de exfroccion delagua por sublirnocion al vado es capaz de preservar el volumen original de estossedimentos, perc adem as de ser un proceso lento y costoso. no es posiblecuantificar en forma sirnultoneo el agua extraida. En sintesis. no existe unprocedimiento sencillo que permita determinar al mismo tiempo las tres fases de unsedimento orqonico y su volumen al natural.

Durante el procesamiento de los datos basic os de las fases 10 normal ha sideemplear como referente de los colculos el peso seco (Ws)y con el se han calculadoalgunos indices bien tradicionales como la humedad gravimetrica 0 sea elcontenido en peso de agua por unidad de peso seco (Wa/Ws) y la froccion de unsedimento seco que es volatilizada a 550°C (Wo/Ws) 0 perdidas por ignicion.

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Amilisis facial de alta resouoon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

En esta investigaci6n la variante de empaquetamiento introducida al metodo seha hecho con el fin de emplear como referente de los colculos al peso empacado[We). EI hecho de conservar el mismo procedimiento de empaquetado a 10 largode todo el nucleo Ie confiere a esta variante otros usos y potencialidades que sederivan de mantener el volumen fijo y de la homogeneizaci6n del material;mantener un volumen estondor [el volumen de empacado hasta un centlmetrocubico) es un requisito esencial cuando se desea comparar entre si un conjunto demuestras, especialmente si en elias se van a con tar los silicof6siles 0 los minerales apartir del residuo s6lido posterior a la calcinaci6n.

En sedimentos orqonoqenicos la homogeneizaci6n introducida por elempacado afecta intensamente los espacios porosos, las fibras y la distribuci6n delagua en la muestra; los macro y micro poros son reducidos en densidad y tornono.pierden su forma e incluso muchos de ellos son eliminados, las fibras y grumos deelias son aplastadas y reorganizadas y el agua es redistribuida en la muestra y algode ella se evapora durante el proceso. Esta homogenizaci6n conlleva a unareducci6n de la variabilidad original entre los distintos tipos de materiales.

Con el fin de comprobar que tan disfmiles son las fases cuando se calculan conrespecto a los dos referentes [peso seco y peso empacado), se ha tomado comoejemplo los cocientes de la fase acuosa (Figura 7.2 centro y superior), donde sedestaca la gran similitud entre las dos curvas a pesar de que las magnitudes de loscocientes son ampliamente distintos; esta cuasi-identidad indica que los dosreferentes [We y Wh) se pueden emplear indistintamente para sacar conclusionescualitativas y detectar los cam bios importantes. Otro detalle interesante es que elempaquetado amplifica los detalles finos de los lodos orqonicos de la base de laperforaci6n y suaviza los contrastes fuertes entre los materiales mas fibrosos de laparte superior.

Para tratar de cuantificar que tan identicos son este par de curvas fueroncalculados el coeficiente de correlaci6n lineal entre estos dos cocientes con unresultado del 93% y la prueba de Spearman/Kendall [no porometrico) que da unacorrelaci6n igual a uno. Este ultimo resultado indica que es posible obtener unaecuaci6n no estadfstica, que aunque complejo. permite transformar exactamentelos datos de un cociente en el otro. consecuentemente, aun los resultadoscuantitativos son identicos para ambos referentes.

EI diagrama de dispersi6n de la Figura 7.3, permite apreciar graficamente quetodos los valores se acomodan a 10 largo de una curva suave en conformidad conlos resultados de la prueba de Spearman; mas interesante aun es que los distintostipos de sedimentos se concentran preferentemente en sectores particulares de taldiagrama, por ejemplo, las tefras ocupan los puntos mas bajos y los materialesfibrosos se disponen en la parte terminal.

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Analisis facial de alta resoluaon de sedimentos del Hokx:eno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

~ ~ "I\,L~ ~ I 'r'~' ' rJ, ",II"" " " II, /

Peso_agUa/pesO jncinerables

, ,, f •

FIGURA 7.2 Comparoci6n de 10 fose ocuoso respecto 0 tres referentes.

Diagrama de dispersion1

0"0 0,9co0coa. 0,8EQ)

0en 0,7Q)a.m:::3 0,60)co0en 0,5Q)a..

0,4

°

•

MatE riales 'ibros 5

2 4 6 8 10 12 14 16

Peso agua/peso seeo

FIGURA 7.3 Diogromo de dispersi6n.

18

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Se puede afirmar que para el tipo de materiales orqorucos del nucleo LlanoGrande 2, el proceso de empaquetamiento empleado no es neutral y equivale alIevar los distintos sedimentos hasta un estado de alta homogenizaci6n donde elnuevo referente (We), permite obtener las mismas conclusiones principales que elreferente del peso seco (Whl de uso mas extendido.

7.2 PROCESAMIENTO BASICO RESPECTO AL PESO EMPACADO

EI peso al natural de cada centlmetro cubico de sedimento densamenteempacado, incluyendo su contenido de agua f6sil, se Ie ha lIamado pesoempacado y es una variable que en el nucleo de Llano Grande 2, se distribuyenormalmente con una media de 1.14 g, desviaci6n estondor de 0.07 y valoresextremos de 0.9365 y 1.5534 como se observa en la parte izquierda de la Figura 7.4.Los valores extremos superiores se corresponden con las capas de cenizasvolconicos, De hecho el sedimento empacado esto mas cercano a las condicionesnaturales del material (a pesar de la destrucci6n de la textural que el material secoy por 10tanto en este apartado se han calculado algunos porornetros respecto aeste referente

Este peso empacado se puede interpretar como la cantidad maxima desedimento hidratado que es posible empaquetar en un centlmetro cubicodestruyendo su textura original; bajo estas circunstancias tan particulares solo esposible tener hasta 1.5 9 de estos materiales en un centimetro cubico.

Una simple inspecci6n a los datos gravimetricos, se puede realizar observando laTabla 7.1, de estadisticos bosicos y la Figura 7.5, don de se grafic6 en la abscisa laprofundidad en centimetros, mientras las ordenadas se refieren al peso de cadafase en gramos. Los estadisticos se refieren a las mediciones del contenido en pesode agua, materia orqonico y materiales no incinerables partiendo de un centimetrocubico de masa empacada.

80Histograma 300de valores

60 2501Il 1Il

II Peso_agua/Peso_sec 0·u ·u 200~ 40

cQl 150

~:::I

LL ~ 100u...

~20 rh.50

0 -0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3

Valores, gr/cc Rango de valores

FIGURA 7.4 Distribucion del agua tosil con la profundidad en el Nucleo de Llano Grande2: izquierda: valores crudos del peso empacado, derecha: masa de agua par unidad depeso seco.

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TABLA7.1 Estadfsticos bosicos de las tres fases.

Fase Fase faseAcuosa (9) Organica (g) Inorganica (gL_

Media 0.9914 0.0853 0.0638S.E.M. 0.0019 0.0004 0.0017

Desvlacion estandar 0.0695 0.0143 0.0606Varianza

--0.0048 0.0002 0.0036

Coeficiente Variaclon 0.0701 0.1683 0.9496Mlnimo 0.798 0.0481 0.002Maximo 1.2723 0.1457 0.6841

Fases del nueleo Llano Grande 21,3

1,2

1,1

1

0,9

0,8

0,7

(/) 0,160

0,14Em 0,12~0> 0,1

0 0,08(/)

0,06Q)a. 0,04

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

°

- Fase aeuosa

- Fase inorqanica

Profundidad, em

FIGURA 7.5 Las fases del nucleo Llano Grande 2.

Si se observa la distribuci6n de los pesos medios entre las tres toses. la cantidadde agua, en gramos, constituye la parte ampliamente dominante del sedimentocon valores mayores de 0.8 g, seguida por la fase orqonico y los pesos menorescorresponden a la materia inorqonico: este resultado es un tanto contradictorio yaque estos sedimentos paramunos se han catalogado como orqonicos. 10 cual soloes cierto si se desprecia el agua 0 se los c1asifica unicamente considerando suss6lidos; en su integridad estos materiales es mejor considerarlos como unhidrocoloide orqonico. La distribuci6n de los valores crudos contra la profundidad

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(Figura 7.5), permite realizar comparaciones entre las muestras de una misma fase yse destacan entre otras caracterlsticas:

• Lasvariaciones de peso entre muestras vecinas para la fase ccuoso. son masgrandes que en las otras dos toses. consecuentemente, estas ultimos son menosruidosas. Las oscilaciones entre muestras muy cercanas en los s61idos son de muypequeno amplitud comparadas con la que presenta el agua.

• Se destacan focilrnente los dos pulsos de cenizas volconicos centrados en 408y 1180 cm de profundidad; la capa ubicada en 408 cm se diferencia de forma claraen las tres figuras, pero especial mente en la fase inorqonico y en la fase acuosadonde se corresponde con un minirno. que indica que la capacidad de retenci6nde agua no esto ligada a los minerales. La fase orqonico es poco sensible a estospulsos minerales y su ritmo de acumulaci6n es muy levemente alterado por estepulso de volcanismo.

• La distribuci6n de las fases con la profundidad es variable; inicialmente setienen dos sectores bien diferenciados separados por un saito brusco en 745 cm y encada uno de ellos existe una tendencia debilrnente lineal hacia una mayorcantidad de s61idoscon el aumento de la profundidad.

• EI error cometido en la perforaci6n entre 900 y 950 cm de profundidad esc1aramente visible como un saito brusco de las curves. debido al exceso de agua derehidrataci6n absorbido por este segmento; allf, el peso empacado ha descendidoen promedio 0.04 9 respecto a sus vecinos mas someros y tam bien a los masprofundos.

• La distribuci6n de las tres variables con la profundidad no es hornoqeneo yexisten sectores don de los valores oscilan muy poco alrededor de una media local.

7.2 DISTRIBUCION PORCENTUAL DE LAS FASES

Aunque en algunos casos los onolisis cualitativos suelen indicar la direcci6n delas investigaciones, son las cuantificaciones las que permiten medir las magnitudesde los cambios detectados; con las medici ones gravimetricas es bastante frecuenteque los datos sean procesados como proporciones ya que ello facilita el onolisiscomparativo, especialmente cuando se dispone de solo dos 0 tres variables; sinembargo, este tratamiento obliga a los datos a un cierre de valor constante, ya sea100 6 1, Y las variables no son vistas en sus valores Iibres y no son por 10 tantosusceptibles de tratamiento estadfstico convencional (Weltje, 2002).

EI problema de cierre de los porcentajes, es particularmente severo cuando seintentan comparar muchas variables cuyas sumas totales son distintas en cada unade las muestras; en este caso se tienen solo dos variables independientes y todas lasmuestras son comparadas respecto al mismo referente del peso empacado 10 cualfacilita en gran medida las interpretaciones.

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En la rnovono de los casos las proporciones que se establecen son sencillas conel denominador correspondiente al valor total de la variable de referencia, perctornbien son posibles relaciones mas complejas donde el numerador V eldenominador corresponden a sumas de variables 0 sumas ponderadas. A medidaque el nurnero de variables aumenta V la relaci6n se hace mas complejo. lascomparaciones entre muestras son mas susceptibles a desviaciones V requieren demas cuidado.

La determinaci6n de las tres fases componentes de un sedimento permiteestablecer algunos para metros bosicos V realizar comparaciones con datos desedimentos extraldos de otros ambientes; algunos de estos porornetros tienen unaamplia tradici6n entre ellos los diagramas ternarios V los cocientes simples.

7.2.1 EIdiagrama ternario

La representaci6n de los datos por medio de un diagrama ternario de losporcentajes relativos de cada una de las tres fases respecto al peso empacado deelias (We), es una de las tecnicos mas empleadas en geologia (Weltje, 2002),debido a su facilidad de lectura.

La Figura 7.6, corresponde a un diagrama de las tres fases del nucleo LlanoGrande 2, V se pueden resaltar algunos detalles;

• EI agrupamiento visible como sectores bien diferenciados por su color en eldiagrama, es producido por los diferentes ambientes de dep6sito que existen en elnucleo: las facies de pantano [tricnqulos negros) ocupan la parte superior, las faciesde lago (cuadrados rojos) la parte media V las cenizas volcanic as (cfrculos verdes)en la parte inferior.

• La materia orqonico (media 7%,mlnimo 4% V maximo 14%)esto en su mayorparte restring ida a una banda estrecha de valores entre 4 V 10%a 10 largo de todo elnucleo. .

• EIporcentaje de agua (media 87%, mlnimo 51%V maximo 94%) contenida enlas facies de pantano excede el 85% V para las facies de lago casi todos los puntoseston entre 75 V 85%. Igualmente V, con excepci6n de las cenizas volconicos. todoslos puntos se ubican en la parte superior del diagrama cerca del eje del agua V convalores por encima del 75%, 10 cual nos indica sin duda alguna, que el agua es lafase dominante en el nucleo

• EIcontenido de s6lidos no volatiles es rnuv variable (media 5%, mlnimo 0.1% Vmaximo 44%) V por supuesto se resaltan c1aramente las capas de cenizas volcanic ascon valores rncvores de 25%.

De los datos precedentes se puede asegurar que el diagrama ternario deporcentajes, permite separar tocilmente los diferentes ambientes de depositaci6n enlos humedales altoandinos.

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Ana/isis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

Si se tiene en cuenta que en promedio el 87% del peso Ie corresponde a 10 faseccuoso. y solo el 13%del peso total esto representado por los solidos. entonces lamanera mas fiel de tratar estos materiales es como hidrocoloides orqonicos.

Agua

Materia organica Ceniza

FIGURA 7.6 Diagrama de las tres fases del N0c1eo Llano Grande 2.

7.2.2 Variaciones porcentuales con la profundidad

Aunque el diagrama ternario permite observer con claridad como se agrupanlos datos, no permite observer las variaciones porcentuales de las tres fases respectoal peso empacado a 10 largo de 10 profundidad, como se puede ver en la Figura 7.7,donde se resaltan otros aspectos importantes:

1. La distribuclon porcentual de las fases con 10 profundidad es variable;inicialmente se tienen dos sectores bien diferenciados separados por un saito bruscoen 745 ern. 10 cuol. corresponde a un cambio significativo en el ambiente dedeposita cion de los sedimentos. Los porcentajes de agua muestran una tendenciacasi lineal a decrecer con la profundidad y 10 contrario es visible con los porcentajesde solidos no incinerables 0 cenizo en el nucleo.

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2. La proporcion de materia org6nica, varia muy poco a 10 largo del nucleo. 10que parece indicar la existencia de un limite a la cantidad relativa de materiaorg6nica que es posible fosilizar junto con agua en el ecosistema a pesar de loscambios de facies en estos humedales. Sin embargo cuando se expresa la materiaorg6nica como proporcion del peso seco. su comportamiento relativo es muyvariable 10 que demuestra la importancia del agua. Esta considerocion indica queobtener las densidades de rnicrotosiles respecto al volumen es sensiblemente distintoque expresarlos respecto a la masa seca del sedimento.

3. Igualmente se destacan los dos puisos de cenizas volconicos ubicadas en405 y 1179cm de profundidad y el error de la perforaci6n entre 900 y 950 cm.

4. En los primeros 550 cm superiores del nucleo. las proporciones de materiaorg6nica superan a la cenizo. pero 10 contrario sucede a partir de 950 ern en laparte basal; en la parte media, las proporciones entre ambas fases tienden a serigualitarias.

Fases del nueleo L1anogrande 2

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Profundidad, em

FIGURA 7.7 Variaciones porcentuales de las tres fases a 10 largo de la profundidad, en elNucleo Llano Grande 2.

7.3 LA FASE SOLIDA

La forma tradicional de estudiar los sedimentos es a troves de diversos onolisis desu parte sondo debido a que constituyen la troccion dominante en la mayorfa desedimentos y raramente eston tan hidratados que haya necesidad de incluir el aguaen los estudios. Los solidos estcn constituidos bosicornente por los minerales y losmineraloides, con una froccion de s6lidos org6nicos y de cationes no volatilessubordinados, excepto en algunas rocas como el carbon. Por ejemplo los

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lnorqonicos en la capa de tefras ubicada en 405 cm son diez veces mayores que lamateria orqonico

La tecnico de la calcinaci6n proporciona el metodo mas ropido y barato paraestudiar la fase s6lida del sedimento en estado completamente seco y proporcionauna divisi6n dicot6mica entre una fase que se vaporiza a 550°C (s6lidos incinerables)y un residuo 0 ceniza que subsiste a esta temperatura. Debido a que estas dosvariables son mutuamente complementarias, las posibilidades de tratamientomcternotico son bastante Iimitadas Figura 7.8.

10,9

c 0,8:Q 0,7o 0,6~0 0,50- 0,40~ 0,3a.. 0,2

0,1

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152

Profundidad, em

FIGURA 7.8 Fracci6n s61ida del Nucleo Llano Grande 2.

Sin embargo, gran parte de los sedimentos de los humedales paramunos seapartan de esta norma y eston realmente constituidos por materia orqonicotransformada e hidratada ccomponcdo de biosi/ice.

7.3.1 Lossolid os incinerables

Los so/idos org6nicos preservados en el sedimento son una mezcla bastanteheteroqeneo de sustancias orqonicos y restos de arganismos y su acumulaci6n es elresultado del balance de dos fen6menos antag6nicos que son la productividadbiol6gica y la descomposici6n; cada uno de estos fen6menos consta de unconjunto de procesos con interrelaciones muy complejas que suceden al interior delecosistema.

Para la cuantificaci6n de las cantidades y tipos de materiales orqorucospresentes en los sedimentos se han empleado tecnologfas muy diversas que incluyenlas determinaciones par via humedo. los rnetodos termicos y otras tecnologlas coninstrumental mas especializado perc el problema esta lejos de ser resuelto sequn unareciente revisi6n por Wai y Tanner (2003).

