CALIBRACIÓN DEL REGISTRO DE CAMBIOS HIDROCLIMÁTICOS RECIENTES DE LA LAGUNA MELINCUÉ: GEOCRONOLOGÍA 210Pb

LUCÍA GUERRA; DAIANE BAUMGARDT; SANDRA REGINA DAMATTO; EDUARDO LUIS PIOVANO

Córdoba

Congreso; XIX Congreso Geológico Argentino; 2014

Asociación Geológica Argentina

Los registros instrumentales revelan significativos cambios en las precipitaciones en el subtrópico del Sudeste de Sudamérica (SESA) a lo largo del siglo XX y principios del siglo XXI. Dichos cambios han repercutido en el balance de los sistemas hídricos de la región cuya humedad es controlada por la actividad del sistema de circulación atmosférica tipo Monzónico Sudamericano, contando entre ellos a los sistemas lacustres. La última etapa húmeda, cuyo registro se considera el más extenso del siglo XX en la región, comienza durante la década de 1970, generando como consecuencia graves inundaciones en las localidades costeras a las lagunas pampeanas como Mar Chiquita en Córdoba, o a las Encadenadas del Oeste de Buenos Aires (Piovano et al., 2009). Los mismos sistemas han experimentado regresiones posteriormente a un máximo que ocurrió en el año 2003. Previamente al siglo XX, es difícil encontrar información instrumental de las precipitaciones o de niveles lacustres. Una ampliación de la reconstrucción hidrológica hacia el pasado que supere en longitud al siglo XX, es posible a través del análisis de información indirecta que proporcionan los sedimentos que se depositan en su fondo. Esto se debe a que los sedimentos lacustres guardan información química, biológica y física en su interior que permite inferir cómo eran las condiciones paleoambientales en el momento de su depositación. En este trabajo se analiza la información proporcionada por los sedimentos de la laguna Melincué, localizada en el sur de Santa Fe (33°43?S-61°28?O; Figura 1A), y por el registro instrumental no continuo de oscilaciones que se extiende hasta principios del siglo XX. Esta laguna constituye un sistema salobre y alcalino somero (profundidad en 2013 = 4 m), localizado en un terreno de muy baja pendiente (< 5%), lo cual provoca que pequeños cambios de niveles se traduzcan en grandes superficies de avance o retroceso del agua. Los registros instrumentales prueban que, al igual que los demás sistemas lacustres, esta laguna ha experimentado oscilaciones entre niveles bajos, y niveles medios y altos, respondiendo sensiblemente ante cambios en las precipitaciones. Para realizar la reconstrucción, se trabajó con un testigo sedimentario corto, extraído en el año 2011 de la parte más profunda de la laguna. En él se determinaron estructuras y texturas sedimentarias y se midieron distintos indicadores: susceptibilidad magnética, porcentaje de carbono orgánico total (COT) y nitrógeno total y granulometría. Los indicadores permitieron distinguir facies ricas en materia orgánica que indica niveles del agua medios y altos, y otras con menor contenido orgánico, indicadoras de niveles más bajos. No obstante, la pieza fundamental para completar una sólida reconstrucción paleoambiental en los estudios limnogeológicos está constituida por una cronología precisa de los depósitos lacustres. En primer lugar, la edad del sedimento es necesaria para establecer una correspondencia entre los registros instrumentales y los registros indirectos brindados por los testigos sedimentarios. A partir de la calibración, se puede extender el modelo de depositación hacia el pasado más lejano. Para realizar la calibración, se estableció un marco geocronológico mediante el método radioisotópico de 210Pb. Este isótopo natural tiene una vida media de 22,3 años y es ampliamente aplicado para dataciones de alta resolución en estudios limnogeológicos de los últimos 100-150 años (Krishnaswamy et al., 1971; Appleby, 2001).  