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Paleoecología de Alta Resolución del Final de la Última Glaciación y la Transición al

Holoceno en el Páramo de Belmira (Antioquia)

1

PALEOECOLOGÍA DE ALTA RESOLUCIÓN DEL FINAL DE LA ÚLTIMA

GLACIACIÓN Y LA TRANSICIÓN AL HOLOCENO EN EL PÁRAMO DE

BELMIRA (Antioquia)

Rosa Elena Velásquez Montoya

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Minas, Departamento de Geociencias y Medio Ambiente

Medellín, Colombia

2013



1

PALEOECOLOGÍA DE ALTA RESOLUCIÓN DEL FINAL DE LA ÚLTIMA

GLACIACIÓN Y LA TRANSICIÓN AL HOLOCENO EN EL PÁRAMO DE

BELMIRA (Antioquia)

Rosa Elena Velásquez Montoya

Trabajo de investigación como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Medio Ambiente y Desarrollo

Director:

César Augusto Velásquez Ruíz

Ph.D.; Ciencias, Línea Paleoecología

Línea de Investigación: Paleoecología

Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín

Facultad de Minas, Departamento de Geociencias y Medio Ambiente

Medellín, Colombia

2013



1

Este trabajo de investigación fue aprobado y financiado por la Dirección de

investigación de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, mediante el

proyecto Fortalecimiento de grupos de investigación, 2010.

Apoyado logísticamente por los laboratorios de Paleoecología, Génesis de suelos

y el del departamento de Geología y Paleoentología de la Universidad de Ginebra.



1

Agradecimientos

A mi familia quienes nunca dudan de mis capacidades y su apoyo sigue siendo

incondicional, incluso a mi padre que en el cielo está pero que lo siento tan cerca y

dentro, que me fortalece.

A mi hijo Simón quien con gran ternura responde al inmenso amor que le tengo y

me impulsa a lograr mis metas.

A mis profesores César Velásquez, mi tutor y Luis Norberto Parra, quienes

pacientemente me apoyaron y asesoraron en cada etapa del trabajo.

A Dios que cada día me bendice por estar rodeada de todas estas personas y me

acompaña en el cumplimiento de mis metas.



1

Resumen

En el Norte de la cordillera Central de Colombia, particularmente en el páramo de Belmira

(Antioquia), se desarrolló esta investigación, teniendo como antecedente que los estudios

paleoecológicos en este sitio son casi inexistentes; a pesar de su importancia y del grado

de alteración de los ecosistemas paramunos y de bosque andino allí existentes.

Mediante los diferentes proxys utilizados: reconstrucción ambiental (palinología),

Estratigrafía, Geoquímica (µXRF), Análisis de pérdida por ignición (LOI) y Cronología

(AMS) en cinco puntos, se identificaron importantes cambios en el clima y la vegetación,

que permitieron reconstruir el ambiente y paisaje de la laguna El Morro, desde parte del

periodo Pleniglacial (~34875 cal yr BP) hasta la discordancia (~19552 a 19192 cal yr BP)

cuando el periodo fue frío con pulsos secos muy estacionales, seguido del Tardiglacial

reconstruido como un periodo frío y húmedo, hasta el inicio de la transición al Holoceno

temprano con un incremento en temperatura de 4.5ºC más alta que la actual (8.5ºC), cuya

composición en la vegetación tuvo un drástico cambio generando la casi desaparición de

las hierbas y arbustos de páramo y a su vez el dominio del bosque hasta el propio borde

de la laguna.

Resultados similares se reportan (Velásquez, et al., 2012) en el páramo de Frontino,

(Bogotá., 2011 & González, 2012) en las lagunas Fúquene y La Cocha, ambas en

Colombia y (Rull, 2005 & Haug, 2001) en la laguna de Anteojos y la Cuenca de Cariaco

en Venezuela.

La reconstrucción climática y de vegetación, muestra que la tendencia general de cambio

siguen el ciclo de precesión solar con un mínimo de insolación hace ~20 ka, que coincide

con el máximo glacial y la máxima insolación con el Holoceno temprano; sin embargo, hay

variaciones menores al interior (estadiales /interestadiales) que aparentan ser cíclicas y se

relacionan más con las variaciones de la Zona de Convergencia Intertropical.

Palabras clave: Paleoecología, Paleoclimatología, Palinología, Estratigrafía, Geoquímica,

Tardiglacial, Holoceno, Precesión, Páramo de Belmira, Antioquia, Colombia.



2

RESUMEN ....................................................................................................................................................... 1

1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................... 6

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................................................... 8

1.2. OBJETIVOS ......................................................................................................................................... 8

1.2.1. GENERAL...................................................................................................................................... 8

1.2.2. ESPECÍFICOS .................................................................................................................................. 8

1.3. HIPOTÉSIS .......................................................................................................................................... 9

1.4. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................................. 9

2. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................................. 10

3. ÁREA DE ESTUDIO ............................................................................................................................... 16

3.1. LOCALIZACIÓN ............................................................................................................................ 16

3.2. CLIMA.......................................................................................................................................... 17

3.3. GEOMORFOLOGÍA Y SUELOS ....................................................................................................... 18

3.4. VEGETACIÓN ............................................................................................................................... 19

4. ASPECTOS METODOLÓGICOS .............................................................................................................. 21

4.1. TRABAJO DE CAMPO ......................................................................................................................... 21

4.2. TRABAJO DE LABORATORIO ................................................................................................................ 23

4.2.1. ESTRATIGRAFÍA Y CORTE DEL NÚCLEO ................................................................. 23

4.2.2. PROCESO PREPARACIÓN Y MONTAJE .................................................................... 23

4.3. IDENTIFICACIÓN Y CONTEO DE PALINOMORFOS ..................................................... 24

4.4. LOI (PÉRDIDA POR IGNICIÓN) ......................................................................................... 25

4.5. GEOQUÍMICA (µXRF) ......................................................................................................... 26