En el caso de los sedimentos paramunos que carecen de Carbono inorqonico.presente normalmente en forma de carbonatos, el metcdo de calcinaci6n es

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bastante adecuado para la determinacion de la cantidad de materia orqonico enel sedimento V el metodo desarrollado por Dean (1974). es suficientemente confiableV el mas ampliamente empleado.

Normalmente se asume que los solidos volatilizables a 550°C corresponden a lamateria orqonicc del sedimento V dividiendo este valor por una constante, por 10general, entre 0.4 y 0.6, normalmente 0.58 se supone que se obtiene el Carbonoorqonico del sedimento (Dean, 1974). Idealmente, aun las partes mas refractarias,como los restos quitinosos son volatilizadas a esta temperatura quedando un residuoo ceniza constituida por los componentes inorqonicos y los cationes no volatiles.

La forma tradicional de procesar los solidos en estado seco del sedimento es atroves del fndice LOI (Loss on ignition). propuesto por Dean (1974), que es uncociente. expresado en porcentaje. entre el peso de los solidos incinerablesrespecto al peso total del solido seco; en la figura 7.8, se muestra por el area amarillade la curva, los resultados de este fndice que es ampliamente aplicado en estudiosmodernos (Shuman, 2003).

En los sedimentos del nucleo Llano Grande 2 los solidos volatilizables lIegan aexceder local mente el 90% de los solidos totales y en los ambientes de pantanos noes menor del 60% de los solidos. En algunos segmentos los solidos no combustibleseston dominados por frustulos de diatomeas y la cenizo es ligeramente mayor quelos solidos incinerables (entre el 50-60%) 10 cual corresponde bcsicornente a lossedimentos de fondo de los lagos como ocurre entre 590 y 650 cm y a partir de 744cm.

7.3.2 Lossolid os no incinerables

La ceniza que queda como residuo del proceso de calcinar un volumen desedimento refleja el contenido de los materiales mas refractarios al caloracumulados en la cuenca de deposita cion y corresponde a los minerales ybiominerales V en menor proporcion a los cationes no volatiles.

La ceniza yo frfa exhibe distintas coloraciones entre pardo y blanco de acuerdocon los materiales dominantes V al ser observada en el microscopic petroqrcficoserevelan los componentes entre las cuales las diatomeas se destacan por sufrir seriasdistorsiones V perdidas de la ornornentocion. por 10 cuol. no se debe utilizar estatecnico para realizar conteos e identificaciones de estos organismos. AI parecer elcolor de la ceniza responde al estado de oxldo-reduccion de los minerales deneotorrnocion. especial mente a los de hierro ya que la ceniza de los materiales de laacrotelma produce coloraciones rojizas mientras los que han estadopermanentemente anegados dan cenizas de colores gris muy polido hasta blanco.

La froccion de ceniza respecto al peso seco (Figura 7.8) es una variable rnuysensible a pequenos variaciones y constituyen una ayuda valiosa para laestratigraffa ya que variaciones en los contenidos de silicofosiles. minerales. tefras ymicrotefras se reflejan notoriamente en la curva y por el contrario los materiales ricosen fibras 0 solo en lodos orqonicos tienen los menores contenidos de ceniza.

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Cuando se presentan aportes clastic os por erosion de la cuenca, como ocurrecon los lodos organo-minerales, la curva de ceniza muestra un cambio notorio; aunsi estos eventos son muy pequenos e indetectables por la matriz mineral alestereomlcroscopio la curva nos indica su presencia.

EIcontenido de cenizo tiene la mayor sensibilidad a la escala del centlmetro detodas las variables analizadas y es capaz de producir una estratigraffa de este nivelmuy confiable; sin embargo, es mas poderosa cuando se emplea en combinocioncon los estratos determinados por estereornicroscopio de muestra seca. A modo deejemplo. aunque la capa de turba entre 500-509 ern. en la Figura 7.9, tiene losmenores contenidos de ceniza y la diatomita de la bose posee los mas altos, es ounposible detectar oscilaciones men ores en el interior de ambos por medio de estavariable. Observese igualmente que los bandeamientos de color no siempre sehallan reflejados en la cornposicion de los sotidos.

GrarnCG

FIGURA 7.9 Diagrama combinado del contenido de cenizo (izquierda) y la imagen delnucleo para el segmento entre 550-600 em de profundidad.

7.8.3 Tasas de sedlmentcclon.

Determinar la tasa de aportes de detritos al registro geologico es de gran interespara conocer el crecimiento de una turbera 0 el aumento de espesor del sedimento

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en un lago, sin embargo rara vez se dispone de medid as actuales de suficienteduraci6n para calcular dichas tasas en los distintos ambientes de sedimentaci6n.Habitualmente en los nucleos de sedimentos. las tasas de sedimentaci6n secalculan con base en el tiempo determinado por radiocarbono, pero esta variabletemporal depende del modelo de edad seleccionado e introduce a las tasascalculadas las mismas incertidumbres que tiene aquel rnetodo de dataci6n. Debidoa que las tasas de acumulaci6n reales cambian en cada uno de los tipos desedimento de un humedal, este rnetodo requiere datar el techo y la base de unmismo tipo de estrato. pero normalmente no se dispone de suficientes datoscronol6gicos para conocer este para metro en cada una de ellos.

Una manera de obviar el problema del tiempo es trabajar con tasas deacumulaci6n relativas 0 con respecto a una variable que se sabe de antemano seacumula a una tasa constante; por ejemplo calcular el peso de material acumuladopor cada centimetro de avance en la vertical se puede interpretar como lacantidad de masa acumulada con respeeto al espesor estrotiqrotico real. AI hacereste colculo para fracci6n de la materia orqonico respecto al peso seco que es laparte aut6ctona de la sedimentaci6n en la cuenca (Figura 7.10), se observa que lacurva del peso crudo acumulado en la vertical se puede asimilar a una lineapolinomial de grade 2 indican do una tasa bastante mon6tona y creciente deacumulaci6n de materia orqonico desde el inicio de la sedimentaci6n en lacuenca.

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FIGURA 7.10 S6lidosincinerablesacumulados.

La parte inferior de \0 Figura 7.10, i1ustraque tanto y en que segmentos se aleja 10acumulaci6n real de 10 tendencia general teniendo en cuenta el signa de taldiferencia. Algunos detalles son particularmente importantes:

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• La curva general de 10 materia orqonico acumulada oscila muy pocoalrededor de 10 tendeneia, pero existen algunos segmentos que se apartan porexceso 0 defieiencia de 10 norma .

•. Durante algunos periodos 10 ocurnulccion de materia orqcnico es monotone.por ejernplo. entre 1100Y 1200 cm y 01 inieio del nucleo.

• Es claro que el deficit tan marcado alrededor de 600cm corresponde a lasdiatomitas mas puras que tienen muy poco de lodo orqonico y por el contrario 10ocumulocion mas ropido se corresponde con los sitios don de las fibras sondominantes.

7.4 LA FASE ACUOSA

En los estudios de los sedimentos tradicionalmente el agua no ha sidoconsiderada como una fuente valiosa de inforrnocion. 10 cual contrasta fuertementecon 10 importaneia que se ha dado a los nucleos de hielo y tampoco se ha tenidoen cuenta como criterio de ctosificocion 0 de division estrotiqrofico: a esto hacontribuido que 10 recuperocion de los nucleos sin alterar su hidrotocion natural esun proceso mas difieil de lograr.

Durante el trabajo de campo, se loqro recuperar casi 10 totalidad del nucleo sinalterar su contenido natural de agua, 10 cual perrnitio detectar por medio del tactocambios sensibles en el grade de hidrotocicn con 10 profundidad y, por 10 tanto, sedecidio cuantificar 10 cantidad de agua de estos materiales.

En un primer onolisis de las cantidades de agua tosil que se hallan guardadas enlos sedimentos, medida en gramos de agua extrafdos de 10 masa empacada en uncentlmetro cubico. ha resultado que estos materiales albergan cantidades muygrandes de agua yo que tomando en cuenta las 1250 muestras que contiene todoel nucleo. se observa una distribucion normal con un promedio de agua de 0.99 g Ycon un minimo de 0,79 g y un maximo de 1,27 g (Figura 7.4 izquierda); esto indicaque cualquier volumen empacado que se tome de los sedimentos org6nicos de loshumedales paramunos estc constituido por 01 menos un 79%de agua. .

Mas importante aun, es que cuando se comparan las masas de agua respectoa las de materiales solidos secos. nos permite asegurar que algunos de estossedimentos se comportan como hidrogeles superobsorbentes y su distribucion esbimodal (Figura 7.4 derecha) con una poblocion centrada en 4,5 y 10 otra en 9,5.Algunos de las consecuencias de esta cantidad de agua retenida por el sedimentode los porornos. han side yo expuestas ampliamente por Parra et 01., (2002).

Cuando se observa 10 voriocion de 10 cantidad de agua fosil retenida por lossedimentos con 10 profundidad, se nota que no se distribuye uniformemente comosene de esperar si fueran permeables 0 estuvieran saturados por oguas depercolocion. Por otra parte, si 10 distribucion del agua estuviera obedeciendo solo 01

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gradiente de compoctoclon geologico, los datos seguirian una recta 0 una curvamuy suave y monotone de deshidrotocion con la profundidad.

En la Figura 7.2, se puede observar que rea/mente al agua tosit presenta dossectores separados por 10 muestra 746 con tendencias lineales diferentes dedecrecimiento con la profundidad, pero esto ampliamente subordinada avariaciones sectoriales dominantes. Se observan algunos segmentos continuosdonde de 10 masa empacada se ha extraido mas de un gramo de agua pura.Debido a que 10 froccion mineral no posee 10 propiedad de absorber grandesvolurnenes de agua, es la fase orqcnoqenico la que explica 10 obsorcion de estasgrandes cantidades de agua y de otras disoluciones acuosas sin disolverse; parte delagua esto absorbida en la materia orqonico que al ser fosilizada, sufre sensiblesmodificaciones polimericos y volurnetricos. Sinembargo, otra parte no despreciabledel agua esto absorbida en los microporos de los silicotosiles. especial mente en lasfrustutos de las diatomeas, como se demuestra en 10 Figura 7.2 inferior. En aquellossegmentos de esta figura donde las diatomeas juegan un popel subordinado lagrafica del centro es identifica a 10 inferior, perc 10 contrario sucede en lasdiatomitas.

EI error cometido en la pertorocion entre 900 y 950 cm de profundidad esc1aramente visible como un saito brusco de las curvas. Debido 01 exceso del aguade rehicrotocion absorbido por este segmento, 10 cantidad de agua se haincrementado en promedio 0.03 9 respeeto a susvecinos inmediatos mas someros ymas profundos.

7.4.1 Relacion de agua a peso seco: cociente de obsorclon de agua

Aunque los pesos crudos del agua extraida de la masa empacada son bastanteindicativos es mas corriente averiguar 10 proporcion de agua que puede retener unaunidad de solidos secos; en 10 Figura 7.11, se puede observar que por cada parte enpeso de materia seca existe un minimo de una parte de agua absorbida(justamente en 10 cenizo votconico de 408 ern). una media de 7,9 partes y unmaximo de 16. Si se acepta como material super absorbente aquel que olconzo aretener como minima 10 veces su propio peso de agua (Omidian et al., 1998)entonces 355 de las 1250 rnuestros. (excluyendo aquellas del segmento 900-950 cm)o sea el 28%de las muestras sin errores son superobsorbentes.

Este cociente de obsorcion de agua 0 humedad gravimetrica no eshornoqeneo a 10 largo del perfil y se puede destacar:

• La materia orqonico recien adicionada al techo. primeros 15 ern. no posee 10propiedad de ser super absorbente y esta se adquiere gradual mente en 10 zona deoscilocion del nivel freotico. Losmateriales que pasan a 10 catotelma, debajo de 20ern. tienen un cociente de absorbancia mayor de 10.

• La totalidad de las muestras superobsorbentes de ubican en 10 facies deaguas someras y pertenecen a 10 poblocion de datos mas fibrosas del nucleo.

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Analisis facial de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tard(o en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

• EI cociente es men or de seis en la parte inferior del nucleo especial mente apartir del cambio de facies en 743 cm don de empiezan a dominar los lagosprofundos y los tenornenos pedoqeneticos y corresponden clara mente a una mismapoblocion de datos.

Super hidratados

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Profundidad, em

FIGURA 7.11 Cociente simple entre el peso de agua y el peso seco.

Aunque a primera vista el resultado de estar tratando con algunos sedimentossuper absorbentes naturales parece un poco extrorio. no debe olvidarse que losprimeros polfmeros con esta propiedad fueron fabricados a partir del olrnidon ypodion almacenar solo hasta 30 veces su propio peso en agua con una expansionde volumen considerable. Hoy en die existen polfmeros sinteticos (Omidian et ai..1998) que alcanzan a retener hasta mil veces su propio peso de agua. En general,estos hidrogeles superobsorbentes son materiales porosos capaces incluso deretener el agua bajo presion. Esto indica que los procesos naturales detronstormocion de la materia orqonico en este pororno son drosticos y sincronicoscon una gran hinchozon y obsorcion de agua y al menos una parte de ellos setransforman en hidrogeles orqcnicos.

Si bien de los datos crudos de agua (Figura 7.2 superior) se pueden extraeresencialmente los mismas tendencias generales que cuando se com para respeetoa la masa de agua por unidad de peso seco, esta ultima curva es mas precisa en losdetalles y bastante menos ruidosa.

Como es bien conocido. las consideraciones respeeto a los contenidos de aguade los suelos ricos en materia orqonicc varian mucho dependiendo de la bose decornporocion y del metcdo de medida de los para metros; por ejernplo. tomandocomo referente el peso seco, las turbos contienen mos agua que los lodos orqonicosa succiones altas (0.1-15 bars) pero habrfa que decir 10 contrario si la comparaci6nse hace con bose en el volumen real. Esto es debido a que la resistencia del agua ala extracci6n bajo diferente presion de succion. tiene que ver con el tipo deporosidad y el grado de coneetividad de los POroS de tal manera que muydescompuesto significa poros mas pequenos y mas diffciles de drenar y por 10 tantoa altas presiones de succi6n los lodos retendron mas agua que los fibres. (L6pez yCortes, 1978).

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7.4.2 Procesamiento avanzado

De la inspecci6n precedente de las tres toses. se ve que los datos que sonvecinos inmediatos no se pueden considerar independientes unos de otros. ni en suvalor ni en su posicion. y adicionalmente existe ruido. tendencias y saltos entresegmentos, 10 cual IIeva a 10 hip6tesis de considerar este comportamiento comoequivalente a una seficl en el dominio de la profundidad. EI procesamientoaplicado a las senales consiste bosicornente en suprimir el componente ruidoso y enindividualizar las diferentes piezas de informaci6n que contienen los datos; para esteprop6sito se ernplean diversas tecnicos analiticas casi todas elias basadas enmediciones con espaciados iguales en el dominio de la profundidad 0 del tiempo.

Los metodos closicos de descomposici6n y los espectrogramas tienen yo unalarga tradici6n en cicloestratigrafia y en los estudios paleoecol6gicos (Young, 1997)yeston fundamentados en el onolisis de Fourier con sencles peri6dicas (Master, 1995).En otros temas como cam bios en 10 riqueza de especies. tornbien ha empezodo aser utilizado el onolisis de series (Murria, 2003). En el coso de onolisis de serioles noestacionarias, se han desarrollado otras tecniccs mas modern as como 10transformada de Gabor y las Wavelets, las cuales yo han empezado a ser utilizadasen paleoecologia por ejemplo en perfiles de loess (Lu et a/., 2002). Debido a laimportancia del agua como variable en los sedimentos porornunos. en esta secci6nse ha decidido explorar en mas detalle 10 importancia paleoecol6gica de estavariable y para ello se ha asimilado el contenido de agua respecto al peso seco delsedimento a una serie en el dominio de 10 profundidad con el prop6sito de revelartendencias, ritmos y periodicidades. Para otros detalles tecnicos veose el anexosobre metodologia al final del capitulo. Lasvariaciones del contenido de agua f6silcon la profundidad son notorias como ha side descrito en 10 inspecci6n de los datos,perc un estudio mas detallado solo es posible con el onolisis de serioles debido aruido inherente en los datos. Con el fin de referir los datos entre si 01 mismo nivel decomparaci6n se ha decidido aplicar el procesamiento de senoles al cociente entreel peso del agua respecto 01 peso seco. previa mente corregido en el sectorrehidratado (901-950 cm) y en la cenizo volccnico (centrada en 408 ern). perc sehan omitido los tecnicos de descomposici6n closicos (filtros lineales y aditivos, Fouriery Gabor) debido a la naturaleza no estacionaria de estos datos.

La ventaja de las onditas (wavelets) radica en poder observar y analizarsimultoneomente las distintas escalas de informaci6n en el dominio de 10profundidad y en el de las frecuencias y en su amplia superioridad cuando existenserioles no peri6dicas 0 cuasi peri6dicas en la senol. A modo de ilustraci6n se realiz6un ejercicio completo de descomposici6n, restando solo la tend encia general, pormedio de onditas (Symmlet 8) y de visualizaci6n de 10 senol original (Morlet de grade6) para revelar la estructura de frecuencias, como se puede ver en la Figura 7.12.Esta figura contienen bosicornente el mismo nivel de informaci6n y facilitan lainterpretaci6n de la senol del agua; en 10 ondita de Morlet se ha resaltado porcontornos la parte que contiene los rnoxirnos de agua separados entre si por losdeficit de agua con el fin de simplificar un poco 10 informaci6n y resaltar 10estructura de frecuencias mientras que 10 descomposici6n de Symmlet facilitoobservar la estructura de ciclicidades.