La concentración del isótopo en la interfase agua-sedimento es una función de del flujo de plomo procedente de la atmósfera y de la tasa de sedimentación. Al menos una de estas dos variables debe ser conocida o asumida para transformar la actividad del plomo en edades. Existen varios modelos matemáticos que permiten calcular las edades con datos del 210Pb: CFCS; CRS y CIC (Appleby, 2001; Appleby y Oldfield, 1978; Robins, 1978). En el testigo estudiado, las edades fueron calibradas mediante el modelo CRS (Constant Rate of Supply), el cual asume que el flujo de 210Pb es constante y que la tasa de sedimentación puede variar con el tiempo (Appleby and Oldfield, 1978). En un caso ideal, la actividad del plomo procedente de la atmósfera (no soportado o en exceso) disminuye exponencialmente hacia la base de los testigos, en donde alcanza valores relativamente constantes causados por el Pb de base (Pb soportado) presente en todas las muestras del decaimiento in-situ de sus isótopos precursores. Los resultados del modelo muestran que el perfil en profundidad de la actividad de 210Pb tiene interrupciones y cambios de pendiente importantes en distintos intervalos (Figura 1B). Diversos autores han señalado que las desviaciones de la tendencia exponencial (por ejemplo, quiebres, inversiones o cambios de pendiente) pueden ser causados por múltiples factores, incluyendo  aumentos de la tasa de sedimentación que diluyen el ingreso de 210Pb atmosférico, interrupciones en la sedimentación, o mezcla de sedimentos superficiales por procesos físicos o biológicos (Appleby, 2001). Al comparar los datos de Pb con los indicadores se detectó que los cambios en la curva de 210Pb se corresponden con sedimentos con mayores contenidos de materia orgánica, interpretados como depósitos de niveles lacustres más altos producto de un aumento en las precipitaciones. La Figura 1B muestra el testigo sedimentario lacustre con los resultados de la curva de actividad del 210Pb y la anomalía estandarizada de los datos de COT, señalándose que los intervalos principales de saltos en las pendientes corresponden a anomalías positivas de materia orgánica.     Figura 1. A) Imagen Landsat de 2008 (USGS) de la laguna Melincué (nivel bajo) con la localización del punto de muestreo. B) Testigo sedimentario de la laguna Melincué. De izquierda a derecha se observa una fotografía del testigo sedimentario, el perfil en profundidad de la actividad del isótopo 210Pb no soportado, y la anomalía estandarizada del contenido de carbono orgánico total medido en los sedimentos. Las sombras grises marcan los intervalos coincidentes con anomalías positivas de carbono orgánico y con saltos en la curva de la actividad del isótopo.   Otras investigaciones realizadas bajo escenarios hidrológicos similares apuntan a relacionar estos cambios del flujo de 210Pb con cambios regionales en las precipitaciones (Córdoba, 2012). Los resultados obtenidos en Melincué presentarían una concordancia con dicha hipótesis. Los resultados geocronológicos obtenidos permiten concretar una calibración de indicadores-datos instrumentales para conocer el comportamiento reciente de la laguna bajo diferentes escenarios climáticos, y extender dicha relación para reconstruir la historia hidroclimática más allá del siglo XX.   Appleby P.G. 2001. Chronostratigraphic techniques in recent sediments. En Last WM, Smol JP (eds.) Tracking environmental change using lake sediments. Volume 1: Basin analysis, coring and chronological techniques. Kluwer Academic Publishers: 171-201, Dordrecht, The Netherlands. Appleby, P.G., Oldfield F. 1978. The calculation of lead-210 dates assuming a constant rate of supply of unsupported 210Pb to the sediment. Catena 5:1?5. Córdoba, F. 2012. El registro climático del Holoceno tardío en latitudes medias del SE de Sudamérica: limnogeología de las Lagunas Encadenadas del Oeste de Buenos Aires, Argentina. Tesis Doctoral. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba (inédita), Córdoba. Krishnaswamy, S., D. Lal, J. M. Martin & M. Meybeck, 1971. Geochronology of lake sediments. Earth Planet. Sci. Lett. 11: 407?414. Piovano, E. L., Ariztegui, D., Córdoba, F., Cioccale, M., & Sylvestre, F. 2009. Hydrological variability in South America below the Tropic of Capricorn (Pampas and Patagonia, Argentina) during the last 13.0 Ka. En Past Climate Variability in South America and Surrounding Regions, Springer, 323-351, Netherlands. Robbins, J., 1978. Geochemical and geophysical applications of radioactive lead. En Nriagu, J.O.  (ed.). The Biogeochemistry of Lead in the Environment. Elsevier, Vol 1A: 137-184, Amsterdam.