4.6. CRONOLOGÍA ...................................................................................................................... 27

5.0. RESULTADOS ......................................................................................................................................... 28

5.1. ESTRATIGRAFÍA Y CRONOLOGÍA ......................................................................................................... 28

5.2. LOI (PÉRDIDAS POR IGNICIÓN) .................................................................................................................. 31

5.3. GEOQUÍMICA (µXRF) .......................................................................................................................... 32

5.4. PALINOLOGÍA .................................................................................................................................... 33

5.4.1. Zonas 1 A, B y C (300–215 cm, 18 muestras). (Ver anexo 5). .......................................... 33

5.4.2. Zona 2A (215–201cm; 15 muestras). (Ver anexo 5) ........................................................... 34

5.4.2.1. Zona 2B (201–182cm; 36 muestras). (Ver anexo 5) ....................................................... 34

5.4.2.2. Zona 2C (182–163cm; 19 muestras) (Ver anexo 5). ....................................................... 35

5.4.3. Zona 3 (163–150cm; 23 muestras). (Ver anexo 5) ............................................................. 35

5.5. RECONSTRUCCIÓN DEL CLIMA AMBIENTE Y VEGETACIÓN .................................................................. 36

5.5.1. ZONA1 (probablemente entre 34.875 cal yr BP y la discordancia) (300 a 215 cm). ....... 37

5.5.2. ZONA2 (entre la discordancia y ~12646 cal yr BP) (215 a 164 cm) ................................. 37

5.5.3. ZONA3 (~12646 cal yr BP y 11092 cal yr BP) (164 a 150 cm) .......................................... 38

6. DISCUSIÓN ........................................................................................................................................... 40



3

6.1. ZONA 1 (300-215cm; ~ 23639 a 16768 Cal yr B.P.) (ver Anexo 5) ................................ 40

6.2. ZONA 2 (215-164cm; ~16768 a 12646 Cal yr BP) (ver Anexo 5) ................................... 42

7. CONCLUSIONES ................................................................................................................................... 45

8. RECOMENDACIONES ........................................................................................................................ 46

9. REFERENCIAS ....................................................................................................................................... 47



4

LISTA DE FIGURAS Y TABLAS

FIGURA 1. Localización del Área de Estudio. Ciénaga El Morro, Belmira (Antioquia).-------------------------------- 16

FIGURA 2. Ciénaga El Morro, Belmira Antioquia. Cortesía fotografía César A. Velásquez. ------------------------- 17

FIGURA 3. Proceso de batimetría en La Laguna Sabanas.-------------------------------------------------------------------- 21

FIGURA 4. Perfil litológico en La Ciénaga El Morro obtenido luego de la batimetría y estratigrafía ------------- 22

FIGURA 5: (A) Sonda de extracción del núcleo, con varias varillas que sirven de avance según la profundidad

de los núcleos. (B) Muestra de un segmento de núcleo con 50cm de avance. ----------------------------------------- 22

FIGURA 6. Núcleo de sedimento extraído, correspondiente al segmento 151 a 300cm. --------------------------- 23

FIGURA 7. Corte del núcleo al centímetro, en el laboratorio de paleoecología de la Universidad Nacional de

Colombia.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23

FIGURA 8. Relación entre la diversidad porcentual del sitio y el número de palinomorfos. ----------------------- 25

FIGURA 9. Horno y crisoles donde se realizó el proceso del LOI. ---------------------------------------------------------- 26

FIGURA 10. Máquina XRF EAGLE III, con la que se desarrolló el proceso de microfluorecencia de rayos X

sobre el núcleo de sedimentos. fuente

http://www.nanofab.utah.edu/equipment/show_eq/xrf,+eagle+iii+microspot -------------------------------------- 26

FIGURA 11. 11 A) Puntos 158–160 Y 11 B) Puntos 160-170 del núcleo de sedimento en el proceso de análisis

de la geoquímica. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27

TABLA 1. Descripción estratigráfica detallada del núcleo. LMO: Lodo Mineral Orgánico, LOM: Lodo Orgánico

Mineral. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 28

FIGURA 12. Modelo de Profundidad vs Edad (Profundidad de núcleo en cm / Edad convencional) de La

Ciénaga El Morro. La línea negra marca la línea de tendencia de la edad. ---------------------------------------------- 29

TABLA 2. Reporte original de datos cronológicos enviados por el laboratorio Beta Analytic. --------------------- 30

FIGURA 13. Relación de los resultados de la pérdida por ignición del 1 al 300cm de profundidad del núcleo

sedimentos. Las barras corresponden a materia orgánica presente en el sedimento. ------------------------------ 31

FIGURA 14. Relación de los resultados de la pérdida por ignición del 151 al 300cm de profundidad del núcleo

sedimentos. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 32

FIGURA 15. Registro del de Ti medido con un intervalo de 20 puntos/cm, con escaneo de fluorescencia de

rayos X. (CPS): Conteos por segundo. --------------------------------------------------------------------------------------------- 32

FIGURA 16. Registro del Fe medido con un intervalo de 20 puntos/cm, con escaneo de fluorescencia de

rayos X. (CPS): Conteos por segundo. --------------------------------------------------------------------------------------------- 33

FIGURA 17. Resultados de cronología, estratigrafía, suma de grupos ecológicos y coniss que entrega el

palinograma. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 36

FIGURA 18. Reconstrucción del paisaje de la laguna El Morro desde el Pleniglacial hasta su composición

actual. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 39



6

INTRODUCCIÓN

El páramo de Belmira (77º4´39,0285” W y 4º35´46,6215”) (IGAC, 2006. cartografía básica,

escala 1:500.000, citado en Corantioquia, 2007) es el páramo más al norte de la cordillera

Central de Colombia, hace parte del sistema de páramos y bosques altoandinos del

noroccidente medio antioqueño y tiene una altura máxima de 3550 m y mínima de 2400.1

Es de vital importancia en materia ecológica, ambiental, turística y económica; con gran

valor como estrella hídrica, ya que varios de sus nacimientos de agua que desembocan al

Rio Chico, conforman el complejo hídrico Rio Grande II, en donde se produce el agua que

consume gran parte del área Metropolitana y en especial la ciudad de Medellín2; aunque

en peligro por la explotación minera en partes bajas, que causa bastante daño a sus

humedales por los continuos y fuertes procesos de desagüe a que han sido sometidos.