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Escala ......N UlNUl ............ W(J)OO(J)NN~oo(J)N~

O~..l.-J...:~~~mt'1TI255075100125150175200225250275300325350375400425450475

""U 500..,525o- 550 -C 575:::Ja. 600~ 625D) 650a. 675

700o 7253 750

7758008258508759009259509751000102510501075110011251150117512001225l---,.--,--,rr-rr-.- I1250

VI

CD::llQ

0..~QCOcQ

Datos96 95 94 f4

o1:I'TT111'1T1-1'l'I'I1lI'I'I'I1~l'l'I'I'l ,\1' II'1',~ 25

5075100125150175200225250275300325350375

0400 (1)425 CJ)

450047505003525"'05500

CJ)575 --600 Q.625 o-650 :::J675 a.700 (1)

725 (J)750'<77538003825 (1)850 .-+875 CP90092595097510001025105010751100112511501175120012251250

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Analisis facial de alta resouaon de sedimentos del Ho/oceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

7.5 ESTRUCTURA DE FRECUENCIAS

Obs~rvando las escalas mas altas que contienen la mayor parte de la energiade la senal del agua es bien claro que el registro completo consta de tres partesbien diferenciadas; el cambio loealizado en 743 em separa c1aramente dospatrones de frecuencias muy diferentes, especial mente porque la base careee defrecuencias muy altas e igualmente un maximo de agua que culmina cerea de418cm separa el techo de la parte media.

EIsegmento basal tiene su punto de cambio coincidente con la terminaci6n dela facies de aguas profundas (743 em) e igualmente en la profundidad 1043 cmdonde finalizan los fen6menos pedoqeneficos fuertes del Tardiglaeial se nota uncambio importante en las frecuencias de este sector [observese que la linea 1043octuo a modo de espejo) 10 cual nos confirma que los dos eambios estrotiqroficosmas notables eston bien reflejados en las freeuencias de la senol del agua. Esdignode destacar que este segmento corresponde a un maximo de agua muy debilitadoespecialmente hacia la base de la perforaci6n, pero que se expresa localmente enlas frecuencias medias.

EI maximo de agua localizado en la mitad del registro (743 cm hasta 418 em)contiene dos pulsos poco relacionados entre si a nivel de frecueneias; el de la baseesto conectado debilmente con el primer segmento y es transicional mientras que elsegundo impulso es independiente y aunque su maxima expresi6n corresponde afrecuencias bajas tornbien se extiende hasta los rangos de freeuencias mas altasculminando en forma mas bien abrupta.

Este segundo pulso se manifiesta inicialmente en forma dual en las freeuenciasmas altas y mas bajas 10 que equivale a un aumento de la media local con unospicos abruptos y pequenos. perc a medida que se establece mas firmemente secompletan las frecuencias medias y los pic os se vuelven mas grandes y definidos. Dehecho, estrotiqroficcmente el primer pulso tiene relaei6n con los lodos orqonicosdiotomoceos que corresponden a aguas profundos. 10 cuol. son efectivamente masafines con los materiales de la base de la perforaci6n que con aquellos del teeho.

EI segmento del techo esto separado del maximo de humedad porunatransici6n menos hidratada que se extiende hasta 380 cm con frecuencias muy altasy allf hace presencia un pulso de matriz mineral en los materiales atestiguando unamayor erosi6n en la cuenca. A continuaei6n se inicia otra oleada de humedad quetiene el mismo patr6n de iniciaci6n que el segundo pulso del segmento anterior yalcanza su expresi6n plena cerca de 130cm, solo que las freeuencias medias (cercade la escala 64) son bastante constantes y bien definidas.

7.6 CICLICIDADES

La preocupaci6n en las ciencias geol6gicas por los fen6menos ritrnicos. seextiende desde sus inicios hasta la aetualidad (entre los autores que han escrito

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Amilisis facial de alta resouaon de sedimentos del Holoceno Tardfo en el Paramo de Frootino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

revisione~ sobre este tema se hallan en Gilbert (1900); Conway (1948); Shackleton,[1993}; Mlal! [1995}; Schwarzacher [2000} y Zachos et oi.. (2001).

La busquedo de los ciclos ha sido doble. por un kido. tratando de localizar quetipo de huella dejan en el registro sedimentario aquellos fen6menos naturales queexhiben alguna periodicidad v. por el otro. observando aquellos caracteres queexhiben repeticiones en las columnas de estratos y buscondoles una explicaci6n.

EI registro sedimentario es complejo, multidimensional e incompleto y localizarrepeticiones en alguna de sus propiedades no es una tarea tocil ya que coexistencon las huellas de eventos inusuales y con otros fen6menos que borran u oscurecenel archivo sedimentario. Sin embargo y, bajo condiciones favorables, se preservanevidencias de fen6menos naturales repetitivos como las estaciones que se quedanregistradas como varvas en el sedimento. En la gran mayoria de casos losfen6menos son a 10 mas cuasi periodicos. se preservan solo unas pocas repeticionesdel fen6meno 0 el registro no es suficientemente completo y extenso

De otro lode. solo recientemente se ha dispuesto de las herramientasmcternoticos y computacionales adecuadas para abordar el estudio de losfen6menos naturales peri6dicos 0 cuasi-peri6dicos y como producto de estosestudios, han emergido del archivo sedimentario diversos eventos con tiempos derecurrencias variados a algunos de los cuales es dificil asignarles un origen claro[Helmke et 01., 2002).

Desde el siglo XIX, se formulo la hip6tesis de que algunos de los cambiosclimoticos terrestres podrfan estar ligados a variaciones en los porornetros orbitoles.pero solo es a partir de los colculos de Milankovich y de la extracci6n de sedimentosde los fondos oceonicos que se posibilita confrontar esta suposici6n. Desdeentonces, odemos de los cambios de la intensidad de la radiaci6n solar, se haprobado que existen otros mecanismos que influyen en el c1ima a nivel planetario,especialmente los Iigados con los mecanismos de distribuci6n y preservaci6n delcalor y con la repartici6n areal y vertical de tierras y oceonos. De estos fen6menosno astron6micos, no se tiene ni idea de su ciclicidad, a esta escala dimensional demillones de enos. los fen6menos climatic os pertenece al reino de las suposicionesrazonables (Zachos et 01., 2001).

otros cambios peri6dicos ligados al cambio clirnotico y cuyos tiempos derecurrencia son de varias centurias 0 de unos pocos milenios son mas tocites deabordar ya que el registro sedimentario de arboles, lagos, hielo. corales yestalagmitas esto a estas mismas escalas y los grandes para metros planetarios hanside muy similares a los actuales; se supone que estos registros pueden darinformaci6n sobre las condiciones de frontera de algunos para metros planetariosrelevantes, como son la dina mica temporal de las zonas climatic as y bioticos. lasconcentraciones de los gases otmosfericos y la redistribuci6n del calor superficial. Esa estas escalas que las correlaciones regionales 0 continentales de los cambiosclimatic os son mas confiables.

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Analisis facial de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.TesisPh D. Luis Norberto Parra S.

Cambios clirnoficos a escalas de decenas de enos. describen con mayorprobabilidad fen6menos de alcance regional, como celdas otmosfericos. influenciasde I?s distribuciones de relieve, sequios etc. Sin embargo, a escalas mas pequenos.fenomenos puntuales 0 eventos an6malos empiezan a generar ruido de altafrecuencia en el sistema sedimentario. EI nucleo Llano Grande 2, fue muestreadocada centlmetro 10 que equivale a una media de 10 enos. consecuentemente, sepuede detectar te6ricamente fen6menos con persistencias cercanas a mediacenturia y eventos bruscos locales.

EIonolisis de periodicidades en el agua f6sil por medio de diversas tecnicos. haconducido al descubrimiento de ciclicidades notorias en el nucleo. Esbastante claroque las senoles son cuasi peri6dicas y por ello la amplitud y longitud de onda voricna 10 largo de la profundidad, sin embargo, se pueden destacar ciclos aproximadoscuyos moxirnos estcn separados entre si coda 380, 125, 75 Y 35 cm a 10 largo delnucleo.

7.7 ESTRATIGRAFIA DEL AGUA FOSIL

Tradicionalmente en paleoecologia y en otras disciplinas el establecimiento delos estratos se ha realizado con base en las variaciones registradas en el tipo yarreglo de los componentes de las rocas 0 sedimentos, perc tam bien es posibleestablecer estas unidades con base en cualquier propiedad 0 atributo que seaobjetivamente determinable y reproducible por otros investigadores y que conduzcaa unidades bien distintivas y con Iimites c1aramente definidos por cam bios sensibles.

A roiz de los procedimientos aplicados anteriormente al contenido de agua f6silrespecto a la profundidad, se han detectado suficientes rasgos en esta variable quepermiten establecer con base en ella una estratigrafia bien sustentada y clara.Particularmente, la cantidad de agua f6sil exhibe umbrales bien marcados a modode escalones entre zonas cuyos valores medios son mas 0 menos constantes 0 sehallan dentro de un rango limitado de valores.

Estos fen6menos del peso de agua en el nucleo Llano Grande 2, se presentantanto si esta variable es graficada respecto 01 peso del sedimento densamenteempacado como respecto al peso seco de la misma masa. Se ha preferido realizarla estratigrafla del agua con los valores gravimetric os debido a que se considera latecnico estcndor respecto a la cual se suelen referir las demos mediciones del aguapor ser mas precise. confiable y facil de determinar.

7.8 HIDROESTRATOS

Las divisiones del ruicleo se han realizado con base en los datos gravimetric os yen el onolisis por medio de onditas de Symmlet y ~.orlet que han permitido d~!~ctarlas variaciones mayores de los valores del agua fosil. Se ha descartado el onolisis delas fluctuaciones de mas alta frecuencia, que abarcan solo unas pocas muestras.

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Analisis facial de alta resotooon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.TesisPh D. Luis Norberto Parra S.

Desde el punto de vista estrotiorotico. es precise reconocer las diferentes escalasde informacion que poseen los datos; a nivel de varios milenios, se resalta laexistencia de dos grandes sectores bien diferenciados por un comportamientosimilar respecto a su contenido de agua tosil. que se nombran hidroperiodos I y II alinterior de los cuales se presentan segmentos mas cortes. que se apartan delcomportamiento general y a los cuales nos referiremos como hidropulsos.

Una forma alterna y mas simple de representar los anteriores resultados esconvirtiendo la senol a una forma discreta por medio de closes. 10 cual se puedehacer manualmente 0 por medios moternoticos y computacionales. La formamanual de convertir la senol a una forma discreta es dividiendo el rango de valoresde la humedad gravimetrica en tres clases y darle a cada una de elias unadenominocion. por ejernplo. super hidratado (mayor de nuevej, muy hidratados(entre seis y nuevej e hidratados (entre tres y seisjlo cual se considera adecuado yaque un suelo orqcnico fibroso alcanza valores mayores de dos. La misma occion sepuede realizar igualmente de una forma rncternotlco oplicondoie a la serie originaldel agua fosil la transformada discreta de Hoor. (Gonzalez, 2004). con 10 cual selogra una division mas exacta en clases resaltando las medias locales (no mostrado).

Para propositos de comporccion con otros trabajos se ha indicado tanto laprofundidad como el tiempo equivalente (en enos interpolados 14C BPj durante elcual la cantidad de la variable agua fosil se ha mantenido dentro de unos Ifmitesdados; a nivel de paleohidrologia esta variable permite incluso hablar con algunacerteza de tenornenos a la escala de medio siglo. A continuocion se presenta ladivision propuesta con base en todas las tecnicos ya descritas.

7.8.1 Hidroperiodo I (actualidad-9200 ofios 14C BP)

Abarca los primeros 746 cm del nucleo (9200 enos 14C BP). incluyendo losprimeros 20 cm que corresponden a la turbera activa actual 0 acrotelma, a partirde 14 cm los materiales localmente se vuelven super absorbentes (humedadgravimetrica mayor de 10), pero permanecen por encima de seis (muy hidratados)durante el periodo. Este hidroperiodo contiene dos rnoximos de hidrotocionseparados entre si por dos periodos de tronsicion.

La primera oleada de humedad (20 hasta 191 cmj cubre los ultirnos 3750 enos14C BPdel registro y su maximo se alcanza cerca de los 2850 enos 14C BPdejando enel registro materiales super absorbentes. La influencia de este maximo se deja sentirhasta 370 cm (6100 enos 14C BP) cuando es interrumpido por una fuerte onda demenor hidrotocion y de mas alta frecuencia que se vuelve dominante hasta los 417cm (6600 enos 14C BPj dejando sedimento~ men~s, hidr<?tados. respecto a losmateriales vecinos; otro hidropulso de menor hidrotocion esta locallzado entre 268 y287 cm (4900-5100 enos 14C BP).

EIsegundo maximo de hidrotocion se expresa fuertemente por un reforzamie~tode los rnoximos de distinta frecuencia localizados entre 417 y 563 cm (6600-7900 a~os14C BP) y durante el gran parte de los sedimentos son super absorbentes. A nivelestrofiqrofico se corresponde con un segmento dominado por turbas y lodos

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Analisis facial de alta resotucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontmo, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norterto Parra S.

orqonicos fib~osos.En forma bastante abrupta los niveles de hidrataci6n empiezan adisrninuir hocio la base y en 650 cm (8500 enos 14C BP) alcanzan su minima paraempezar a aumentar nuevamente hasta el final del hidroperiodo I; aun durante estedescenso los val ores de la humedad gravimetric a se mantienen por encima de seisperc el incremento de la base esto relacionado con el hidroperiodo II, el segmento563 hasta 746 cm es transicional

7.8.2 Hidroperiodo /I (9200-14000 enos 14C BP)

EIlimite entre los dos hidroperiodos ubicado en 746 cm es un saito abrupto entrelas medias locales donde la humedad qrovirnetrico desciende a valores por debajode seis y se mantiene oscilando suavemente entre este valor y cuatro durante todoel hidroperiodo con pocas excepciones. Estelimite tornbien coincide con el cambiofacial mas notable del nucleo, EI hidroperiodo II solo presenta dos oscilacionesimportantes; la primera de elias se ubica entre 1001 Y 1054 cm (11150-1 1650 enos 14C

BP) y esto marcada por una sensible reducci6n de la hidrataci6n por debajo decuatro cuyos sintomas se inslnuon ya un poco antes en 1064 cm (11750 enos 14C BP)Yel segundo minimo cubre los 1164-1185 cm (12900-13100 enos 14C BP)correspondiente a importantes eventos siliciclasticos en la cuenca.

A pesar de la correcci6n practicada a los valores de humedad qrovirnetricoentre 901-950 cm debidos a un error durante la perforaci6n, esta parte del registro esdificil de interpretar adecuadamente y por ello se ha omitido en este trabajo. otrasanomalias bastante localizadas y de corta duraci6n en el hidroperiodo /I sonatribuibles fociimente a fen6menos conocidos; por ejemplo el horizonte A conestructura se destaca c1aramente en 875 cm e igualmente sucede con el horizontehumificado entre 1121-1128 em. pero tornbien algunos rasgos destacados como elubicado en 1240 cm no se asocian con rasgos estrotiqroficos en el nucleo.

7.9 SIGNIFICADO DE lOS HIDROESTRATOS

La busquedo de los para metros climcticos que tienen mayor relevancia en losecosistemas de porornos esta lejos de terminar; debido a que la biota de losporornos esto adaptada a cambios muy bruscos en la temperatura que inclusoalcanzan amplitudes de 30°C en el transcurso de 24 heros. como sucede en el casoparticular del pororno de Frontino donde en el periodo seco se han medido 26°C amediodia y rnenos 6°C en la neche. es poco probable que cambios de pocosgrados en la temperatura media anual tenqon efe~tos significativos en I,a .biota,excepto cuando estcn acoplados con cornbios .senslbl~,sen el balanc~ .hldn<;:o.Aestas dos variables, temperatura y conticoc-oistnbucion de la precipitocion Ieatribuyen la posici6n del limite altitudinal del bosque (Va~ der Hammen y ~~nzalez,1963). Sin embargo, es probable que la intensidad y call?ad de la rcdiocion solartornbien tenga efectos muy importantes sobre las ~o:nunldades ya que gran partede las especies de la vegetaci6n paramuna son heliofitos.

La humedad disponible es una variable clirnotico maestra en los eco~is:em.~sdepororno y esto incluye no solo un balance favorable entre precipitocion y

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Analisis facial de alta resotoaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.TesisPh D. Luis Norberto Parra S.

evapotr~:mspiraci?~ sino tornbien el agua suoterroneo. especial mente laprofundidad y dinamica estacional del nivel freotico que tiene un fuerte impactosobre las c:omunidades hidr6filas; hoy en dfa unos pocos meses de deficit dehumedad tienen efectos cromoticos sobre la vegetaci6n como ha sido observadodu;ante '?S eventos secos del nino y una sequfa mas prolongada tendrfa efectos aunmas persistentes.

EI agua medida en el sedimento del nucleo Llano Grande 2, exhibecomportamientos bien particulares y consistentes como tendencias y pseudociclosque excluyen a los errores experimentales como su causalidad y por 10 tanto esnecesario plantear algunas conjeturas que permitan orientar las posiblesexplicaciones, algunas de estas son las siguientes:

1. Debido a que parte de los materiales orqonoqerucos se vuelven superhidratados justo durante la transformaci6n a hidrogeles orqonicos en la zona deoscilaci6n del nivel freotico. entonces para la interpretaci6n de la estratigraffa delagua f6sil, es posible plantear la hip6tesis de que las cantidades de agua fasil estor:re/acionadas directamente con el balance hfdrico de la cuenca que es quien enultimo caso control a este nivel y por 10 tanto, esta variable se puede emplear comouna herramienta paleohidrol6gica. Enel caso de los lagos se ha discutido un posibleorigen al6ctono desde los pantanos riberenos para los floculos que forman la partemayoritaria de la materia orqcnico sedimentada y por 10 tanto estos hidrogelesorqonicos serfan capaz de preservar parte del agua previa mente absorbida auncuando esten inmersos en una columna de agua. A diferencia de otros indicadoresindirectos de la paleohidrologfa, como la vegetaci6n, la cantidad de agua f6silconstituirfa un indicador directo de la disponibilidad de agua en el ecosistema.

