Los lagos: Testigos del pasado

Escrito por Rodrigo Martínez Abarca

Además de la belleza paisajística y los recursos ecosistémicos que estos proveen, los lagos brindan valiosa información del pasado climático y ambiental a nivel regional e incluso global. El área de la ciencia que se encarga de interpretar las variaciones en los cuerpos de agua en el pasado y sus probables causas, así como analizar la respuesta de los lagos ante cambios en el clima, hidrología, incendios, inundaciones, vulcanismo, tectonismo, etc., es la paleolimnología.

Los lagos funcionan como trampas en las que el material producido, fuera y dentro del sistema, es depositado. A dicho material se le conoce como «sedimento» y puede clasificarse en: 1) detrítico, producido por el desgaste o erosión de una roca (T1); 2) autigénico, producto de la precipitación de iones en disolución en el agua (T2); y 3) biogénico, compuesto por restos de organismos que vivieron en la columna de agua, así como por estructuras orgánicas que se produjeron fuera del lago (T3).

Para analizar el pasado climático de una región se realizan perforaciones en el fondo de los lagos, de donde se obtienen secuencias sedimentarias o «sondeos» que contienen el sedimento acumulado en distintas escalas temporales. Debido a su buena preservación, los sondeos permiten a los paleolimnólogos analizar los diferentes indicadores presentes en el sedimento para conocer las características ambientales y climáticas del pasado. A continuación, se presentan algunos grupos de indicadores empleados en los estudios paleolimnológicos.

 

Polen

Los granos de polen (células reproductivas masculinas de plantas con semilla) y de esporas (unidad reproductiva de briofitas, musgos y helechos), se dispersan en el ambiente depositándose en el fondo de los lagos, ofreciendo evidencias de la flora pasada a partir de sus características morfológicas. El tamaño de los granos oscila entre 5 y 500 micrones (µm). La capa externa de la pared de los granos de polen (exina) está compuesta por esporopolenina, un biopolímero resistente a la degradación química y física. Debido a su abundancia en los ecosistemas (algunas plantas con flores pueden producir hasta 10 000 granos de polen por antera), así como por su buena preservación, el polen constituye una herramienta en la reconstrucción de la dinámica de la vegetación asociada a la variación climática en el pasado (p. ej. temperatura y humedad).

 

Diatomeas

Las diatomeas son microalgas de entre 10 y hasta 200 µm. Dependiendo de la especie, las diatomeas pueden vivir en la columna de agua (planctónicas) o en la superficie del sedimento (bentónicas). Son importantes productores primarios y excelentes marcadores de cambios ambientales. Estos organismos tienen una cubierta celular de sílice que forma una estructura rígida llamada frústula. Su identificación en el sedimento permite la reconstrucción de la temperatura, profundidad, estado trófico, pH, salinidad, oxigenación del fondo, entre otros. La taxonomía de diatomeas depende en gran medida de su morfología, que las divide básicamente en dos grandes grupos: centrales y pennales.

Ostrácodos

Los ostrácodos son microcrustáceos cuyas partes blandas están cubiertas por un caparazón bivalvo de carbonato de calcio, carente de líneas de crecimiento y que puede preservarse en el sedimento lacustre. Estos organismos habitan en todos los ecosistemas acuáticos debido a su plasticidad ecológica que les permite tolerar diversas condiciones ambientales. Se han descrito cerca de dos mil especies no marinas. Diferentes factores modifican la distribución de los ostrácodos en los sistemas acuáticos, algunos de ellos son: 1) características físicas del hábitat (profundidad); 2) físico-químicas (temperatura, pH, oxígeno disuelto, salinidad, composición iónica); 3) tipo de sustrato; 4) presencia de vegetación acuática; 5) disponibilidad de alimento, entre otras. Derivado de lo anterior, los ostrácodos son buenos indicadores paleolimnológicos de profundidad, pH, temperatura y composición iónica principalmente.

 

Quironómidos

Los quironómidos son insectos de la familia Chironomidae. Representan uno de los grupos de insectos más abundante con cerca de cinco mil especies descritas. Estos insectos viven una parte de su ciclo de vida en la atmósfera (estadio adulto). Cuando se reproducen, depositan sus huevos en masas gelatinosas sobre la superficie de los lagos que posteriormente son trasladadas al fondo donde eclosionan y desarrollan larvas. Las larvas, después de unas semanas o días, evolucionan a la etapa adulto para iniciar el ciclo nuevamente. Los quironómidos en etapa larval tienen dos partes diferenciadas, un cuerpo segmentado y una cabeza o cápsula cefálica con dientes, mandíbulas y antenas bien desarrolladas. Las cápsulas, formadas de quitina, se preservan en los sedimentos por lo que su identificación permite la reconstrucción limnológica de los lagos en términos de temperatura, oxigenación, salinidad, estado trófico, entre otros.