El estudio y evaluación actual y pasada de los biomas de alta montaña, altamente

sensibles a cambios climáticos, ambientales y antropogénicos son de gran importancia

para entender su dinámica en el tiempo y poder trazar políticas de restauración,

recuperación y manejo adecuadas. En el páramo de Belmira se han venido haciendo

estudios de diferente tipo (vegetación, restauración, fauna, etc), liderados por

Corantioquia (Corporación Autónoma Regional para Antioquia), las Universidades de

Antioquia y Nacional de Colombia, pero nunca se han realizado estudios de tipo

paleoecológicos como el presente, que empezarán a dilucidar los enigmas de su pasado y

de paso complementarán otros estudios más hacia el sur de la misma cordillera,

publicados en las series, The Quaternary of Colombia, Estudios Tropandinos y Colombia

Diversidad Biótica.

Estudios paleoecológicos recientes de alta resolución en el páramo de Frontino y laguna

La Cocha han mostrado una fuerte asimetría climática entre el norte de Venezuela y el

occidente de Colombia y gran influencia del océano Atlántico y la zona de Convergencia

Intertropical sobre estos lugares Velásquez & Hooghiemstra (2012); González, et al.,

(2012); Haugh et al., (2001); Rull, et al (2005). Por esta razón y aprovechando la

ubicación estratégica del páramo de Belmira, influenciado por el Caribe y ubicado al Este

del páramo de Frontino, buscamos acercarnos más al conocimiento de éste y otros

fenómenos y así entender mejor el clima de Colombia y Suramérica, especialmente en su

parte norte.

Mediante un enfoque multiproxys, que fueron: análisis palinológico, estratigráfico,

cronológico, geoquímico y de incineración; se busca producir nuevo conocimiento y

reconstruir los cambios de vegetación, ambiente y clima del norte de la cordillera Central

1 http://www.condesan.org/ppa/node/56. Visitada el 17 de enero de 2011.

2http://es.wikipedia.org/wiki/Belmira. Visitada el 17 de enero de 2011.



7

colombiana, durante el final de la última glaciación e inicio del Holoceno, a una escala

temporal cercana a la centuria y, completar de paso otros estudios paralelos sobre

vegetación, atlas palinológico, lluvia polínica y paleoecología de la casi totalidad del

Holoceno en el mismo páramo (Puerta, & Escobar, en preparación ~01/2013),

(Castañeda, en preparación ~01/2013).

De acuerdo con nuestros Resultados puede decirse que al final de la última glaciación fue

un periodo más húmedo que al comienzo del Holoceno y que el ambiente sedimentario

estuvo dominado por charcas de baja profundidad, con abundancia de Isoëtes en el fondo

de las mismas, Cyperaceae en las riberas y Acaena, Poaceae y Asteraceae como

elementos dominantes en las áreas terrizadas. Por otra parte el bosque del Tardiglacial

estuvo dominado por Podocarpus, Morella y Cyatheaceae, siendo este último,

posiblemente el taxón dominante en el límite superior del bosque, y en el Holoceno

temprano el taxón dominante fue Quercus, aunque con fuertes fluctuaciones. Cuando un

90% de los palinomorfos de bosque se hallan en el Holoceno temprano lo que parece

indicar que el límite superior del bosque, fue el propio borde de la laguna y su proceso de

paramización aunado a una posterior actividad antrópica (pastoreo y agrícola), puede

explicar la distribución en parches del bosque dentro del páramo de Belmira.

En general esta investigación, contribuye al proceso de consolidación de los estudios

paleoecológicos de alta resolución en ecosistemas de alta montaña en las tres cordilleras

colombianas y entrega por primera vez para Antioquia información preliminar de cambios

climáticos ambientales y de vegetación previos al máximo glacial así como el detalle del

cambio Tardiglacial-Holoceno, de gran importancia para entender mejor la dinámica

climática de nuestro país y del norte de Suramérica. Tal conocimiento da luces sobre el

proceso de conservación, restauración y manejo del ecosistema, beneficiando sino a

todas, sí a una gran cantidad de formas de vida que allí han vivido y al sostenimiento

mismo de los humedales. Ahora que la minería tiene gran participación en el crecimiento

de la economía del país y que la ganadería y la agricultura han subido sus fronteras, se

hace necesario tener en cuenta todo el conocimiento derivado de éstos ecosistemas para

tratar de mantenerlos a salvo en el futuro.



8

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Es evidente de otros estudios de alta resolución, en diferentes partes del mundo, que hay eventos climáticos intensos y de corta duración que han afectado notablemente la flora, fauna y al hombre (Velásquez, 2005). A pesar de su gran importancia, el páramo de Belmira no cuenta con estudios paleoecológicos que nos indiquen como ha sido la dinámica de la vegetación, ambiente y clima, en los últimos milenios. De la misma forma, en el páramo hay evidencias de actividad antrópica como desagüe de

lagunas, distribución en parches del bosque altoandino, actividades agrícolas y mineras, y

no es conocido con precisión el grado de alteración de los ecosistemas páramo y bosque

a través del tiempo. Por ello es necesario y se propuso en esta investigación, mirar con

una resolución al menos de centuria, cómo ha sido esa dinámica para estos ecosistemas.

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. General

Hacer una reconstrucción de la dinámica climática y vegetacional del páramo de Belmira durante el final de la última glaciación y la transición hacia el Holoceno, a partir del análisis estratigráfico y palinológico de un núcleo de sedimentos lacustres, colectado en la laguna "El Morro", Páramo de Belmira, Antioquia.