2. Como ha sido visto en la descomposici6n de la senol del agua, lainformaci6n esto conformada por componentes de diferentes frecuencias y escalasy parece razonable suponer que cada una de elias este asociada a una fracci6ndistinta, a modo de ejemplo la matriz orqonico y las fibras podrfan ser portadoras desenores diferentes. Evidencias a favor de esta hip6tesis son la coincidencia entrealgunos rnoxirnos locales de frecuencias altas en la senol del agua conconcentraciones altas de fibras; por supuesto que los rncximos de las frecuenciasbajas reflejan el comportamiento general del sedimento. La interpretaci6n tieneunafuerte dependencia de la escala y particularmente la persistencia temporal de unasdeterminadas condiciones de la variable agua f6sil darfa una idea de la estabilidadde las condiciones hidroctirnoticos.

3. Resolver el problema de que fracci6n del sedimento es responsable dealgun componente particular de la senol acuosa no es tocil. Una prueba ocido detal busquedo es suponer que el agua esta absorbida solo en la fase orqcnicoincinerable 10 cual se refuta focilmente buscando aquellas partes donde las fiquros7.2 centro e inferior no son identicos en su forma. Algunos de tales sectores biendiferentes estcn ocupados por las diatomitas 10 que indica que una parte del aguaesta encerrada en estas frustulos. Aun si se supone que la fracci6n mineral no esportadora de agua 0 que su contribuci6n. es despreciable, la gran cantidad. deagua que poseen estos sedimentos los oleic bastante de 10 normal y se requiere

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Analisis facial de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

inve,sti~ar lo? mecanismos y portadores especiales como la formocion de hidrogelesorqorucos superabsorbentes ya invocada como conjetura.

EI ~n?lisis de serioles nos ha permitido realizar una estratigraffa con la variableagua tosil. pero es necesario comparar estos datos con informaciones provenientesde otros indicadores paleoambientales con el fin de confrontar su significado, porejemplo con la estratigraffa general (Figura 7.18).

Los cuatro metros superiores de la seccion CUX, han servido desde supublicocion (Van der Hammen y Gonzalez, 1963), como una columna de referenciapara la definicion de las zonas (numeradas I a VIII) del Tardiglacial y Holoceno enColombia. A modo de sfntesis para el Holoceno, estos autores han dejado claroque: "Las variaciones de temperatura son po cos pero inmensos los cambios deorecioitacicrv', A nivel mundial y a la escala de varios milenios, en la parte media delHoloceno se reconoce periodo muy particular conocido como optimo clirnoticoque ha permitido realizar una primera division tripartita de este periodo; a nivel de laestratigraffa de la Sabana de Bogota, se Ie conoce como la Zona VI (Van derHammen y Gonzalez, 1963), y se Ie considera una fase hurnedo (en terrninos de estosautores significa cantidad y distribuci6n de la precipitocion anual). En nuestro coso.un maximo de bidrotocion dentro del hidroperiodo I, ocupa esta misma posicioncentral y se ccornpcno de una elevada concentrocion de estratos de turba.

EI comportamiento del c1ima entre el Pleniglacial y el optimo clirnctico es mascomplejo, en parte debido a una menor calidad del registro sedimentario y se hansugerido a nivel mundial hasta ocho divisiones para este segmento de solo unos10000 enos de durocion: una situocion similar ha sido propuesta para Colombia,abarcando entre el interestadial Susaca y la zona V. A la escala de varios milenios, lahidroestratigraffa no sustenta una divisi6n tan compleja y allf solo se puede estableceel hidroperiodo II con algunas divisiones menores.

Los sedimentos del hidroperiodo II contienen el rrururno de agua de todo elregistro coincidiendo estrotiqroficornente con los paleosuelos donde se dio inclusogasificacion de la materia orqonico previamente depositada en una atmosferaseca y con sedimentos depositados en el fondo de lagos. EI punto de contactoentre los hidroperiodos 1y II se situo alrededor de 9200 enos 14CBPY representa unacambio radical hada una mayor hidrotocion coincidiendo con el cambio facial masimportante del registro.

Por el contrario para los ultirnos 5000 enos 14CBPa nivel mundial y de Colombiasolo se han propuesto dos segmentos con poco cambio entre ellos: esto ultima partedel Holoceno en Llano Grande corresponde al hidroperiodos I y allf todos lossedimentos son super absorbentes.

7.10 DISCUSION Y CONCLUSIONES

Se puede afirmar que el onolisis de las fases y de la estratigraffa d~1 nucleo d,eLlano Grande 2, permiten establecer un marco general para los fenomenos mas

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Antilisis {adal de alta resoluaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.TesisPh D. Luis Norberta Parra S.

relevantes de los ecosistemas del Paramo de Frontino; desde el Tardiglacial hasta9~00 an~~ 14C?BPlos sedimentos de los ecosistemas paramunos presentan una menorhidrotocion incluvendo deficit de humedad muy localizados que favorecieron eldesarrollo de procesos edoficos aun en las depresiones mas protegidas y 10existencia de erosion en las laderas mas expuestas como 10 atestiguan las perdidasdel registro sedimentario 0 discordancias erosivas en los nucleos Llano Grande 2 yPuente Largo. De acuerdo con los datos recientes (Wille et 01., 2003) se presentanhiatos similares en los nucleos de otros sitios de Colombia durante el Tardiglacial, por10 que el registro sedimentario para este periodo no es tan completo.

EIanterior deficit de hicrotocion en los sedimentos cede su intensidad a los 9200enos 14CBP,10 que permitio 10 existencia de lagos estobles. pero a partir de los 7900y hasta los 6600 enos 14CBP,se presentan excesos notorios de agua y las sequias noexistieron; sin embargo, 10 cuenca del logo Llano Grande se colrnoto ropidornentecon sedimentos y quedo reducida a una gran laguna somera con sus areasmarginales. Los ultirnos 4900 enos 14CBP del Holoceno tardio son similares a lascondiciones yo descritas y se mantienen hasta 10 actualidad. Algunos momentoscortos pero intensos de menor hidrataci6n estcn centrados en 6300 y 5300 enos 14CBP,con casi cinco centurias de duraci6n en el primer caso y solo dos en el segundo.

A partir de otras pruebas como los paleosuelos y las facies que son coincidentescon 10 hidroestratigrafia, es bastante probable que el significado atribuido 01 aguaf6sil en el sentido positivo de 10 hip6tesis sequn 10 cuol. las cantidades de agua fosifacumuladas en el sedimento son directamente proporcionales 01balance hidrico de10cuenca, sea el correcto. Sin embargo, es un asunto todavia por explorar como seproduce 10 acumulaci6n proporcional del agua en los sedimentos y su preservaci6nluego de 10 fosilizaci6n. Una parte de 10 respuesta es que se trata de un fen6menocoloidal ligado a 10 polimerizaci6n de 10 materia orqonico que Ie confeririapropiedades superobsorbentes. EImecanismo por el cual se logra tal fen6meno escompletamente desconocido pero quizos se logre a troves de una preservaci6nselectiva de las cadenas hidrofilicas y un lavado de gran parte de las hidrof6bicasdurante 10 transformaci6n de 10 materia orqonico en 10 zona de oscilocion del nivelfreofico.

La gran cantidad de agua guardada en 10 materia orqonoqenico (materiaorqcnico y biominerales) quizo haya contribuido tornbien a 10 preservaci6n de 10senot isot6pica del oxigeno, 10 cual de ser probodo. permitiria extraer el agua ydeterminar las paleotemperaturas del momento de formaci6n de los hidrocoloidescon 10 cual se abriria un nuevo campo de investigaci6n en los humedalesparamunos.

7.11 BIBLIOGRAFIA

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Analisis radal de alta resolucion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

7.12 ANEXO 3: METODOlOGIA CAPITULO7

Los datos b6sicos para el an61isisde las fases fueron obtenidas siguiendo lassiguientes metodologlas:

, Durante el trabajo de campo fueron extroidos 12.5 m de sedimentos de la partemas profunda de la turbero. por medio de una sonda rusa que no comprime nidistorsiona el nucleo y adicionalmente no permite el ingreso de fluidos al interior dela canaleta que pudieran alterar su hidrotocion natural.

EIcorozon inmediatamente despues de haber sido extraido, fue segmentado enel campo a una distancia continua de un centlmetro y las rodajas resultantes secolocaron en bolsas plosticos individuales y selladas cuidadosamente para evitar lasperdidas de humedad. EI conjunto de muestras fue empacado en una caja deicopor refrigerada y transportada allaboratorio donde se preserva en frio a 4°C. Yoen el laboratorio se tomaron alicuotas pequenos del sedimento con una esp6tulafina y se empacaron densamente en una jeringa hasta completar un centimetrecubico evitando las perdidas de humedad y cuidando de no dejar espacios vacios.

Lasmuestras deben ser transportadas bajo refriqerocion. para evitar los cambiosbruscos de temperatura que ocasionan la volotilizocion del agua del sedimentohacia el interior de las bolsas selladas, y la extroccion del centimetre cubico de lamuestra debe ser realizada tan pronto como sea posible para minimizar esta fuentede error. En muestras que ya han side abiertas y manipuladas varias veces no sepuede determinar fielmente el contenido de la fase acuosa.

EI procedimiento de secado, se reolizo en una estufa con control digital,calentando la muestra a 105°C hasta obtener peso constante durante no menos de24 horos. Las cifras se consideran confiables hasta 0.01 9 ya que las pesadassucesivas del mismo crisol seco solo son reproducibles hasta esta cifra y un ensayode reolicocion con 50 muestras por un operario diferente condujo al mismoresultado. Por este rnetodo se obtiene 10densidad bruta 0 peso de un centimetrecubico de sedimento humedo densamente empacado e igualmente la cantidadde agua evaporada y los solidos totales contenidos en cada centlmetro cubico ..

A continuocion 10muestra yo seco. fue sometida a colcinocion a temperaturaconstante en una mufla con control digital outornotico dej6ndola quemar durante 2horas luego de alcanzar los 550°C. Los pesos iniciales y finales de todas las etapasfueron determinados en una balanza de precision hasta 0.0001 g. Aunque existenotros metodos m6s complejos para determinacion del Carbono, ver revision en Waiand Tanner (2003), el m6s sencillo y barato es 10 determinacion de las perdidas demasa bajo colcinoclon.

Inicialmente el nucleo fue recuperado sin distorsiones en el campo,preservando 10 textura original del sedimento, para /0 cual se utilizo 10sonda r~saque trobaja por corte lateral y no por presion vertical. Durante el corte en rodoios(un semi-cilindro de un centimetro de espesor), el empacado en bolsas

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Ami/isis {ada/ de alta resotuoon de sedimentos del Holoceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

autosellables y su colococion dentro de una nevera de icopor tam poco seintrodujeron cambios importantes a la textura .

.Sin .~mbargo, los siguientes procesos si produjeron una olterocion de laorqoruzocion de espacios y partfculas en el sedimento original:

• Durante el transporte (humano, en mules. vehicular y cereo) los muestrosfuer0!'1 ~ometidos a distorsiones bostante leves de su forma inicial por 10 oqitocionmecoruco.

• Efecto del empaquetado de 10submuestra. Durante este proceso aunque seevitaron los perdidas de agua por el empacado, se produce una distorsion total dela textura original del sedimento y es particularmente severo con la conforrnociondel espacio poroso.

EItratamiento de senoles

Como una senol se puede considerar toda informacion cuyos valores dependende la posicion que ocupan y adicionalmente exhiben una outocorrelocion entre si.Muchos de los porornetros que se pueden extraer de un nucleo de sedimentos sepueden considerar senoles y por 10tanto 10oplicocion a los sedimentos de tecniccsde an6lisis de senoles tiene ya una largo trodicion. especial mente en los nucleosextrafdos de los fondos oceonicos con el fin de encontrar ciclicidades.Recientemente y aprovechando 10velocidad de los computadores personoles. lostecnicos se han vuelto mas osequibles y se ha iniciado una fose ropido deopjcoclon de estas tecnicos a otros tipos de registros como los lagos (Young, 1997).

En otros campos del conocimiento (Ondos y econometrfa) el onolisis de senolesse realiza colocando el tiempo en el eje X, de donde proviene el nombre genericode series de tiempo con el que se conocen estos tecnicos y 10mayorfa de supuestosteoricos y de las tecnicos de onolisis demandan un espaciamiento igual y sinfaltantes de los datos en este eje. Sin embargo en nucleos de sedimentos es masusual y exacto obtener datos a interval os regulares de profundidad y por el 10tantoesta variable ocupa el eje X, en cicloestratigraffa, como sucede en el coso de losdatos de Llano Grande 2, obtenidos coda centfmetro. .

Debido a que es menos comun hablar de fenornenos que se repiten cada ciertaprofundidad en un nucleo. se acostumbra transformar la profundidad en tiempoempleando un modele de edad contra profundidad y algoritmos de requlorizocion.Esta costumbre introduce problemas en los datos debido a que ninqun modelo deedad esto libre de errores y 10requlorizocion coloca los datos en un eje abstracto ymuy distinto de donde originalmente fueron extrafdo~ los datos. Recuer.d~ que esimposible tomar datos a tiempos regulares en un nucleo, excepto qUI~a.sen lasvarvas. Por esta rozon. Llano Grande 2, ha sido procesado en el dorninio de 10profundidad y el tiempo solo se emplea rnorcinolmente. EIonolisis de senoles tratade aislar 10 informacion relevante suonrmenoo aquellos componentes menosimportantes incluyendo el ruido que se presenta e~ .I? sen?l..Las tecnicos par~ lIe~ara cabo estas actividades varfan desde el onolisis closico empleando filtrojes.

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Antilisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.TesisPh D. Luis Norberto Parra S.

pasando por las tecnicos de onolisis de Fourier 0 Gabor, hasta las mas recientes delonolisis de onditas 0 wavelets.

, ~sta lejos d.e los alcance de este trabajo hacer siquiera una breve sfntesisde lastecn!c.as descntas, perc existen excelentes trabajos donde se puede consultor estaternotico: una buena descripctor, conceptual pora series unidimensionales se puedeconsultor en el libro de Masters, (1995), el cual adicionalmente trae el programaNPREDICT con el cual se pueden aprender varias de las tecnicos closicos:igualmente el trabajo de Young (1997), ilustra algunas aplicaciones bosicos de estastecniccs a sedimentos lacustres.

Otras tecnicos mas recientes. como las propias de las descomposicionessimultoneos en tiempo y frecuencias. tienen fundamentos conceptuoles ymatem6ticos mas complejos que se pueden consultor en libros y orticulosespecializados. Gran porte de estas tecnicos requieren softwore especializado comoWaveslim para R0 KYPLOT(version 2.0 B.15).

Prepcrcclon de los datos

Debido a que en el estudio de series es necesorio contor con datoshomoqeneos en el dominic de 10 profundidad y a que los eventos clastic osintroducen distorsiones en el registro de val ores. se hace necesorio aplicarcorrectivos a algunos segmentos de 10 serie; particulormente los intervalos 405 a 411cm donde se presenta la ceniza volconico y el intervalo 900 a 950 cm donde secornetio un error durante el proceso de perforocion.

Como los datos eston igualmente espaciados un centlmetro en el dominio de laprofundidad, no se ha considerado prudente convertir la senol al dominic deltiempo con 10 cual se cambioria a un espaciamiento irregular de los datos en eldominic del tiempo.

La correccion b6sica consiste en sustituir los valores medidos en estas posicionespor la media de la facies respectiva incluyendo un ruido blanco generado con unadistribucion normal para similar su aspecto ruidoso. La operocion estadfstica consisteen multiplicar el ruido blanco por la desviocion estondor de la respectiva facies yadicionar la media de la facies. En otros cosos. es suficiente con una nivelocion delas medias con susvecinos mas inmediatos.

Adicionalmente a la igualdad de espaciamiento de los volores. los rnetcdos dean61isisde senoles exigen otras condiciones particulares como tener un conjunto dedatos multioto de 2n, siendo usual lIenar los valores faitantes con 10 media 0 ceros eigualmente la tendencia de los datos es suprimida

Con el fin de indagar mejor acerca del comportamiento sectorizado que e~hibecada una de las fases con la profundidad, se han procesado los datos por ~edlo detecnicos c16sicas (filtrado y onolisis del penodoqrcrno] los cuales per~lten unaubicocion mucho mas precisa de los cambios en el dominic de 10 pr~fundlda~ quesus homologas las tecnicas de wavelets. Estas ulfirnos hacen su rnejor trcbo]o en

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Analisis {adal de alta resoluci6n de sedimentos del Holoceno Tardio en eI Paramo de Frontma, Anaoquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

mostrar las diferentes escalas de informaci6n que existen en los datos en los dominiossimult6neos de las frecuencias y 10 profundidad, pero su precisi6n en 10 localizaci6nes bastante menor.

Aunque es posible estudiar parte de los datos con metodos menos cornplejos.por ejemplo suavizarniento por promedio m6vil para las bajos frecuencias (Master,1995), se ocasionarfa una subutilizaci6n de los datos, se perderfa precisi6n en laslocalizaciones y no serio posible estudiar el comportamiento de las altos frecuenciosque son eliminadas por los rnetodos de suavizaci6n.

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Amilisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.TesisPh D. Luis Norberto Parra S.