 

Amebas testadas

Las amebas testadas son protozoarios unicelulares que viven en hábitats terrestres como suelos, hojarascas, turberas, etc., y en hábitats de agua dulce como lagos, ríos y cenotes. Estos organismos construyen una estructura rígida, conocida como teca, altamente resistente a la descomposición. La teca se clasifica en dos tipos en función del material que la compone. La primera, compuesta por sustancias que el propio organismo secreta (proteínicas y silíceas), es llamada autógena. La segunda, conformada por partículas que el organismo aglutina del ambiente (minerales, frústulas de diatomeas, etc.), se conoce como xenógena. La presencia de tecas en los sedimentos lacustres, hace a las amebas indicadoras paleoambientales. A partir de su identificación es posible reconstruir cambios en el pH, temperatura, estado trófico, salinidad, entre otros.

 

Material carbonizado

Posterior a un incendio forestal, restos de partículas carbonizadas llegan al fondo de los lagos. Su preservación y posterior análisis permite la reconstrucción de incendios en términos de su frecuencia y severidad, así como los factores que los generan (clima, vegetación, insolación, actividad volcánica). Se ha propuesto una división en función del tamaño, señal primaria para aquellas que rebasan las 100 µm de diámetro y señal secundaria para material menor a ese tamaño. Las partículas más grandes, se ha propuesto, provienen de fuentes lejanas o regionales, mientras que las más chicas provienen de fuentes cercanas o locales.

 

Indicadores geoquímicos inorgánicos

El material que se deposita en los lagos proviene de diferentes fuentes, por lo que conocer la composición elemental de los sedimentos permite reconstruir el ambiente en el que se formaron. Son múltiples las técnicas geoquímicas que se pueden aplicar a los sedimentos. Algunas de las inferencias realizadas con geoquímica son: a) estado trófico (fósforo); b) potencial Redox (hierro y manganeso); c) acidificación (metales traza como cadmio, zinc, plomo, cobre, entre otros); d) erosión o escorrentía (elementos detríticos como titanio y aluminio); y e) salinidad (sodio, cloro, potasio y magnesio). La interpretación de los elementos para reconstruir los cambios limnológicos debe hacerse cuidando las limitaciones de esta metodología, aspecto que debe tenerse en cuenta antes de iniciar cualquier estudio.

 

Un ejemplo particular: Lago de Chalco

El Lago de Chalco es uno de los sitios más estudiados por los paleolimnólogos en México dado el amplio registro temporal que posee. El lago, ubicado al sur de la cuenca de México (actualmente Ciudad de México), es un cuerpo somero (1-2 m de profundidad) con un registro sedimentario que abarca aproximadamente 0.46 millones de años. Desde la década de los 90’s del siglo pasado, el registro sedimentario fue estudiado por científicos para reconstruir el pasado climático de la cuenca. Los primeros estudios incluyeron análisis de diatomeas, polen, magnetismo y geoquímica, con lo que se logró reconstruir los últimos 19 mil años. Con el paso del tiempo, nuevas técnicas fueron empleadas, se obtuvieron nuevos fechamientos y se mejoró la resolución de los muestreos, de modo que, actualmente se conoce la variabilidad climática de los últimos 150 mil años.

Hoy conocemos varias cosas interesantes. Por brindar un ejemplo, se ha observado que hace 21 mil años el periodo climático conocido como el Último Máximo Glacial (registrado en el hemisferio norte), modificó de manera considerable el paisaje del centro de México, de manera que las comunidades de diatomeas, polen, así como los registros geoquímicos en el Lago de Chalco, registran condiciones frías y secas.

 

Escobar J., Restrepo J.C. y Martínez J.I. (2005). La paleolimnología como herramienta para el estudio y manejo de embalses. Gestión y Ambiente, 8(2):51-59.

https://www.redalyc.org/pdf/1694/169421174004.pdf

 

Caballero M. (2013). Paleolimnología: como descifrar la historia de los lagos y su entorno a partir del estudio de sus sedimentos. Paleontología Mexicana, 3(1):22-28.

http://www.ojs-igl.unam.mx/index.php/Paleontologia/article/view/172

 

Pérez L., Massaferro J. y Correa-Metrio A. (2017). Paleobioindicadores lacustres neotropicales. México, Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Geología.

http://www.librosoa.unam.mx/handle/123456789/273

 

Rodrigo Martínez-Abarca, Estudiante del Posgrado en Ciencias de la Tierra de la Universidad Nacional Autónoma de México.

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