1.2.2. Específicos

Analizar la dinámica de la vegetación del sitio de estudio durante el final de la última glaciación y la transición al Holoceno.

Conocer los cambios ambientales y climáticos, particularmente en la temperatura y la humedad para el mismo sitio y periodo. Relacionar los cambios detectados con los registrados en otros páramos colombianos y

en otras zonas del trópico.



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1.3. HIPOTÉSIS

En el páramo de Belmira es posible detectar cambios puntuales y de larga duración en el

ambiente sedimentario, clima y vegetación durante el Holoceno medio, con el apoyo de

estudios geoquímicos, palinológicos, isotópicos y estratigráficos.

1.4. JUSTIFICACIÓN

El páramo de Belmira posee características climáticas y biogeográficas particulares que

influyen de manera significativa sobre otros ecosistemas y las actividades humanas en su

área de influencia. De vital importancia es su riqueza hídrica, pues a partir de él se

desprenden innumerables nacimientos de agua, abasteciendo de éste recurso a 11

municipios aledaños, así como a una población de cerca de un millón de personas del

Área Metropolitana (Corantioquia, 2007). Lo anterior es debido a que sus suelos están

cubiertos en casi todas partes por una vegetación tupida, dominada por pajonales,

frailejonales y musgales, con una capacidad de absorción hídrica enorme; además de los

muchos cuerpos lagunares que posee.

El páramo de Belmira al igual que otros ecosistemas paramunos es también estratégico

para Colombia y el mundo, por su gran biodiversidad, paisaje, importante sumidero de

carbono, y zona potencial para estudios sobre dinámica climática. Es de resaltar que aun

siendo una zona de tal importancia, no cuenta con suficientes estudios florísticos y

faunísticos y, de manera particular, no tiene estudios a nivel paleoecológico. En este

sentido cabe decir que este páramo junto con otros ubicados al extremo norte de las otras

dos cordilleras, es clave para entender la dinámica climática del norte de Colombia y su

relación con el Caribe.

Es importante destacar que los ecosistemas de alta montaña a estudiar, han sido y son

usados y degradados por el establecimiento de monocultivos, quemas, ganadería, minería

u otras actividades turísticas, etc. e históricamente también han sido el asiento de culturas

indígenas y/o campesinas que hoy se dedican a actividades agrícolas y pecuarias.

Teniendo en cuenta esta historia cultural, la palinología cobra valor, no solo porque

permite reconstruir el clima, ambiente y vegetación de la zona, sino también porque nos

acerca a la forma en que el hombre ha utilizado los recursos y ha modificado el medio

(Bell & Walker, 1996) o como ha sido afectado por cambios climáticos pasados.

Así, el valor de esta zona para Colombia es mayúsculo y por lo tanto, conocer bien su

estado actual y su historia desde la perspectiva geográfica, florística, climática y cultural

es un gran reto que hay que asumir, máxime si a futuro este estudio dará pautas de

conservación y manejo del páramo y otras áreas de importancia ecológica/ambiental

similar.



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2. MARCO TEÓRICO

Existen diferentes tipos de estudios e investigaciones, que permiten acercarnos al

conocimiento de la dinámica y evolución de la fauna, flora y en general de la vida

terrestre, como respuesta a los impactos generados por cambios climáticos de origen

diverso. Estos estudios utilizan múltiples indicadores de cambio como isótopos,

palinomorfos, geoquímica, diatomeas, zooclastos, etc; presentes en materiales tan

diferentes como hielos, corales, espeleotemas, anillos de madera o sedimentos en

diferentes estados de consolidación.

En Colombia, los estudios paleoecológicos en alta montaña se han concentrado en la

Cordillera Oriental (Van der Hammen 1960 & González 1963; Kuhry. 1988; Hooghiemstra,

1984, Hooghiemstra & Van der Hammen, 2004;Torres V., Bogotá; entre otros) y en la

Cordillera Occidental (Rangel et al., 2005; Monsalve, 2004; Velásquez, 2005 y Jaramillo &

Parra 2005; Jojoa, 2007; Velásquez et al., 2012), en menor grado en la Cordillera Central

(Kuhryet al., 1983, Thouret & Van der Hammen, 1983 y Salomons, 1986; Melief, B.M.,

1985), y Sierra Nevada de Santa Marta (Van der Hammen, 1984). Estos trabajos

estudian, en su mayoría, el Tardiglacial y el Holoceno con una resolución de milenios a

centurias, a excepción de los trabajos realizados en Frontino (Velásquez, 2005; Parra,

2005), Laguna la Cocha (González, et al, 2012) y algunos recientes en la laguna de

Fúquene (Bogotá., et al, 2011), que son de alta resolución. Buena parte de estas

investigaciones se encuentran publicadas en las series The Quaternary of Colombia,

Estudios Tropandinos y Colombia Diversidad Biótica.

En países vecinos, bajo una dinámica climática similar a la de Colombia, también se han

realizado importantes investigaciones paleoecológicas que abarcan el tardiglacial y el

Holoceno. De importancia para nuestro estudio son Cariaco y Laguna de Anteojos en

Venezuela (Haug, et al 2001; Peterson, & Haug., 2006; Stansell., et al, 2010), Laguna

Rabadilla de Vaca y Parque Natural de Podocarpus (PNP) en Ecuador (Niemann, et al,

2008), (Bruschön, & Behling, 2010).

En todos los casos, la recuperación de núcleos de sedimento sean lacustres o marinos

entregan información de la variación del clima y su influencia en el cambio de la

vegetación del pasado ocurridos entre el pico máximo del YD ~13939 a 13454 cal yr BP,

la deglaciación y transición al Holoceno~11205 cal yr BP, indican que la línea de equilibrio

de los glaciares estuvo ~360 a 480m más bajos que hoy y con una temperatura ~ 2.2 a

2.9ºC. Utilizan otros proxys como geoquímica, fluorescencia de rayos X y análisis de

esporas y carbón. (Haug, et al 2001; Peterson, & Haug., 2006).