CAPITULO 8.PETROGRAFIA DE MICROCOMPONENTES

La microscopia es no solo la tecnico mas antigua de observocion visual sinotornbien la que requiere un nivel de entrenamiento mas avanzado y 10 que producelos resultados mas precisos desde el punto de vista poleoecotoqico. Debido a sunivel de complejidad la gran mayoria de los estudios se enfocan en una categoria 0

en componente espedfico del sedimento. En el caso del estudio de los remanentesorqonicos de rocos. 10 tecnico se conoce como petrograffa orqonico y haalcanzado un alto nivel de desarrollo (Batten, 1996), pero hoy en dio se haempezado a aplicar en los sedimentos actuales (Meyers and Lallier-Verges, 1999) yen paleosuelos (Florez, 2000). A diferencia del anal isis de toses. la petrografia demicrocomponentes no es una medida extensiva yo que requiere aislar 0 seleccionaruna porcion del sedimento y en este proceso se eliminan 0 dejan de lado grandesporciones del material original.

Como es bien conocido. la paleoecologia de los paramos en Colombia se hareconstruido en su inmensa mayoria por medio el polen, las esporas y unas cuantasalgas fosiles mientras que los estudios de los otros componentes constituyen unaparte muy minoritaria, que ya empieza a ser de objeto de interes como lasdiatomeas (Lozano, 2001; Velez, 2002). Por el confrorio. la idea central en esteapartado es ver si los indicadores (proxis) son compatibles con la reconstruccion delecosistema realizada a troves del sedimento.

En el presente capitulo sercn analizados la totalidad de los componentesobservables al microscopic petroqrofico en una olicuoto de sedimento, perc solopara porciones pequerios de muestras seleccionadas del nucleo Llano Grande 2,con el fin de demostrar las potencialidades de la petrograffa. Algunos silicotosilessercn analizados para una longitud de nucleo un poco mayor. Las muestras fuerondispersadas en una mezcla de isopropanol y ornonicco. lovodos. separados losmacrorestos con un tamiz de 104micrornetros y el residuo fino preservado en etanoly luego montada una alicuota de tres microlitros en una resina de indice deretrcccion 1.64.EIconteo por ser de tipo exploratorio se lIevo solo hasta alcanzar 300granos en varias transversales 01 ozcr. veose Figuras8.1 y 8.2.

EInivel de resolucion tcxonomico de los componentes fue hasta genero para lasdiatomeas, las esporas fungicas se separaron de acuerdo con la closificocionmortoloqico de Saccardo, polen. esporas y quistes de crisoficeos no fueronindividualizados. Los minerales se lIevaron hasta su nombre cornun y los fitolitosfueron determinados hasta mortoqenero de acuerdo con la terminologia de Parra yFlorez (2002). Las placas de tecamebas se separaron de acuerdo con su for~?otros componentes como los tejidos de vegetales, de ho~gos y zoocla.stos t~mblenfueron contados a igual que algunos grumos y amorfos resistentes a la dispersion.

Anti/isis {ada/ de alta resouaon de sedimentos de/ Ho/oceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.TesisPh D. Luis Norberto Parra S.

Si se agrupan los distintos cornponentes en rnineroles. silicofosiles (incluyediatomeas, fitolitos, quistes de crisoficeas, placas de tecamebas y unas pocasespfculas de esponjas) y todo 10 demos en la categorfa de orqonico. se tiene laFigura 8.1, y de ella se pueden destacar algunos aspectos:

• Todo 10 orqcnico esto aparentemente subordinado a los silicotosiles (Figura8.2), 10 cuol. obedece al proceso de dispersion que convierte a la matriz orqonicoque es dominante en una nube de partfculas individuales no discernibles comoentidades discretas al microscopio y por 10 tanto no contables como tales. Esclaroque no se dispone de un metodo adecuado para cuantificar microscoplcornente alas partfculas muy finas y a los agregados resistentes al proceso de dispersion.

• Se separa c1aramente el intervalo dominado por la ceniza volconico"Salamina", una mayor cantidad de minerales hacia la base del nucleo y muypocos hacia el techo.

• Los silicotosiles son un grupo muy importante y por 10 tanto de gran potencialpoleoecoloqico: sus cantidades son menores en las turbas y en los lodos orqonicosfibrosos y dominantes en las diatomitas y lodos orqonicos.

Componentes_ Minerales 0 Silieof6siles _ Orqanicos

350300

rJ) 2500cCO 200L-0>0 150L-a>E 100,~z 50

0

Profundidad,em.

FIGURA 8.1 Aqrupocion de loscomponentes en closesmayores.

En relocion con los silicofosiles principales (Figura 8.2AI, las diatomeas dominant de la base del nucleo incluyendo el segmento de los

en la facies lacIUS re I se confirma el origen de los materiales parentales de estospaleosuelos con 0 cua

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Ana/isis facial de alta resoluci6n de sedimentos del Holoceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.TestsPh D. Luis Norberto Parra S.

suel.os.Las cantidades de diatomeas son men ores en la medida en que la terrizocionse Incr~men~a como sucede en los pantanos, mientras que los fitolitos por elcontrano se Incrementan. Por su parte, las placas siliceos de tecamebas tienen sumejor desarrollo en los pantanos y las charcas pero decrecen en importancia alaumentar la profundidad del cuerpo de agua.

En relccion con las estructuras reproductivas como polen. esporas y fungiesporas(Figura 8.2B), se tiene que las mayores cantidades y el mejor contraste 10 producenlas fungiesporas y Ie sigue en importancia el polen. Las esporas de hongos tienengran sensibilidad a los diferentes ambientes de depositocion siendo muy pobres enlos lagos profundos y abundantes en los pantanos, perc una interpretacion masprecisa de estos restos fungicos requiere de un conocimiento de sus cnoloqosmodernos 10 cual no esta disponible en la actualidad.

Las cantidades de polen varian en cada tipo de material e indican una fuertesensibilidad al ambiente de depositocion y a los tenornenos pedoqeneticos: porejemplo, los lodos orqcnicos fibrosos acumulan mas del doble de polen que un lagoprofundo y las turbas tornbien son relativamente pobres. Esto sugiere realizar estudiosmas detallados para comprender adecuadamente los mecanismos de preservcciony acumulaci6n selectiva del polen en cada ambiente de deposito paramuno con elfin de mejorar los estudios de alta resolucion. En particular las tasas de acumulaci6ny las densidades solamente serian comparables entre tipos de materiales identic os ycuando son expresadas empleando como referente el peso seco.

Si se comparan las curvas de polen y fitolitos, Figura 8.2C, estos ultirnos superan alpolen en cantidad y sus cambios son mas marcados, por 10 cual serian masadecuados para algunos estudios paleoecologicos de alta resolucion como 10reconstrucci6n de las comunidades locales en charcas y pantanos. En muchoscasos las tendencias locales de ambos componentes son paralelos y por 10 tanto secomplementan, pero en otras situaciones ambos componentes eston indicandocosas distintas. Aun en el caso de algunos diatomitas tenemos la presencia de losfitolitos 10 que indica que el transporte desde las orillas hacia el fonda del logo es unfen6meno cornun y de cierta magnitud ya que estos rnicrofosiles son pesados ygrandes.

Esposible mostrar mas detalles con los componentes determin~dos hasta .~enerocomo las diatomeas, los fitolitos y las fungiesporas, perc una interpretocion tandetallada requiere datos ecoloqicos aun no disponibles. Para ~ropositos deilustraci6n se presentan los mortoqeneros de fitolitos del sue'? act~al (Flgu~~8.3.); porejemplo Prismatolita ocurre en todo el perfil, mientra~ ~.ue Trionqulito y Flo.r~sltasolo sepresentan en los primeros 6 cm qoizos por su susceptlbilidad a 10 destruccion.

EI limite entre la acrotelma y la catotelma a 20 cm de pr?fundidad ~orrespondea un cambio mayor en el espectro de fitolitos y solo perslste~ ,lOSmas ~rue~os yresistentes a la alteraci6n; a partir de alii se presenta una reduccion de 10 diversidodde mortoqeneros.

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Ana/isis {ada/ de alta resot. -, do ~~A-uoon e seameotos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

Fitolitos del suelo actual

140120

l/l0 100c~tn 80Q.l"0e 60Q.lE 40'~Z

20

0

I ·-11 III",i'" err","",~I I-

r~ .~ ~II l=

~ 1= ••• = .I~'"'

fo" ~ • ~ . •-. •• •'" i; I· •o!

1 2 3 4 5 6 7 8 91011121314151617181920212223242526272829

Profundidad, em.

EscudolitaTriangulitaTeratolitosReniformitaPantalolitaPetasusitaPrismatolitaLongolitaHalteriolitaGlobulolitaFlorisitaFlabelulitaElipsoiditaEstrobilolitaDoliolitaClavaelitaBraquiolitaBilobulitaArticuladosAculeolita

FIGURA 8.3Contenido de fitolitosen losprimeros29em del nucleo de LlanoGrande 2.

8.1 SILICOFOSILES DEL NUCLEO LLANO GRANDE 2

En los humedales del Paramo de Frontino existen organismos que emplean 10sflice como parte fundamental de su estruetura corporal entre los cuales tenemos losdiatomeas y los fitolitos (Florez y Lozano, 1999), los quistes de las cris6ficeos, losespiculas de las esponjas de agua dulce y las escamos 0 placos de testoceos. AI sereliminada la materia orqcnico de los sedimentos, dichos silicof6siles pueden lIegar aconstituir 10 fracci6n mos importante del residuo Ilegando incluso a superar a 10fracci6n mineral. La capacidad de reconocer a los distintos silicof6siles es bostantecritica yo que aun especialistos de un grupo pueden lIegar a confundirlos; porejemplo a los aumentos normales de trabajo (450x), los escamas ais/ados de algunosgeneros de tecamebas pueden ser confundidas con algunos generos dediatomeas. En ciertos casas las condiciones de alteraci6n para 10 fracci6n mineralson tan severas que aun los componentes sfliceos lIegan a ser atacados 0 corroidos10 que aumenta 10 fuente de confusi6n con estos restos bi6ticos. Algunos de losrestos de silicof6siles gozan de tiempo otros con un amplio reconocimiento entre 10comunidad ocodemico como los diatomeos, perc otros como los quistes decris6ficeas solo recientemente han empezado a cobrar alguna atenci6n.

8.2 DIATOMEAS

Las diatomeas son un grupo de algas ampliomente empleados en estudios deecologia actual de los cuerpos de aguas dulces y tornbten en paleoecologia de

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Analisis facial de alta resolueion de sedimentos del Ho/oceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

humedales debido a sus habilidades para suministrar informacion acerca depropiedades esenciales de las laminas de agua como el pH, 10 salinidad y el estadotrotico entre otras. Para los lagos y humedales localizados en las tierras altas de losAndes colombianos, se tiene ya un buen nivel de conocimiento sobre 10 diversidadtoxonornico de estos organismos y tornbien se dispone de algunos datos ecoloqicosgenerales (Donato, 2002). A nivel poleoecoloqico. empiezan a aparecer algunostrabajos pioneros con estos organismos (Lozano y otros. 1999; Velez et a/., 2003,2005). En 10 Figura 8.4 se representa una de las diatomeas mas comunes en elParamo de Frontino. La precision toxonomico del presente estudio se ha lIevado solohasta genero debido a que se desconoce el significado ecoloqico a nivel demicrohabitat de las especies y para propositos paleoecologicos gruesos es suficienteeste nivel de identificccion.

Las muestras de 10 pertorocion de Llano Grande 2, fueron procesadas deacuerdo con el rnetodo descrito par Lozano et a/., (1999) para sedimentos similaresque bosicornente consiste en 10 destruccion de la materia orqonico con aguaoxigenada, montaje de una alicuota de volumen conocido (en este caso de tresmicrolitros) en Naphrax y censo completo de la placa. Los conteos se expresanentonces en densidad valvar por centimetre cubico [crn-). En este caso, de las 124muestras tratadas 18 de elias resultaron esteriles debido a la fragilidad de las valvas ypor 10 tanto en el futuro se deben emplear metod os menos drosticos.

FIGURA 8.4 Eunotia minor, una de las especies encontradas en el Paramo de Frontino.

Antioquia.

8.3 PLACAS DE TECAMEBAS

b t t 'ceas son protozoos ameboideos que viven al interior deLas tecame as 0 es a , t' t - osuna teca de naturaleza quitinosa (Lee et 01., 2000). EI caparazon rene .ortic, I '

taciones muy variadas como las de 10 Figura 8.5. De par ICU ar~orm~s y ornam~n teca esta recubierta por plocos. escamas y rodillos deinteres son los generos cuya an como elementos aislados en los sedimentosnaturaleza sflicea las c~?~ess~ p~~s~;ca par 10 destruccion quimica. Existe ya unaluego de ser despren I os d e t do 10 claro utilidad de las tecamebas enamplia literatura que ha emos ro

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Amilisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Fronfino, Antioquia.TesisPh D. Luis Norberta Parra S.

reco~s~ruccio~es paleoambientales, especialmente como indicadoras de lascondiciones hidricos 0 de humedad (Woodland et ol. 1998;Charman 1997).

FIGURA 8.5 Aspecto que presentan las placas aisladas de algunas tecamebas. A laizquierda placas de Nebela, al centro de Euglypha ya la derecha rodillosde Lesqcereusio.

8.4 QUISTES DE CRISOFICEAS

Las cris6ficeas son algas pardo-doradas de agua dulce que forman parte normaldel fitoplancton y las cuales bajo algunas condiciones se enquistan end6genamenteen una cornoro de sflice a modo de botella que se preserva bastante bien en lossedimentos (Duff, et af., 1994). La morfologfa de los quistes yo vados es altamentevariable en forma y ornamentaci6n como puede verse en la Figura 8.6 y, se suponeque algunas de elias son diagn6sticos a nivel de especies. aunque falta mucho porestablecer esta relaci6n en forma inequfvoca. Entre estos organismos algunosgemeros como Mallomonas, Ochromonos y Dinobryon son bastante comunes en elfitoplancton.

FIGURA 8.6 Algunos quistesde cris6ficeascomunes en los sedimentos del nucleo Llano

Grande 2.

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.Analisis facial de alta resotucion de sedimentos del Hotoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

Estossilicof6sileshan despertado olqun interes en los ultirnos enos. pero la falta deconocimientos acerca de la taxonomfa, la autoecologfa y de los requerimientosfisicoquimicos de las especies ha dificultado su aplicaci6n en paleoecologia,aunque se destacan ya algunos logros [Smol. 1988). En los sedimentos del nucleoLlano Grande 2, se hallan numerosos morfotipos de quistes de cris6ficeas, pero suecologia es totalmente desconocida.

EI rango de tornono de los quistes oscila entre 2 y 30 micr6metros y se destacanaqui ya que se pueden lIegar a confundir con algunos generos de diatomeascentrales; sin embargo algunos rasgos como su corocter hueco, su alto relieve y lapresencia de un poro ocornponodo 0 no de un collar que 10 rodeo. permitendistinguirlos c1aramente de las diatomeas. En casos mas obvios. los quistes poseenuna ornamentaci6n que no se encuentra en diatomeas.

8.5 ESPICULAS DE ESPONJAS

Las esponjas son metazoos de organizaci6n bastante simple la mayorfa de loscuales son habitantes de los mares y solo unos cuantos representantes viven en lasaguas dulces. incluyendo los lagos de los paramos. Las esponjas de agua dulcetienen el cuerpo recubierto de espfculas de naturaleza silfcea las cuales se preservanbien en el sedimento durante la fosilizaci6n.

8.6 ALGUNOS SILICOFOSILES EN EL NUCLEO LLANO GRANDE 2

La Figura 8.7, muestra la distribuci6n de algunos silicof6siles en el nucleo LlanoGrande 2, y se puede observar que solo tres generos de diatomeas tienen la mayorimportancia en los primeros 2700 enos 14CBP (125 cm) del nucleo incluyendoEunotia, Navicula y Pinnulario, seguidos por Anomoeoneis, Gomphonemo y Surirellacon los demos generos reducidos a apariciones esporocicos. Cercano a los 1700enos 14CBP (75 ern). se presenta un cambio en el ecosistema hacia un mayoralmacenamiento de agua libre indicado por mayor abundancia de Pinnulario yAnomoeoneis ocornocnodo de una disminuci6n de Eunotia.

En relaci6n con las tecamebas las placas aisladas de forma elfptica(principalmente Nebela) tienden a sermas comunes hacia la base y techo, mientraslas placas circulares (principalmente, Eug/ypho), son mas constantes a 10 largo de lacolumna.

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Analisis facial de alta resotuooa de sedimentos del Holoceno Tardio en e/ Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

300000~~5g8gg1500001000005000g _=- ,0 J'"f'±--

100000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

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140

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Profundldad. c rr

FIGURA 8.7 Diagrama de algunos de los silicof6siles presentes en el nucleo de LlanoGrande 2, del Paramo de Frontino.

8.7 FITOllTOS PARAMUNOS

Los fitolitos son biominerales de naturaleza opalina y de proveniencio vegetal,que se aislan a troves de 10 colcinocion de las hojas y otros orqonos frescos dealgunos plantas pero que se encuentran igualmente como tosites en los suelos yturberas altoandinas (Florez y Parra, 1999). Muchas especies de plantas tienen 10capacidad de formar depositos de silice solido (ocido silicico amorfo), en lasparedes de las celulos de hojos. semillas. frutas. raices y en 10 madera y sepresentan en varias formas y ornamentaciones que son los elementos empleados en10 toxonomio.

8.8 ATLAS DE FITOllTOS

Los atlas de fitolitos constituyen 10 herramienta basic a que permite a losbotonicos. geologos, y oritropoloqos realizar otros trabajos, como establecer yreconstruir paleoambientes y descubrir 10 evoluci6n del hombre en una de susactividades esenciales como es 10 agricultura.

Con base en los trabajos previos realizados sobre el atlas de los fitolitos de 10veqetccion altoandina en los porornos de Belmira y Frontino en Antioquia (Florez yParra, 1991), Y sobre 10 clostticocion morfologico de los fitolitos (Bertoldi De Pornor.

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Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.. Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

(1971) Y Parra y FI6rez (2002)), se presentan algunos comentarios encaminados acompletar el atlas de fitolitos en el Paramo de Frontino en 10relacionado con nuevasformas 0 variaciones de elias.

En las muestras de los primeros 240 cm de la perforaci6n de Llano Grande 2, seencontraron reiteradamente dos formas las cuales fueron provisionalmentenombradas como Escudolita y Pantalolita; dichas formas pertenecen a la morfotribuEstrobilolita (Bertoldi de Pornor. 1971). cuando se tom a en su sentido mas amplio; sinembargo, asf concebida, tornbien contiene una heterogeneidad de formas queameritan un tratamiento separado por su persistencia. Hasta tanto no seaenmendada y ampliada esta morfotribu, las siguientes descripciones se consideranun paso preliminar.

Estrobilolita: Esta forma posee cuatro lodes. tres de los cuales son bastanteconstantes en su apariencia ya que dos de ellos siempre son opuestos y c6ncavos yun tercero es de curvatura muy suave hasta recto. EIcuarto lado es mas variable ypermite separar la morfotribu en tres variedades; la Estrobilolita tfpica que tiene sucuarto lado suavemente curve. con dos ondulas leves 0 recto.

La Escudolita 0 Coronita (nombres preliminares e informales) tienen en estecuarto lado dos 0 mas ondulaciones 0 bahfas cada una de las cuales es c6ncava,vistas desde afuera del grano, como en un "escudo de armas" 0 en una corona,Figura 8.8. Puede ser simetrico 0 algo osirnetrico y su ornamentaci6n es variable,puede 0 no presentarse en toda la superficie del grana 0 en seetores localizados.Escudolita esto asociada con la vegetaci6n de las zonas hurnedos y/o muyencharcadas, tales como Ranuncu/us nubigenus, Hypericum juniperinum, Cortadeirabifida, Bomarea linifolia, entre otros.

otra variante de Estrobilolita es la Pantalolita (nombre preliminar) que hacereferencia a fitolitos con forma general de "pantaloneta"; en este caso el cuartolado tiene dos a mas 16bulos0 concavidades (vistos desde adentro del fitolito) yseparados por una indentaci6n 0 garganta semicircular pronunciada. Laornamentaci6n es variable 0 ausente y se puede presentar en toda la superficie delgrana 0 ldcolizodo. Figura 8.9. Corresponden con la vegetaci6n de postos. arbustaly proderos. tales como Gaultheria anostomosans, Paepa/anthus colombiensis,Baccharis tticutieata. Hupertzia subu/ata, entre otras.

Muchos formas de fitolitos ya documentadas en trabajos anteriores, presentanvariaciones tanto en la forma misma como en la ornamentaci6n y su presencia esindicativa de un genero en particular, tal es el caso de la flabellulita. Los fitolitos quepresentan alguna variaci6n son los siguientes:

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L _

Analisis facial de alta resolueion de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Fronlino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

FIGURA 8.8 Escudolita 0 Coronita. una de las variantes de 10morfotribu Estrobilolita.

FIGURA 8.9 Pantalolita. otro variante de 10Estrobilolita.

Flabellulita: Son fitolitos con forma de abanico. La ornamentaci6n es variablepuede 0 no presentarse en toda 10 superficie del grana 0 localizada. Se asocian a 10Chusquea tesse/ata, Chusquea scandens, principalmente. Estos fitolitos presentanvariaciones relacionada con 10 cabeza 0 parte distal del obonico. que puede sermuy amplia y redondeada, con un opice extremadamente peoueno y anguloso(Figura 8.10) 0 con suslados que lIegan a ser bastante rectos y aristados.

FIGURA 8.10 Flabellulitas. observe susvariaciones con respecto a 10figura de 10derecha.muy angulosas. en el cpice y muy abiertas y redondeadas en 10parte distal.

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Analisis facial de alta resouoon de sedimentos del Hokx:eno Tardio en el Paramo de Front/no, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberta Parra S.

Acul~olita: Son fitolitos de forma de aguij6n c6nico provistos 0 no de una baseque denvan su nombre de 10similitud con espinas y aguijones. La parte conico. porIe: .general; es redondeada y atenuada hacia el opice y suele ser parcial mentesolido y mas 0 menos amplia 0 angostamente ovolodo. circular 0 ensanchada sobre10que se desarrollo un cuerpo mas 0 menos en gancho y diversamente proyectadoen forma de aguij6n (Figura 8.11). En esta morfotribu se encuentran variacionestanto en 10forma, en el tcrnono de 10base como en 10curvatura y agudeza de laspuntas.

FIGURA 8.11 Aculeolito tipico: 10 estructuro presento una vorioci6n en el 6pice.(ensonchodo y redondeodo).

Ha/teriolita: Cuerpo prismotico en forma de halterio 0 barra de gimnasiacompuesto por dos cabezuelas redondeadas sirnefricos 0 osirnetricos que estonunidas entre si. par una barra 0 tronco recto. Se presentan notables variaciones en 10longitud y grosor del cabo de enlace entre los dos 16bulos (Figura 8.120), yo seagrueso (Figura 6.12b), largo (Figura 8.12c) 0 muy corto (Figura 8.12d). Estos fitolitospueden 0 no presentar halos de hidrataci6n. Estos tipos de halteriolitas estonasociadas general mente con Bu/bostylis, Disterigma a/aternoides, Pernettya prostata,Poacea pubescens, Hypericum juniperinum, Oreobu/us venezuelensis, Aragoaoccidenta/es, etc.

Bilobulita: Esta morfotribu fue segregada de Halteriolita por Parra y FI6rez (2002)yo que se trata de una forma bilobulada donde 10barra recta de uni6n entre los dos16bulos es inexistente y en su lugar encontramos un par de indentaciones c6ncavasuaves 0 pronunciadas. Lasvariaciones oqui se presentan tanto en 10forma, tornonoy simetria de las dos cabezuelas y del istmo que las separa. Puede tener 10presenciade dos 16bulos mas largos (Figura 8.130) que onchos. unidos internamente por uncanal circular y hueco (Figura 8.13b) 0 por un canal estrecho (Figura 8.13c) 0 por elcontrario muy ancho (Figura 8.13d). Estos fitolitos. pueden 0 no, tener halos dehidrataci6n (Figura 8.13d). Estos tipos de bilobulitas est6n asociados a Gnaphaliumsp., Nertera granadiensis, Hieracium sp. y Ha/enio folioso, entre otros.

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Amilisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberta Parra S.

FIGURA 8.12 Variaciones en 10longitud y grosor del cabo de enlace entre los dos 16bulosde 10Halteriolita tfpica (a), grueso (b), largo (c) 0 muy corto (d).

FIGURA 8.13. Variaciones presentadas en 10Bilobulita que presenta dos lobules rnos largos(a) que onchos. unidos internamente por un canal circular y hueco (b) 0 por un canalestrecho (c) 0 por el contrario muy ancho (d).

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Aniilisis facial de alta resouoon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, AntiOQuia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

~'avae';ta:Cuerpo prisrnofico alargado con formos similares a cloves. mozo 0 aun ~uante de boxeo. Las variaciones encontradas en este tipo de fitolitos estonrelocionodos con el tallo del mozo. en un coso es grueso y corto (Figura 8.14a),extremadamente carto (Figura 8.14b) 0 extremadamente largo y muy estilizadocomo en un bate de beisbol (Figura 8.15). Estosfitolitos estcn asociados a Gaultheriaerecto, Cavendishia bracteata, E/eocharis cf. filicumis y Hupertzia subulata, entreotros.

FIGURA 8.14. Variaciones encontradas en 10 C1avaelita relacionadas can el folio delrnozo. en un coso es grueso y corto (a), extremadomente corte (b).

FIGURA 8.15 Variaciones encontradas en 10C1avaelita relacionadas can el tallo del mozo.extremadamente largo y muy estilizado como en un bale de betsbol (c).

En los primeros 240 em de pertorocion de Llano Grande 2, se encuentron todoslas morfotribus de fitolitos definidos por Parra y Florez (2001), aunque las cantidadesdifieren entre ellos. La morfotribu mas dominante es Prismatolita que eslorelacionada con Sysyrinchium micranthum, Juncos etiusu». Juncos bogotensis,Calamagrostis eituzo. Poacea sp. (pubescente), Cortadeira bifida, Plantago rfgida,mientras que la menos dominante fue Longolita, relacionada con Hupertzia cruentay Lycopodium a/opecuroides.

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Analisis facial de alta resolooon de sedimentos del Haloceno Tardio en eI Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

S~ registran dos variantes notorias: Escudolita y Ponto lolita, 10 primerareloclonodo con Ranunculus nubigenus, Hypericum juniperinum, Cortadeira bifida,BOmare? Ii.nifolia y 10 segundo con Gaultheria anestomosans, Paepalanthusco'omoienss. Baccharis tricuneata, Hupertzia subulata, entre otras. La mayoria demorfotribus de fitolitos presentan variaciones mortolocicos sin perder la fidelidad 01pa~r6~ fundamental que ha permitido su norninocion: sin embargo algunasvonccrones por su persistencia e importancia ameritan un trabajo mas detalladopara justificar su elevocion a 10 categoria de morfotribu, como en el caso deEscudolita y Pantalolita.

8.9 LOS FITOLITOS DEL NUCLEO LLANO GRANDE 2

En los suelos y sedimentos, despues de /0 descornposicion de 10 materiaorqonico. se preserva 10 sflice solido que es conocida como opoto de plantas 0

fitolitos. Su estudio arroja algunas luces sobre 10 paleoecologia del Cuaternario. Apesar del reconocimiento temprano de materiales opalinos bien preservados en losecosistemas altoandinos, solo en 10 actualidad se Ie esta dedicando otoun trabajoinvestigativo a estos restos poleobioticos. La presencia de fitolitos en nuestro medioha sido reconocida en 10 troccion arena de algunos suelos actuales y tornbien enmateriales ligados a excavaciones arqueol6gicas.

Eneste capitulo el objetivo es conocer 10 distribucion que tienen los fitolitos, en losprimeros 240 cm de 10 pertorocion de Llano Grande 2, que correspondenaproximadamente con 4575 yr BP,y en tratar de establecer si existe alguna relocionentre 10 distribuci6n de los fitolitos con algunos de los cambios cumoticos registradospara Colombia y para el pororno de Frontino definidos previamente por Jaramillo(1998) y Velasquez (1999) a troves del polen tosil.

En artfculos escritos recientemente [Florez y Parra, 1999;2001 Y 2002). se registranlas investigaciones relacionadas con fitolitos de 10 vegetaci6n altoandina de losporornos de Belmira y Frontino en el departamento de Antioquia y de San Felix en eldepartamento de Caldas. Para el estudio de los fitolitos. medio centimetro cubicodel sedimento fue sometido a digestion con agua oxigenada y 01 residuoenriquecido en silicof6siles se preservo en 1 ml de agua alcoholizada y, por ultimo,se extrajo una alicuota de 3 a 6 ~Lpara montaje permanente en Naphrax.

EI trabajo rnicroscooico se entoco hacia 10 closificocion con base en 10nomenclatura de Parra y FI6rez [2(02), Y en el censo de los fitolitos presentes en unaalicuota de volumen conocido; posteriormente los conteos son Ilevados a una matrizen Excel y se calcula 10 densidad cbsoluto. con 10 cual se efectu6 el respectivoonolisis de componentes principales, el cluster en MVSP y las graficas.

Para el cnolisis se tuvo en cuenta tres aspectos: redundancia, polimorfismo ymonomorfismo; La redundancia hace referencia a 10 presencia de morfotipossimilares en taxa de distinta naturaleza toxonornico [Rovner, 1971), por ejernplo.

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Analisis facial de alta resoluci6n de sedimentos del Holoceno Tardio en eI Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

Prismatolita, es cornun en Juncaceae y Gramrneas. EI polimorfismo se refiere a queuna misma especie produce varios rnortooeneros. por ejernplo. Juncaceaeproduce Aculeolitas, Botulitas, Prismatolitas y Halteriolitas. EI monomorfismo escuando una especie tiene un unico rnortoqenero. por ejemplo, Cetostroceae.Cavendishia bracteata 0 Hesperome/es ferruginea solo tienen Globulolitas.

La cantidad de fitolitos presentes en los primeros 240 cm del nucleo Llano Grande2, calculados como granos por centlmetro cubico. La Figura 8.16, indica su marchano monotone y por el contrario exhibe notorias variaciones.

Las cantidades de fitolitos. medidas en granos/cm , pueden diferir bastante entreun centimetro y otro. generando picos en los diagramas de densidad; en otroscosos. se presentan enriquecimientos 0 empobrecimientos zonales 10 que indicarfaunas condiciones m6s estables. En 10 Figura 8.17, 10 cantidad de fitolitos a troves delos 240 cm de profundidad conforman un diagrama que exhibe cinco sect oresdiferentes definidos por las densidades medias.

350000

U 300000U-lJ)0 250000.......0 200000.......

l+=-

"U 150000ro"UlJ) 100000CQ)

0 50000

-r Fitolitos del nucleo Llano Grande 2

Profundidad, em

FIGURA 8.16. Comportamiento del conjunto de las Morfotribus en los primeros 240cm dnucleo Llano Grande 2.

EI primer sector. oscila alrededor de 100000 fitolitos/crn> y esta definido por lasmuestras entre 0 y 73 ern. internamente presenta fuertes oscilaciones 0 picos y eneste sector domina 10 Prismatolita y Aculeolita, seguidas de Estrobilolita y Elipsoidita.La edad del sector estorio comprendida entre el presente y 1.655 enos 14C BP.

En el segundo sector, 10 densidad media cae hasta unos 30000 granos/cc y estodefinido entre las muestras 73 Y 10 129 ern: en ella sobresalen tres picos internoslocalizado 01 inicio del sector que son definidos por cantidades importantes deEscudolita, Teratolita y Prismatolita; Aculeolita es frecuente pero en poco cantidad.

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Analisis facial de alta resoiuaon de sedimentos del Hokxeno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberto Parra S.

La edad del sector estaria comprendida entre 1.650enos 14C BPen el techo y 2800enos 14C BPen la base.

EI tercer sector esta comprendido entre las muestras ]29 a 168 em. las cualesconforman una oscilocion que asciende hasta alcanzar una densidad maximacercana a los 110000 granos/cm3 alrededor de los 3200 enos 14C BP v, luego,decrece gradual mente; aqui 10 dominante es Prismatolita seguida de Aculeolito.ambos presentan cantidades mucho mas altas que las mencionadas en el sectordos. Elipsoidita esta bien representada 01 final del sector. La edad del sector estariacomprendida entre 2.800enos 14C BPen el techo y 3.490enos 14C BPen 10 base.

EIcuarto sector esto definido por las muestras 169a 185, el comportamiento deeste es muy diferente 01 de los anteriores, yo que no se observan picos importantes y10 densidad media de granos corresponde con los val ores mas bajos en todo eldiagrama, cercana a los 10000 granos/cm3; 10 dominante ooui es Prismatolita yAculeolita es 10 segundo en cantidad y frecuencia, tornbien presenta valores muybajos pero muy continua. La edad del sector estaria comprendida entre 3.550 14C

BPen el techo y 3.700 14C BP,en 10 base.

EIsector cinco es bastante similar 01 sector 1,perc las densidades medias son masaltas y cercanas a 130000granos/cm3 y abarca desde 10 muestra 185hasta 10 240;internamente presenta 14 pic os. con el mas alto de ellos ubicado alrededor de 10muestra 210; esto poblocion esta dominada por Prismatolita que alcanza valoresmuy altos y mucho mas significativos que en los sectores anteriores, Ie sigue encantidad Aculeolita que es muy regular. Son tornbien importantes por cantidad yregularidad leratolita, Estrobilolita, Bilobulita y Elipsoidita. En este sector todas lasmorfotibus eston bien representadas, 01 final, cerca de 10 muestra 240, muchas deestas aumentan considerablemente. La edad del sector estaria comprendida entre3.700 enos 14C BPen el techo y 4.575enos 14C BPen 10 base.

lodas las morfotribus de fitolitos reportados por Parra & Florez (2002), seencuentran en los primeros 240 em del nucleo Llano Grande 2; en total, 21morfotribus, en 10 Figura 14, se relacionan y en ella se puede observar elcomportamiento que presentan en los primeros 240 em del nucleo Llano Grande 2,correspondiente a 4.500enos 14C BP.

Del diagrama de 10 Figura 8.18, puede extraerse las consideraciones siguientes:

Desde el techo de 10 perforaci6n hasta los primeros 240 em, se puede observarcuatro sectores dentro del diagrama, en los cuoles. una morfotribu de fiitolitos esrelevada 0 borrodo. por otra; para el coso en el cuol. 10 morfotribu es dominante 0esta presente a troves del sector considerado dentro del nucteo. tornbien es posibleobservar estos sectores que aparecen por alternancios entre aumentos 0

disminuciones en las cantidades de fitolitos.

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Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en eI Paramo de Frontino, Antioquia.tests Ph D. Luis Norberta Parra S.

EIprin:er sector se presenta desde 10 muestra 1 hasta 10 muestra 75, coincidiendocon el pnmer sector de 10 Figura 8.17. Aqui las mortotribus abundantes son DoliolitaPetasusita, ~strobilolita, Teratolita, Prismatolita, Bilobulita, Aculeolita y Elipsoidita y e~menor contidod pero. constantes eston Braquiolita, Globulita y Triangulita.

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FIGURA 8.17 Diagrama resumen de morfotribus de fitolitos que representan a losprincipales familias que se encuentran Llano Grande 2, en el Paramo de Frontino.

Estasmortotribus corresponden con 10 vegetaci6n de postos. arbustos y proderos.esencialmente Gramineas y Juncocecs.