Estas investigaciones (Brunschön, & Behling, 2010) han encontrado importantes

resultados como el movimiento de la línea superior del bosque según las condiciones

climáticas y las preferencias entre los taxones; como ocurrió en el Parque natural de



11

Podocarpus (PNP) de Ecuador que durante el último máximo glacial (LGM) la línea

superior del bosque (LSB) estuvo 700m más bajo para el Norte del parque y de 250m más

bajo más al sur si se compara con la línea de hoy; esta misma investigación indica que la

deglaciación culmina con el inicio del Holoceno temprano y para esta época la LSB tuvo

una ligera variación, ubicándose 200m más baja que hoy.

2.1. Palinología vs Paleoecología

Los núcleos de sedimentos con palinomorfos fósiles pueden ser usados para determinar la diversidad de las plantas y otros organismos del pasado y su capacidad de respuesta a variaciones climáticas y ambientales a través del tiempo (evolución y filogenia), tanto a escala regional como local (Weng, 2006). La paleoecología estudia, interpreta y reconstruyen la dinámica de los ecosistemas sobre la tierra, con base en dichos elementos y en otros indicadores como: elementos químicos, cenizas volcánicas, paleosuelos, radioisótopos, anillos de crecimiento en árboles, testaceae, algas, DNA, etc. En las montañas tropicales, la vegetación cambia con la altura a manera de cinturones y dependiendo principalmente de la temperatura y de la geomorfología de cada sitio (Hooghiemstra & Van der Hammen, 2004), aunque con un cierto nivel de traslape propio de la naturaleza, dependiendo del grado de adaptación de los diferentes taxa, la posición y composición de estos cinturones no es estática y su variación puede ser detectada con esta clase de estudio. En la cordillera occidental colombiana durante la transición al Holoceno, el límite superior del bosque altoandino se desplazó 700 mt en aproximadamente 200 años, generando la migración del subparamuno causando una pérdida temporal de la vegetación típica del sitio (Velásquez, & Hooghiemstra, 2012) de igual manera en el sur de Colombia, en la laguna La Cocha, los bosques de alta montaña se extendieron por encima de los 2200m durante el Tardiglacial, cuya pendiente de ascenso alcanzó 300m en 100años, reflejando un incremento en la temperatura de 1.5ºC que fueron comunes durante el Holoceno; aquí la LSB excedió la capacidad de migración del subparamuno haciendo que este desapareciera por cortos intervalos de tiempo. (González, et al., 2012). Tales movimientos de taxa de dichos cinturones terminan normalmente en nuevas composiciones de vegetación, (Urrego, et al. 2010). Las migraciones son lideradas según su base comunitaria, es decir, para el tiempo glacial a interglacial los patrones de migración individualista lideraron asociaciones boscosas no análogas por la falta de relación entre los taxa; esto porque las fluctuaciones climáticas del pasado no superaban la capacidad de los bosques para dar cabida a los cambios. La predicción de este mismo autor es que infortunadamente éste no sería el mismo caso del bosque para los escenarios previstos al final de este siglo. Con el registro de polen y esporas fósiles a escala de centuria, aquí desarrollado, se aportará información tendiente a clarificar este debate. Hay que tener en cuenta que cada zona de vida tiene taxones característicos con una producción polínica que le es propia, y que es posible detectarlos con estudios de lluvia polínica recientes. La composición de la vegetación depende de las condiciones climáticas y geomorfológicas de cada sitio y por supuesto, del grado de adaptación de los diferentes taxones. Así, la respuesta de la



12

vegetación a cambios fuertes en estas condiciones depende en buena medida de la plasticidad de cada individuo.

2.1.2. Estratigrafía

Ésta es una descripción detallada de las propiedades, composición, consistencia y color

de las diferentes capas de un sedimento, el cual bajo los procesos de diferentes eventos

climáticos, ambientales y/o de fuertes o leves perturbaciones naturales o antrópicas, el

suelo asume un proceso de sedimentación que produce materiales orgánicos, minerales,

turbosos, con cenizas y variadas consistencias como arcillosas, limosas de lodos, etc.

Estos procesos quedarían ocultos si no existieran técnicas como la estratigrafía que se

encarga de descifrar tales composiciones, consistencias y colores los cuales se

convierten en un archivo histórico de eventos del pasado de carácter antropogénicos o

naturales de un ecosistema.

En la caracterización de los sedimentos de las lagunas y los pantanos altoandinos

colombianos, se ha limitado a aplicarle a los estratos algún nombre, de acuerdo con su

parecido superficial con materiales similares presentes en otras latitudes y como

consecuencia, se está lejos de saber si existen secuencias de estratos guías para las

divisiones gruesas del Holoceno y, menos aún, si se presentan capas indicadoras de

eventos menores o de oscilaciones climáticas. (Parra, 2010).

Una adecuada caracterización de los sedimentos es la primera fase hacia un

conocimiento más apropiado de los aspectos faciales, es decir, a la tarea de asignar cada

tipo de material a un ambiente de depositación específico; así, la estratigrafía pone un

marco de referencia para reconstruir e interpretar debidamente los cambios que ha

experimentado un ecosistema y de manera especial permite deducir el papel que ha

jugado cada componente del sedimento dentro de su historia evolutiva. (Parra, 2010).

2.1.3. Cronología

Existen diferentes métodos de conocer la edad de un material sedimentario, dependiendo

de la antigüedad y composición química del mismo. Los procedimientos son complejos

pero en cualquier caso buscan encontrar la mayor precisión posible. Para el desarrollo de

cualquier investigación y tenga credibilidad a la hora de hacer inferencias, comparaciones

e incluso recomendaciones, es indispensable conocer el tiempo en el que se está

trabajando, además, de la tasa de sedimentación o de depositación de los sedimentos.