EI segundo sector, comprendido entre 10 muestra 75 Y 10 125. que coincideigualmente con el segundo sector de 10 Figura 13,presenta un relevo de mortotribus,por ejernplo. Doliolita disminuye fuertemente mientras que Escudolita y Pantalolitaaumentan notoriamente. estas tres morfotribus eston relacionadasmorfol6gicamente, tal como se mostr6 en el capitulo anterior. Hay disminuci6n enEstrobilolita, Braquiolita, Globulita, Aculeolita, Elipsoidita y Triangulita. mientras queaumentan Teratolita y Prismatolita: Bilobulito se mantiene constante. Lasmorfotribusque aumentan en contidad 0 se mantienen constontes corresponden convegetaci6n de Gramineas y Ericooeos.

En el tercer sector, comprendido por las muestras 125 a 190 em. 10 rnovorio delas morfotribus permanecen orocticornente constomes. registron pequenos

192

AnalisiS facial de alta resoludon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Pan-a 5.

disminu_cionescomo en Doliolitos. Capilusitas, Flabellulitas, Clavaelitas y longolitas, 0

peque~os aumento.s como en Petasusitas, Escudolita, Florisita, principalmente.Escudollta y Pantalollta relevan a Doliolita. Halteriolita est6 completamente ausente.Estesector esta dominado por »stetcceae y Gramineae.

En el cuarto sector, comprendido por las muestras 190 a 240 ern. 10 situaci6n esmuy similar a 10 observada en el primer sector, oqui. Doliolita releva a Escudolita yPantalolita. Disminuyen fuertemente Petasusita, Capilusita, Flabellulita y Teratolito.Desaparecen Longolita y Cymbaita y aumenta un poco Halteriolita. Son muyconstantes Prismatolita, Bilobulita y Elipsoidita.

Enestas morfotribus se forman tres grupos muy constantes conformados por:

1) Escudolita, Florisita, Pantalolita y Teratolita, Bilobulita, Prismatolita,pertenecientes a Ca/amagrostis, Paspa/um, Hypericum, Oritrophium, Cortodeira, yAragoa, entre otros. esencialmente, de zonas terrizadas pastizal-arbustal.

2) Aculeolita, Elipsoidita, Estrobilolita; Triangulita, Globulita, Braquiolita yClavaelita, Cymbaita, Cylindrita, Holteriolito. Flabellulita, Capilusita, Longolita,Petalusita, dominantes de generos vegetales tales como Esoeietio, Blechnum, Corex.Pernettya, Hupertzia, Juncos, Oritrophium Gaultheria, Paepalanthus, y Puvo, entreotros. caracterfsticas de tierras encharcadas.

3) Escudolita, Horisito. Petalusita, C1avaelita, Copilusilo. Cylindrita, Cymbaita,Longolita, Halteriolita y Flabellulita que coinciden con 10 vegetaci6n de las zonashumedas y/o muy encharcadas.

Con base en 10 anterior yolo observaci6n experimental se proponen lassiguientes asociaciones de morfotribus de fitolitos con respecto a 10 vegetaci6n anivel de familia, ello podrfa plantear 10 clave para desarrollar 10 reconstrucci6npaleobot6nica a troves del estudio de 105 fitolitos en los paleosuelos y en lasperforaciones futures. las principales asociaciones obtenidas son:

Prismatolita-Bilobulita asociada con GramfneaePrismatolita-Aculeolita asociada con JuncaceaeBraquiolita-Aculeolita asociada con AsteraceaePrismatolita-Halteriolita-Globulita osociada con CyperaceaeBilobulita-Globulita asociada con ClusiaceaeBroquiolita-Estrobilolita-Prismatolita asociada con EricaceaePrismatolita-Aculeolita osociada con LycopodiaceaePrismatolita-Aculeolita-Globulita asociada con AquifoliaceaeTriangulita-Prismatolita-Bilobulita asociada con Melastomataceae

Existenalgunos morfotribus que caracterizan particularmente a un genero dentrode una familia como es el coso de Flabellulita que es cornun en Chusqueatessellata y Chusquea scandens; Globulolita que solo se ha observado en

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Amilisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Hokxeno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra 5.

Celastraceae y en Hesperomeles ferruginea; otros morfotribus eston por 10general,en todos las especies vegetales, tal es el caso de Teratolitos 0 en los suelos comoPrismatolita. Tornbien es cornun que una familia posea varios morfotribus diferentescomo las Eriocaulaceae (Paepalanthus co/ombiensis).

Las asociaciones mas definidos de morfotribus que pueden establecerse paradiferenciar algunas familios son: Prismatolita-Bilobulita que se osocia con Gramineae;Prismatolita-Aculeolita con Juncaceae; Braquiolita-Aculeolita con Asteroceoe yPrismatolita-Halteriolita-Globulito con Cyperaceoe.

En sintesis. la mayorfa de los plantos paramunas producen fitolitos y algunosasociaciones vegetales modern os se dejan reconocer por el espectro de fitolitosdeposita do en el primer centlmetro del suelo que los soporto. 10 cual es importanteporque su hallazgo e identificocion perrnitiro realizar reconstruccionespaleobotanicos. Debido a que la persistencia de ciertos conjuntos de rnortoqeneroses el indicador mas importante, se pone en evidencia la necesidad de desarrollarcnolisis estadfsticos adecuados al empleo poleoecotoqico de esta herramienta. Esclaro que las cantidades relativos, tan utiies en el trabajo con el polen. 10 son menosen el coso de los fitolitos, excepto quizos con unos pocos plantos que exhibenmonomorfismo en suscuerpos silfceos.

Los fitolitos constituyen una herramienta paleoecologica importante y aunquepueden ayudar a reconstruir la poleoveqetocion y el paleoclima, oun suconocimiento y los tecnicos estadfsticos son muy incipientes. La oproxirnocion queaquf se hace constituye solo una propuesta que debe seguirse trabajando tanto en10 observocion de los fitolitos de los diversos especies que constituyen la familioscomo en los suelos que los almacenan una vez las plantos se mueren y se integran aeste.

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Antilisis facial de alta resouaon de sedimentos del Holoceno TardIO en el Piiramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

CAPITULO 9.SINTESIS

En. los capitulos precedentes se han mostrado algunos de los evidenciosevolutivos que se preservan en el registro sedimentario de un humedal paramuno yse ha reservado para este capitulo ospectos mas interpretativos y de correlocioncon trobajos paleoecologicos de otros regiones colombianos.

En los humedales paramunos yo colmatados tanto los materiales como sucontorrnccion geometrica interna son subproductos de 10 actividad biotico y por 10tanto constituyen una biogeoforma; solo los sedimentos iniciales de esta bio-construccion. generalmente inorqonicos. siguen el contorno de 10 depresiongeologicamente formada perc pronto los subproductos bioticos inician suocumulccion y, 01 final 10 contormocion volurnetrico interna es unempaquetamiento de diferentes organofacies. Lossolidos que constituyen coda unade estos facies de un humedal colmatado eston dominados en mas de un 95%porlos detritos orqonicos (biofacies) y ellos conservan una memoria detallada deldesarrollo del humedal a troves del tiempo. En su conjunto estos rnoterioles seclosificon mejor como hidrocoloides orqonicos yo que albergan en promedio 7.9veces su propio peso de agua y losminerales eston muy subordinados.

Sin embargo descifrar 10 historia evolutiva de un humedal a partir del registrosedimentario no es una tarea sencilla y requiere el acopio de numerosos evidenciosy particularmente de un conocimiento de su funcionamiento y de los produetostipicos de coda una de sus etapas; esto es 10 que se ha logrado sintetizar con elmodele facial donde 10 moderno sirve de guia 01 posado y a su yes el registro Iosilaporta preguntos cuyas respuestos demand an nuevas exploraciones de losecosistemas actuales. El modele de facies que contiene este trabajo para unhumedal paramuno de materiales orqonicos. con tituye 10 bose para realizarreconstrucciones paleoecologicos bosados en el registro sedimentario y se puedeafirmar que coda facies yo sea de logo profundo. logo sornero. charco 0 pantanodejan su propio tipo de materiales sedimentarios y por 10 tanto 10 histono de codauna de ellos y de suscomponentes se puede reconstruir con tecnicos estrotiqroficos.

En los paramos andinos si bien los lagos y humedales comport en una zonocionmuy similar a los ubicados en otros altitudes y latitudes tornbien es cierto que losagentes biotic os Y los condiciones particulares del entorno paramuno Ie impartenuna dinamica y funcionamiento propio a los procesos y productos. Si bien es ciertoque estes ecosistemos se desarrollan a bajos temperaturos del eire. con extremos deurodlocion solar y bajo grondes amplitudes termicos diarios es en 10 interoccion deestos faetores con los variables hidricos que se puede explicar el funcionamiento delecosistema; particularmente el corocter hurnedo 0 seco de 10 atmosfera, 10 alturade 10 lamina de agua y 10 profundidad del nivel treotico como expresiones delbalance hidrico tienen una gran importancia en su desarrollo actuando a modo devariables maestros.

Analisis facial de alta resoludon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

. .Los humedales y lagos altoandinos siguen un patron de zonocion altitudinalslrr:lIlara 10 veqetccion: los lagos de aguas c1arasVcoloraciones verdes Vazules algomas productlvos ocupan los superporornos. los lagos negros distroficos se desarrollanen los bosques an.di.~os.mientras tanto los lagos pardos Voliqotroficos de los paramosocupan U~? POSICionintermedto. Iornbien los sedimentos tipicos de coda zonalacustre difieren de acuerdo con 10 posicion altitudinal. por ejernplo. 10 zonapr.ofunda de los lagos del superpororno esta dominada por diatomeas V arcillasmienfros que en los bosques andinos los grumos de materia orqonico sondominantes V suelen estar acorn pan ados por doppleritas 0 cooqulos hurnicosprecipitados directamente de las aguas. De hecho 10 presencia 0 ausencia demateria orqonico disuelta V los floculos organic os juega un popel preponderante enel funcionamiento de los lagos Vhumedales altoandinos.

Los humedales paramunos efectivamente octucn desde el punto de vistasedirnentotoqico como un ecosistema extremo yo que normalmente solo doscomponentes entran en 10 cornposlcion de los materiales V coda uno de elloscorresponde a un estado opuesto de 10 materia; por ejemplo las fibras V el lodoorqonico 01 ocurrir juntas representan los casos opuestos de preservocion Vdestruccion de los tejidos. Igualmente algunos cam bios faciales sonextremadamente ropidos V pueden ocurrir como parte de 10 dinomico intema delhumedal sin necesidad de un disparador externo como un cambio cfirnotico. porejemplo 10 reduccion de 10 lamina de agua por el proceso normal de colrnotocioncon sedimentos, es uno de tales umbrales con consecuencias drornoticos sobre losmicrohabitats del humedal. Asi que con 10 estratigrafia es posible reconstruir 10historia evolutiva de un humedal paramuno, pero el onolisis de varios de loscomponentes individuales ovudo a descifrar los detalles de tal proceso.

Para 10 descripcion rnocroscooico correcta de los solidos preservodos en loshumedales paramunos se requiere de unos pocos componentes: rnocro-restos.macro-diatomeas V macro-minerales V susequivalentes de grano rnuv fino 0 lodos(diornetro medio menor que 0.1 mm) focilrnente discernibles 01 estereomicroscooioen estado seco.

Con fines interpretativos 10 informacion mas relevante que se puede extraer delregistro sedimentario de un humedal paramuno se puede sintetizar en un diagramacomo el de 10 Figura 9.1 donde se han juntado to estratigrafia via condicion hicricocon las siguientes consideraciones adicionales:

• Se Ie ha dado prioridad a hechos significativos que estcn referidos a cam biosfaciales en los materiales localizados en profundidades precisas del nucleo LlanoGrande 2, del Paramo de Frontino V se han expresado con 10 cocificccion Ffx.don de 10 primera F significa Paramo de Frontino, 10 f es un indicativo facial V conuna x se indica 10 nurnerocion en orobiqo desde el techo hacia 10 base. Estasdivisiones faciales no son comparables directamente con las zonas closicos deColombia del nucleo CUXque solo posee las facies "arcillas de laguna" V "orcillos deinundocion". Tornbien es claro que las facies de un logo de arcilla como los de 10sabana de Bogota son rnuv distintas de las de un humedal paramuno como Llano

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Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

Grande. En los puntos de similar cronologia radiocarbono se ha intentado unacorrelocion facial con otros nucleos del pais.

.• La turbera de Llano Grande dispone de datos de polen en dos nucleos: elpnmero de ~lIos de 760 em de profundidad y realizodo en las zona marginal de lacuenca [Velasquez, 1999) y Llano Grande 2, cuya palinologia solo se ha com pie todohasta los 211 em de profundidad [Velasquez, 2004). Enel mismo Paramo de Frontinoexisten datos palinologicos de alto resoluci6n en la turbera de Puente Largo[Jaramillo, 1998; Monsalve, 2004: Velasquez, 2004). Con 10 ayuda de estos datos esposible hablar de las condiciones del entomo floristico de algunas facies en LlanoGrande 2.

• Se ha hecho uso del eje del tiempo. deducido por interpolaci6n polin6micaentre las fechas radiocarbono del nucleo consideradas sin problemas y por 10 tantolas edades reportadas indican enos 14CBP,con uno oproxirnccion hasta 10 mitad deuna centuria para coda limite. Esto facilita realizar comparaciones con lostenornenos reportados en el mismo Paramo de Frontino y en otras regiones deColombia y del mundo que tienen temporalidad basada en dataciones deradiocarbono. De esta rnonero. las comparaciones con otros regiones y autoresdescansan fundamentalmente en 10 cronologia de He. pero no indican unaidentidad de materiales 0 analogia de procesos en el registro sedimentario comoserio 10 deseable y por 10 tanto tienen solo un valor indicativo.

• En 10 Figura 9.1, se han omitido las correlaciones con las zonas closicos deColombia y de otras latitudes debido a 10 carencia de los datos palinol6gicos a 10largo de todo el nucleo Llano grande 2, aunque si se mencionan en el texto parailustrar partes de 10 discusi6n.

A partir de fluctuaciones en 10 composici6n polinica preservada en lossedimentos de 10 sabana de Bogota, secci6n CUX, el Tardiglacial y Holoceno fuercpidornente subdividido en las yo clcsicos zonas I hasta VIII, (Van der Hammen yGonzalez, 1963) quienes igualmente correlacionaron estos cambios con suscontrapartes del norte de Europa; un gran numero de trabajos posteriores con elpolen han permitido mejorar 10 cronologia de algunos de los puntos de cambio yverificar el corccter mas 0 menos sincr6nico de ellos en el resto del pais. n estamisma publicaci6n, se manifiesta un marcado inleres por los cambios estrotiqroficosasignando parte de los materiales de 10 seccion CUX a facies distintos (arcillas delaguna contra arcillas de inundaci6n) y senolondo 10 posible existencia de hiatos en10 secuencia; desafortunadamente en trabajos paleoecologicos posteriores elesfuerzo estratigrafico no fue continuado y normalmente solo se tienen nombres decampo para los materiales que aparecen en las columnas estrotiqroficos pero sedesconoce el significado precise. en terrninos de cornposicion. para estos nornbres.

202

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Analisis facial de alta resotucion de sedimentos del Holoceno teroo en el Paramo de Frontmo, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberta Parra S.

D~bi~o a las diferentes aproximaciones litoestrotiqroficos empleadas en lasdescripciones de los nucleos colombianos, una correlaci6n satisfactoria entre lose~tratos de I~s diferentes regiones es complicada y las comparaciones entredif~rentes reqiones del pais se han realizado con base en 10 cronologfa der?diocarbono y en las similitudes visuales entre las curvas generales de polen. nosiernpre calculadas de 10 misma manera por los distintos autores; este rnetooo decorrelaci6n aunque muy popular adolece de algunas limitaciones. EI caso de loslimites temporales entre las zonas closicos de Colombia (Gonzalez, Van derHammen y Flint, 1965) ilustra bien 10 situaci6n; por ejemplo el limite entre 10 zona IV(preboreal) y V (Boreal) originalmente fue estimado en 6600 enos I'IC BP, pero entrabajos posteriores tiene edades distantes hasta varias centurias 10 cualparcialmente se explica por mejores fechas.

Un problema adicional de 10 estratigraffa del Tardiglacial y Holoceno nColombia es el poco esfuerzo dedicado en detectar los hiatos y discordoncios. 10cual do a los nucleos una aparente sensaci6n de continuidad que a 10 luz denuevos datos es diffcil de sostener; los hiatos en el Tardiglacial recien empiezan a serreconocidos por los saltos bruscos en las dataciones (Van't Veer et 0/., 2000). n eslesentido los paleosuelos son mejor evidencia ffsica de los hiatos yo que 10 exposicionoereo y 10 formaci6n de los horizontes requieren olqun lapso de tiempo para suformaci6n. AI menos en el Paramo de Frontino, las discordancias en los nucleos noson raras (Jaramillo, 1998: Monsalve, 2004) y tornbien ocurren en el humedal deJaboque en 10 Sobono de Bogota (Meyer, 2004), pero es probable que en otrasregiones hayan pasado desapercibidas.

EI nucleo Llano Grande 2, contiene una de las secciones mas extensas delHoloceno en Colombia yo que si se compara con 10 perforaci6n CUX, en 10 cualesto fundamentada 10 zonaci6n del pais (Gonzalez, Van der Hammen y Hint. 1965),alii el Holoceno solo esto representado por 245 ern. mientras que en Llano Grandelos ultirnos 10000enos 14CBP, cubren 860 cm de profundidad, dando 01 investigador10 oportunidad de obtener un mayor grado de detalle en los procesospaleoecol6gicos como ha sido demostrado para el Holoceno superior (Velasquez,2004). Por el controrio. la secci6n mas completa del Tardiglacial en Colornoio esLagunillas V (Gonzalez, Van der Hammen y Flint. 1965) seguida de cerca por LlanoGrande 2, aunque algunos eventos en particular como I Abra eston mejorrepresentados en otras secciones (Van't Veer et 0/., 2000).