Con esta premisa, es clara la importancia el establecer los puntos que se dataran de un

núcleo y el método con el que se hará.



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Un método factible y de buena precisión para datar materiales con carbono, como las

arcillas orgánicas, turbas, carbón vegetal, suelos y lodos orgánicos (Velásquez., 2005) es

el AMS (Accelerator Mass Spectrometry); sin embargo, según el mismo autor la datación

mediante 14C puede presentar imprecisión en el cálculo de la edad, por cuanto su

producción y cantidad en los distintos reservorios está sujeta a factores variables como

actividad solar, explosiones atómicas, cambios climáticos, y efectos propios del

reservorio, entre otros.

El AMS consiste básicamente en dos etapas, la primera es acelerar los iones a energías

extraordinariamente altas, y el siguiente es analizar las masas; tal proceso debe estar a

cargo de un laboratorio reconocido mundialmente en estos análisis.

2.1.4. LOI (Loss on Ignicion)

Así como sucede con la medida del pH de un suelo, donde al obtener su nivel de acidez o

alcalinidad se puede inferir sobre los usos potenciales de éstos, sean agrícolas o

forestales; el interés de medir las cantidades de materia orgánica y carbono orgánico

presentes en el suelo, pueden servir para estimar o evaluar la calidad de éste y su

participación en la captura de Carbono como un importante proceso de regulación de CO2

atmosférico (Konen, et al 2002); esto, dado que las condiciones climáticas del suelo y la

vegetación presente en los páramos con temperaturas bajas son la constante del sitio y la

presencia de cenizas volcánicas que generalmente están en los suelos de estos sitios,

son ambas características que favorecen las condiciones de estabilidad y lenta

descomposición de la materia orgánica, por consiguiente la retención por un mayor

periodo de tiempo del CO2 liberado a la atmósfera.

Según lo anterior, una forma eficaz, factible y económica de determinar la cantidad de

materia orgánica presente en un suelo es con el método de pérdida por ignición (LOI), el

cual consiste en someter pequeñas cantidades (~1cm3) del sedimento a dos procesos de

incremento de temperatura; el primero es básicamente para conocer la pérdida de agua

superficial y macroscópica albergada por el material, esto se consigue con temperaturas

de 45ºC durante 72 horas aproximadamente, el segundo proceso con temperaturas tan

altas de hasta 550ºC durante dos horas permite la combustión de la materia orgánica

presente en el suelo y deja sólo aquellos materiales minerales y/o arcillosos que son

inalterables a tales condiciones de temperatura.

La importancia que recibe el uso de este proxy, es que al conocer la composición de un

suelo es posible hacer inferencias sobre la dinámica climática a la que haya tenido lugar

el sitio, es decir, cuando el LOI entrega resultados altos en contenido de materia orgánica,

se está asumiendo condiciones secas y/o cálidas que pueden conllevar incluso al

desarrollo de procesos pedogenéticos o de estabilización de un sistema hídrico y a su vez

de acumulación de contenidos más orgánicos y turbosos que minerales; caso contrario



14

sería si el LOI con valores bajos da muestra de acumulación de materiales más

inorgánicos donde se puede inferir sitios con alta energía que pueden ser de pluviosidad,

de erosión de tipo laminar o eólico.

2.1.5. Geoquímica (Microfluorescencia de rayos X, µRFX)

Uno de los proxy poco empleados está la Geoquímica, que consiste en analizar con alta

resolución un núcleo de sedimentos, (“bombardeando” de rayos X hasta 20 puntos por cm

el núcleo que se está estudiando), tanto en proporción y cantidad como en el tipo de

elementos químicos que se pueden conservar en un suelo. Esto es factible porque dentro

de una cuenca hidrográfica, naturalmente se está produciendo material orgánico, pero

alrededor de ella, desde las rocas y montañas aledañas se está desprendiendo o

lixiviando material químico que parará en el fondo de un lago o pantano y se preservará;

éstos son característicos de una condición climática o ambiental particular (precipitación,

erosión o reducción).

Tal información puede aportar datos como los que entregan el Ti y Fe, que cuando sus

valores son altos, indican condiciones elevadas de precipitación, esto, porque

independientemente de datos paleoclimáticos el uso de las variaciones en Fe y Ti indican

cambios hidrológicos a escala regional, como lo cita Haug, 2001 cuando en el periodo frio

y seco del Younger Dryas fueron marcadas las bajas concentraciones del metal en la

cuenca de Cariaco. Adicional a esto, las variaciones del Fe son indicios de cambios

ambientales con condiciones de reducción, el Ti por su parte, conservando un patrón muy

similar al del Fe, no es tan sensible a condiciones reductoras en una cuenca; con ello es

factible conocer si en un sitio se presentaron o no condiciones anóxicas y si hubo o no

presencia de microfauna bentónica. Este tipo de resultados pueden ser soportados por

otros proxys como los de análisis de presencias de diatomeas, zooclastos, palinología.

Finalmente, no en todos los estudios citados, se han desarrollado los cuatro proxys que aquí se estudiaron (Palinología, Estratigrafía, LOI y Geoquímica), pero sí han inferido resultados interesantes, como: el Holoceno temprano fue cálido y seco en el noroccidente de Colombia, (Velásquez, & Hooghiemstra, 2012), en la cordillera Central colombiana, la línea del bosque estaría 100-200 m por debajo de la posición actual y la humedad sería similar a la presente (Salomons, 1986) y en la Cordillera Oriental, según Khury, 1988, el clima fue relativamente seco y cálido. En cualquier caso las condiciones climáticas no fueron homogéneas en el norte de

Colombia; especialmente cuando se compara occidente vs oriente. Hay más similitud

entre la C. Oriental en Colombia vs Cariaco en Venezuela que entre C. Oriental vs C.

Occidental de Colombia (Velásquez., en prensa). El páramo de Belmira, el más al norte

de la C. Central, hasta ahora inexplorado paleoecologicamente, podría ser clave para

entender la asimetría climática que se registra en el norte de Colombia y Suramérica;

además de entender su propia dinámica y estructura y su relación con factores climáticos.



15

Este estudio nos acercaría bastante a esta dimensión del conocimiento, más aún con el

referente que la zona más estudiada de Colombia es la C. Central y pocos se han

concentrado en la zona Norte.



16

3. ÁREA DE ESTUDIO

3.1. LOCALIZACIÓN

El páramo de Belmira, se encuentra en la Cordillera Central, Departamento de Antioquia

(Colombia) (ver figuras 1 y 2) aproximadamente a 70 km del casco urbano del municipio

de Medellín en el complejo de Belmira a 6º42’07,88’’ N y 75º40’50,74’’ W IGAC, 2006.

(cartografía básica, escala 1:500.000, citado en Corantioquia, 2007), entre los municipios

de Belmira y Entrerríos, tiene una altura máxima de 3.550 msnm y mínima de 2.400m. La

zona hace parte del sistema de páramos y bosques altoandinos del noroccidente medio

antioqueño, sólo hacia el occidente, el páramo de Frontino supera esta cota. (Velásquez,

2005).

Figura 1. Localización del área de estudio. Ciénaga El Morro, Belmira (Antioquia).



17

Figura 2. Ciénaga El Morro, Belmira Antioquia. Cortesía fotografía César A. Velásquez.

3.2. CLIMA

El clima de Colombia, más específicamente de la Cordillera Central, es ampliamente

dominado por la posición de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT); ésta se forma

por la colisión de vientos soplando hacia el Ecuador desde las celdas de ligera presión

subtropical, en ambos hemisferios. El movimiento Sur-Norte y Norte-Sur de la ZCIT

depende de dónde ella esté ubicada. El transecto por donde pasa la ZCIT, causa ciclones,

tiempos lluviosos y encapotados, pero cuando se sitúa en el Sur (diciembre-enero y

marzo-abril) o en el Norte, (julio-agosto) los tiempos son comparativamente más secos

(Oster, 1979 y Pérez., 1983). Así, cuando la ZCIT está más metida en territorio

colombiano o a baja elevaciones, el tiempo seco es mucho más pronunciado.

La precipitación en el lado oeste de la Cordillera Central es mucho más alta que en el lado

Este, tal evento es influenciado por la actividad del océano Pacífico, generando a su vez,

vientos muy húmedos cuyo recorrido termina en la parte baja a menos de 3.000m de

altitud. Las masas de aire son responsables de la alta precipitación y humedad del lado

Este de la Cordillera. (Oster, 1979 y Pérez., 1983).

El régimen climático de este sistema de páramos y bosque alto andino del noroccidente

medio Antioqueño, está influenciado en gran medida por las corrientes cálidas húmedas

que ascienden de la cuenca del río Cauca, produciendo un frente húmedo en la zona

occidental del sistema. (Córdoba, 2008)

Desde el punto de vista local, el clima del Páramo es básicamente frio y húmedo sobre

todo por la noche. La temperatura va variando con la altitud, estimándose en medio grado

centígrado la baja térmica por cada 100 m de ascenso. Es notable la diferencia entre la

temperatura máxima y la mínima (Torres., 1993).



18

Los días soleados en el Páramo son entre Junio-Septiembre, la radiación solar de éste es alta y aumenta a medida que se asciende; esta es considerable aún con nubosidad del 50% y es controlada por la frecuente presencia de la niebla, pero en época de verano la duración de la radiación puede ser hasta de 12 horas por día. La elevada radiación solar, hace que la luminosidad en el Páramo sea altísima y ha generado importantes adaptaciones en las plantas para protegerse de ella, reflejándola. (Torres. B., 1993).

Según la clasificación de Holdrigde el Páramo de Belmira corresponde a bosque pluvial

montano porque su temperatura promedio anual fluctúa entre 10 y 16 ºC y su precipitación

entre 1.900 y 2.000 mm/año (EE.PP de Medellín, 1981 citado en Corantioquia, 2007). La

precipitación promedio anual, igual que en otros páramos, está ligada a la densidad y

presencia del bosque andino que se extiende más abajo de la zona paramuna. Es por ello

que la correlación entre las cantidades de lluvia en el páramo y la presencia de bosque

indica la imperiosa necesidad de proteger y conservar el bosque altoandino, del cual

depende la lluvia que nutre los hontanares de nuestro sistema hidrográfico. (Rangel,

2000).

3.3. GEOMORFOLOGÍA Y SUELOS

En términos generales la formación geológica del Este de la Cordillera Central se debe a significativos aportes de depósitos Triásicos y Jurásicos (Mesozoico); el costado Occidental se caracteriza por una base de vulcanismo depositado en la era Cretácica y por la presencia de rocas ultra básicas que se derivan de una antigua corteza oceánica. Por su parte la base de esta cordillera está formada sobre una vieja cadena montañosa formada en el Paleozoico superior. (Vis., 1995). De forma particular, en el complejo de Belmira predomina la cuarzodiorita del Batolito Antioqueño, una roca ígnea originada en el Cretáceo tardío, hace cerca de 72 millones de años. Adicionalmente se presenta un grupo rocoso de origen metamórfico con dataciones que van desde el Precámbrico hasta el Cretáceo medio. (Arias., 1996). Los orígenes de los suelos son rocas ígneas plutónicas y graníticas con recubrimientos parciales de cenizas volcánicas. La diversidad de relieves pendientes y drenajes naturales es considerable, en los valles y zonas planas, donde es posible, se observa algunos rastros de antiguas glaciaciones, como morrenas que se cree tienen la huella de la antepenúltima glaciación, además, ocasionalmente se dan algunos depósitos de materiales. Por el contrario, en las zonas de ladera la erosión de tipo difuso en surcos y en cárcavas y los movimientos en masa son la consecuencia directa de la considerable actividad sísmica y del régimen de precipitación (Corantioquia, 2005). En síntesis, puede decirse que el páramo de Belmira hace parte de un altiplano que

puede considerarse uno de los relieves más antiguos en la porción antioqueña de la

cordillera Central y su estado actual es resultado, tanto de las alteraciones erosivas, como

de la actividad tectónica derivada de la falla de Romeral y de la contracción que sufrió el

Batolito durante su enfriamiento (Corantioquia, 2007).