9.1 El TARDIGLACIAL

La concepci6n de este periodo como una Iransici6n de unos 3000 ones 14CBPdeduraci6n entre las condiciones del Pleniglacial y el Holoceno no ho eslado exentade dificultades especial mente en relaci6n con sus subdivisiones inlernas (De Klerk.2004). En el nucleo Llano Grande 2, los maleriales mas antiguos que el Holoceno selocalizan a partir de 872 cm de profundidad para un espesor tolal de 378 cm ycubren una duraci6n estimada de 3900 enos 14CBP, cubriendo cinco segmentosmarcados por las facies FflO hasta Ff14;sin embargo, debido a hialos marcados por

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Analisis facial de alta resotuaon de sedimentos del Hotoceno Tardio en el Piiramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberto Parra S.

los eventos de oecoceness y a discordancias que afectan los niveles 1043Y 1247cmeste valor ?~tle~p~ es bastante conservativo. Si se acepta 13000 ones 14CBP,con:o el. limite Inferior del Tardiglacial, entonces el nucleo incluye parte delPleniqlcciol como 10 sugiere adicionalmente una edad de 14180±470enos 14CBPsinproblemas estrofiqroficos pero que ha sido excluida del modelo por ser unico y muyinfluencial.

En ,el pars solo el perfil Valle de Lagunillas V en la Sierra Nevada del Cucuy,(Gonzalez, Van der Hammen y Flint, 1965),es comparable en continuidad para esteperiodo con Llano Grande 2, yo que ambos tienen un registro facial comparableconstituido por sedimentos de fondo de lago; sin embargo, en Lagunillas v lacomposicion es de arcillas y "varvas probables" mientras en Llano Grande 2, sonlodos orqonicos con diatomeas. Estadiscrepancia en 10 composicion del sedimenloes una prueba de que estos paleolagos ocupaban distinla posicion altitudinal n ITardiglacial siendo superpororno en el Cucuy y Paramo en Frontino. Enotrcs regionesdel pars el registro sedimentario del final del Tardiglacial es de espesoresestrotiqroficos cortos 0 incluso falta por complete. para una revision mas completaveose Van't Veer et a/., 2000.

Sinembargo, al reanalizar la cronologia de Lagunillas por un polinomio de gradotres y comparar en conjunto con Llano Grande 2, se puede concluir que elTardiglacial es un periodo de tiempo con conlrastes ambientales extremos ycambios abruptos muy ropidos: en el Paramo de Frontino el material preservadoevolucionaba tanto en el fondo de un logo como en condiciones otrnosrericosdando lugar a los tenornenos pedoqeneticos (veose pedoeslraligraffa); mientrastanto en Lagunillas V, dos facies de logo profundo estcn separados por turbas yalgo similar se presenta en 10 turbera de Andabobos en el pororno de Palacio(Melief, 1985) donde dos paquetes de arcillas eston separadas por una turbadurante el Tardiglacial. Facialmente, estos tres nucleos son similares yconsecuentemente el Tardiglacial parece estar caracterizado por dos facies delago profundo separadas por una desecocion la cual aparece como turbos 0

paleosuelos, situocion que es bastante similar 01 mismo periodo del norte de Europadonde dos arcillas eston separadas por un lodo orqonico (Iversen, 1953).

Ffl0 indica una dominancia de facies de logo profundo y culmina con unpaleosuelo de muy buena estructura formada bajo ciclos de humectocion-secodo ypor 10 tanto los cambios ffsicos fueron mas eficientes que los qufmicos (humificacionpobre). La moderada a mas baja cantidad de agua preservada en el sedimentoquizos sea indicativa de un exceso de escorrentia apenas suficiente para mantenerel lago que incluso Ilega a secarse al final de la facies. Cronoloqicomente I Abra(Younger Dryas) se localiza en Llano Grande 2, 01 interior de la facies FflOcoincidiendo al menos parcialmente con el pole osuelo. pero sin los datos polinicoses imposible decidir que extension de la facies Ie corresponde. Aunque lainterpretacion polinoloqico de este periodo. (Van der Hammen y Hooghiemstra,1995) 10 ha considerado en toda su extension como frio, con menor precipitocion ymas seco. ello debe ser compatible con la persistencio de los lagos durante lomayor parte del tiernpo. 10 cual esto confirmado por una reciente reinterpretocioo

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comportamiento errotico de 10 cronologfa de radiocarbono en 10 base del nucleo:estos momentos de extrema sequfa otmosterico bien pudieron serde corta durociona pes?r de que sus efectos son muy extensivos hacia los materiales previamente~eposl!~dos, yo que afectan 10 casi totalidad del material parental incluyendo laIlbe~a~lon de grandes cantidades C02 a 10 atmosfera por oxidocion de la materiaorqoruco. Nada parecido sucedio en Frontino durante los 13200enos posteriores quecarecen de eventos de ripining. Igualmente, importante se evidencia la ausencia deactividad de hielo en el Paramo de Frontino para los ultimos 14000 enos que seestima tiene todo el nucleo.

9.2 EL HOLOCENO

Actualmente se coloca el inicio del Holoceno al final del Younger Dryas en unaedad cercana a 10000-10150CI4BP,(De Klerk,2004); los datos de Llano Grande 2. seajustan bien a esta propuesta con un evento edofico marcando el inicio de la faciesFf9 y que corresponde justamente a esta edad. En Colombia se tiene una buenavision de los cambios del Holocene. especialmente de los ultirnos 8000 enos debidoa 10 gran cantidad de perforaciones y de datos palinologicos que cubren esteperiodo actuando en conjunto como una seccion compuesta y minimizando losposibles hiatos y discordancias de cada una de elias.

EIHoloceno visto desde el punto de vista facial en el nucleo Llano Grande 2, esclara mente mas complejo que los cinco periodos closicos de Colombia numeradosdesde IV hasta VIII (Gonzalez, Van der Hammen y Flint, 1965) y se tienen nuevesubdivisiones faciales internas. Enaquellos casos donde los estudios palinologicos delpozo Llano Grande 1 (Velasquez, 1999)se corresponde cronoloqicomente con LlanoGrande 2, es posible asignar una correlocion tentativa con las zonas closicos.

EI primer milenio del Holocene. Ff9, se corresponde con una zona litoral de unlago de aguas negras que recibfa abundantes aportes clastic os del terreno oleconovfa escorrentfa. Esta situocion se mantiene estable y monotone durante toda lafacies y los bosques invaden al pororno (Velasquez, 1999). Las cantidades de aguaguardadas en el sedimento son similaresa las de hoy 0 mas boios. 10 que sugiere unc1ima mas contrastado estacionalmente con deficit de lIuvia estacional y periodoshurnedos con crecientes para mantener los lagos y los aportes vfa erosion de losminerales. EI efecto de sombreado de los arboles suprirnio gran parte de loveqetocion hidrofilo del lago y sus riberas. Una cuenca boscosa incremento losaportes de sustancias orqonicos disueltas al lago. Estas condiciones cambiandrornoticornente en menos de una centuria y al techo tenemos el cambio facialmas drostico de toda 10 columna que se inicia en 755 cm de profundidad y tiene sumaxima expresion en 743 ern. cuando una facies de logo es sustituida por chorcos ypantanos.

La facies Ff8, corresponde a un sistema dominado por charcas con pozuelos ymontlculos 10 que implica una reouccion de la columna de agua y el retorno de 10veqetocion nidrofilo: los datos de polen en Llano Grande 1, tornoien soportan esta

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Analisis facial de alta resotucton de sedimentos del Holoceno Tardio en el Pciramo de Front/no, Antioquia.Tests Ph D. Luis Norberto Parra S.

interpretacion con. ~na retirada severa de los bosoues. (Velasquez, 1999). Sinembargo, las condiciones no fueron estables y las charcas cedfan en ocasiones sulugar a un pantano 0 a la zona litoral de un lago. Un cambio notorio ocurre conrespecto a las cantidades de agua guardadas en el sedimento que ahora es de altaa muy alta.

La facies Ff7 es estable y corresponde a un logo profundo de aguas cloros. perola palinologfa aquf 5010 nos informa de una veqetocion boscosa tropical-subandinamas importante que hoy en dfa y coexistiendo con 10 veqetocion hidr6fila yparamuna situocion que persiste hasta 105 7100 ones 14CBP, (Velasquez, 1999).Como era de esperarse las diatomeas aquf alcaman su maximo desarrollo y laspocas sustancias orqonicos disueltas en el agua se pueden explicar aceptando unlavado continuo de elias y por 10 tanto la existencia de un exceso de escorrentfa.Estas diatomitas son bastante particulares ya que son pobres en los fl6culosorqcnicos que son dominantes como matriz en las demos facies de lago del nucl 0y parte de su lugar esto ocupado por una matriz de diatomeas pequenos. steambiente requiere un espejo de aguas mas claras y de mayor productividad. Lafacies Ff6, corresponde a un periodo inestable y de tronsicion progresiva hacia Ff5.

En sintesis. las facies Ff6 hasta Ff9, representan un Holoceno temprano don de atroves de dos transiciones se alternan dos facies lacustres muy dispares una deaguas daras y otra de aguas negras y solo esporodicornente se alcanza 10condicion palustre.

Por su parte el Holoceno medio se inicia con un periodo prolongado, Ff5, detormocion de pantanos con el nivel freotico rasante que deposita las capos deturbas (mas de 75% de fibras y escasa a nula matriz orqoriico) alternado conambientes de charcas. Solo en sus inicios y 01 final de Ff5 se alcanzan laminas deagua un poco mayores para formar un ambiente litoral somero. Durante 10 partefinal se presenta 10 cafda de la tefra Salamina y muchos epiclastos de esta mismaerupcion son aportados desde 10 cuenca de drenaje hacia 10 turbera por loescorrentfa; el balance hfdrico debi6 ser ampliamente favorable yo que durantetoda 10 facies 10 cantidad de agua guardada en los sedimentos permaneci6 muyalta. Tanto en Llano Grande 1 [Velasquez, 1999) como en Puente Largo del mismopororno (Parra y Jaramillo, 1999) 10 evidencia palinol6gica nos habla de unareouccion de las gramfneas, un predominio de los bosques y 5010 01 final de 10 facieslos elementos de los bosques tropicales-subandinos sufren una reducci6n por 10 cualse ha interpretado el periodo como una fase colido. Sin embargo, este ecosistemacon niebla casi permanente podrio igualmente explicar estos cambios simulando unincremento termico.

La facies FF4,estuvo ocupada por lagos de zona litoral somera con ocosionolesocurrencias de chorcos. pero durante 10 mitad superior de ella 10 cuenca recibi6aportes clcsticos por erosion hfdrica; 10 facies Ff3 es similar solo que ~ascharcasfueron mas persistentes y los aportes closticos aloetonos son excepcionotes. Losturbas son procncomcnte ausentes durante am bas facies.

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, Durante Ff2 las turbas se vuelven importantes y tenemos unos cambios facialesmas .contra:t?dos ya que en forma abrupta se cambia entre lago somero y pantanode nlv~1freotico rasante, 10 que implica eliminar una lamina de agua somera en muycort~ tiernpo. De este periodo existe palinologia detail ada para Llano Grande 2(Velasquez,. 2004) y el cambio mayor en el diagrama polinico general coincidebastante. bien co~. el limite estratigrafico superior de Ff2 (SubboreaL Figura 9.2), 10que conflrrno la utilidod de ambos tecnicos para detector los cambios mayores; sinembargo, los ropidos cambios faciales no se yen reflejados en las curvas generalesde polen debido a que elementos regionales dominantes en esta grafica comoQuercus no contribuyen directamente en 10 construccion de las biofacies y los otrosdos mayoritarios como Poaceae y Asteraceae tienen sus mas abundantesrepresentantes por fuera de los humedales y con el polen no es posible seporor losgeneros propios de coda ambiente. Igualmente el diagrama polfnico general nopermite detector ellimite inferior con Ff3.

Por el contrario cuando se consideran algunos de los generos que tienenimportancia como constructores de biofacies de los humedales porornunos. 10correlccion estratigraffa-polen mejora sensiblemente, 10 que nos indica que lasdivisiones del Holoceno con base en las facies eston en algunos segmentos bienconstrenidos y coinciden con el polen de origen local; 01 respecto observese en 10Figura 9.3 que ellimite Subotlcnttco-Subborecl esto bien definido por cambios en 10mayoria de los taxa.

Igualmente los ambientes de deposito ejercen un control sobre 10 presencia dealgunos taxa, por ejernplo. son muy nitidos los picas de Isoetes asociados conlaminas de agua mas profundas y sus minimos coincidentes con los rnoxirnos dePlantago aetuando ambas especies a modo de relevos en el ecosistema. Estosdostaxa exhiben una respuesta bastante ropido a los cambios faciales. Algunos taxacomo Lycopodium muestran un comportamiento sincrcnico con Isoetes a pesor depertenecer a comunidades diferentes, 10 cual permite establecer enlaces decomportamiento entre elias, yo que el incremento de 10 lamina de agua tornbienrequiere un exceso de escorrentia que porece favorecer 10 presencia deLycopodium en los pantanos morginales.

Otros taxa como Hypericum tiene sus rnoxirnos en los puntos de tronstcion 10 queesto de acuerdo con su ecologia como planta capaz de tolerar munoocionestacional en susraices pero requiere un nivel freotico bajo en el periodo de verano;en cierta manera requiere cambios hidricos fuertes estacionales yo que de otromanera es sustituida por plantas terrestres 0 ocuoticos.

otros rnicrotosiles del sedimento tcrnbien muestran sensibilidad 01 cambio entreFfl y Ff2 como 10 demuestran los fitolitos de 10 Figura 9.4. A pesar de que aun sedesconocen los tipos de fitolitos producidos por muchas plantas altoandinas yporamunas existe un gran potencial en esta herramienta paleoecologica. Lamayoria de las plantas de los humedales producen fitolitos que son ceoositccoslocal mente y por 10 tonto tienen uno mayor sensibilidad que el polen a los cornbiosfadales. A modo de ejernplo. los materiales de los logos someros del final de Ff2 son

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Analisis radal de alta resouaon de sedimentos del Holoceno Tardio en el Paramo de Frontino, Antioquia.Tesis Ph D. Luis Norberta Parra S.

bastante pobre~ en ,fi~olitos ya que solo comunidades con fsoetes que casi noproduce estos microtosues pueden vivir en estoslitorales.

La facies Ffl [Subotlcntico] 0 zona VIII de Colombia, cubre desde la superficiehasta 10: .2050 14C BP y se caracteriza por turbas y lodos orqonicos fibrososcoroctersticos de pantanos y carece de indicadores estrotiqroficos de la existenciade lagos como sucede hoy en dfa en el sitio de la pertorocion. En este periodoalgunas relaciones visibles en la Figura 9.3, parecen no tener sentido a primera vistacomo las turbas asociadas a rnoxirnos de algas, Cyperaceae y musgos; sinembargoen el pantano actual que ocupa la turbera de Llano Grande 2, existe una debilpendiente hacia el Norte que favorece la existencia de charcas locales concirculccion permanente de agua y este factor favorece a las algas como perifitonde esta comunidad tan particular.

Se puede asegurar que cuando se conoce el significado de las distintas facies dun humedal paramuno (modelo facial), elias se pueden emplear ventajosamentepara reconstrucciones poleoecoloqicos de gran sensibilidad y adem as constituyenun marco de referencia en el cual se pueden contextualizar los significados de cadauno de los demos rnicrotosiles.Como se ha visto en varios segmentos del Tardiglacialy Holocene. el diagrama polfnico general permanece sin alteraciones en variaspartes donde existen cambios faciales muy importantes, pero algunos taxa hidrofiloslocales a la turbera suelen tener mejor sincronlzocion con la estratigrafia y por 10tanto se requieren mejores tecnicos de oorupccion para descifrar 10 historia de losecosistemas paramunos como los propuestos por Monsalve (2004).

Los estudios integrados entre estratigraffa y polen permiten adicionar al modelofacial las coberturas vegetales del pasado y por 10 tanto estudiar los fenornenos desucesion y contorrnccion espacio temporal de las comunidades y confrontarlas conlas asociaciones modernas en el mismo habitat; tornbien es posible aislar solo unambiente de deposito, por ejemplo una turba en particular y deducir lascomunidades locales que Ie dieron origen. Sin embargo aun las tecrucos de masalta resolucion polfnica no superan a otros rnicrofosiles como los fitolitos en sucapacidad para detectar los cambios faciales locales en un humedal paramuno.

A modo de sfntesisse puede concluir que el registro del Tardiglacial y Holocenode Colombia es uno de los mas completos del tropico y la utilizocion de nuevosindicadores paleoecologicos diferentes al polen poseen un enorme potencial quetovorecero la interpretacion detail ada de los cambios en las comunidadesvegetales y en los ecosistemus. En particular el onolisis facial contribuyesensiblemente a revelar las discontinuidades, hiatos y paleosuelos del registrosedimentario y a crear una mejor conciencia del corocter fragmentario eincompleto de los nucleos. Quizas unas mejores descripciones estrotiqroflcos. cuyasbases se ayudan a sentar en este trobojo. permitan en el futuro realizar correlacionesentre regiones basadas en las facies, la cronologfa y las biozonas con variosindicadores 10 cual sinduda hero mas seguras las reconstrucciones.

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. ~?r supuesto, to?~ ello depende del grado de conocimiento que se logre delsignificado de las distintos facies de un humedal paramuno y su condensaci6n enun modelo facial mas completo que el presentado en este trabajo.

En.esta investigaci6n se ha demostrado ya que los facies se pueden emplearventojosoments para reconstrucciones paleoecol6gicos de gran sensibilidad ycdernos. proporcionan un marco de referencia en el cual se puede contextualizar elsignificado de cada uno de los microf6siles.

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