19

Tiene tres grandes unidades geomorfológicas: El macizo volcánico de la zona axial de la

Cordillera Central, modelados de antiguos glaciares y las pendientes bajas fuertemente

diseccionadas por los ríos Cauca y Magdalena.

3.4. VEGETACIÓN

Mediante recorridos en las salidas de campo, las unidades de vegetación que claramente fueron diferenciables, corresponden básicamente a zona de páramo, bosque andino y bosque subandino. En la flora de este páramo sobresalen los parches de vegetación de bosque en zona de páramo, resultado de la desaparición paulatina de un bosque o de un posible efecto de paramización generado por la fuerte historia de impactos antropogénicos sobre este ecosistema; en el análisis de resultados se responde cuál de estas dos opciones tiene más peso sobre la realidad del paisaje en el páramo. Particularmente, la vegetación descrita para la zona de páramos y bosques Altoandinos del noroccidente medio antioqueño se ha realizado mediante ejecución de diversos proyectos, como los son Corantioquia, 2005; Jiménez, 1986; Arcila y Fernández, 1991; Duque y Ramírez, 1997, (citados en Córdoba., 2008), aquí no se incluyen los que actualmente se desarrollan (Castañeda., ~01/2013); (Puerta., & Escobar., ~01/2013).

Con base en éstos, se puede generalizar que las familias más ricas y representativas son

las Melastomatacea con 24 spp, las Ericaceae con 20 spp, Asteraceae con 13 spp,

Bromeliaceae con 11 spp y Rubiaceae con 10 spp. Entre las familias con el mayor número

de géneros se registró las Melastomatáceas con 10 géneros, Ericáceas con 9 y

Asteráceas con 8. Los géneros con el mayor número de especies fueron Weinmannia con

9 spp, Clusia con 6 spp. y Solanum con 3 spp. Una especie endémica del Páramo de

Belmira es la Puya roldanii (Bromeliaceae). (Córdoba., 2008).

Según CORANTIOQUIA, (2005), los cinturones de vegetación de hoy son:

Bosque Subandino (Bosque Montano) También llamado robledal, está conformado por las siguientes familias: Melastomatacea,

Lauraceae, Araliaceae, Ericaceae, Myrsinaceae, Cunnoniaceae, Clusiacae, Clethraceae,

Rosaceae, Theaceae y Rubiaceae. Entre las especies más abundantes se tiene Querqus

humboldtii, Centronia cf. brachycera, Myrsine coriaceae, Drymis granatensis,Tibouchina

lepidota, Schefflera quinquestylorum, Podocarpus oleifolius y Prumnopitys montana.



20

Bosque Andino Predominan los generos: Saurauia (Actinidiaceae), Viburnum (Caprifoliaceae), Ilex

(Aquifoliaceae), Brunellia (Brunelliaceae), Hedyosmum (Chloranthaceae), Billia

(Hippocastanaceae), Styrax (Styracaceae) Symplocos (Symplocaceae) y Gordonia

(Theaceae).

Páramo Este es rico en las siguientes especies: Espelettia occidentalis, varantioquensis,

Monochaetum sp, Hesperomeles heterophylla, Diplostephium revolutum, Vaccinium

floribundum, Miconia lehmanii, Befaria resinosa, Sisyrinchium sp, Weinmannia auriculata,

Calamagrostis planifolia, Blechnum buchtreni y B. columbiense.



21

4. ASPECTOS METODOLÓGICOS

4.1. Trabajo de Campo

Se realizaron dos salidas de campo; una en tiempo de lluvias y otra en seco, con el fin de

reconocer la floración típica de cada época. En estas salidas se realizaron los procesos

de identificación de las zonas de estudio (Lagunas Sabanas y El Morro), en ambos sitios

se realizó el proceso de batimetría (ver figuras 3 y 4) para identificar el sitio más profundo

del cuerpo lagunar o depocentro. En éste, dadas las supuestas condiciones de anoxia, se

favorece la conservación de palinomorfos y se tiene el registro de la mayor riqueza de

polen por su alto grado de sedimentación.

En la laguna Sabanas se estableció una grilla de puntos en sentido norte sur /oriente

occidente, cada 10 mt hasta cubrir toda el área. En cada punto se hizo una perforación

hasta tocar el basamento. En la ciénaga “El Morro”, se hizo una perforación cada 10 mt en

sentido sur/norte hasta llegar a la parte media de la laguna y allí se hizo una transversal

con las mismas distancias (10 mt) (ver figuras 3 y 4). Ubicado el depocentro, se procedió

a extraer los núcleos con una sonda de perforación tipo rusa (ver figura 5), la cual tiene 50

cm de avance y 5 cm de diámetro.

Figura 3. Proceso de batimetría en la Laguna Sabanas.



22

Figura 4. Perfil litológico en la Ciénaga el Morro obtenido luego de la batimetría y estratigrafía

(a) (b)

Figura 5: (a) Sonda de extracción del núcleo, con varias varillas que sirven de avance según la profundidad de los núcleos. (b) Muestra de un segmento de núcleo con 50cm de avance.

A cada núcleo de 50 x 5 cm que se extraía (ver figura 6), inmediatamente se le tomaban

fotografías de manera que se tuviera el registro de las primeras condiciones respecto a

textura y coloración con que salía el sedimento, esto, porque el núcleo se expone a

procesos de oxidación que pueden generar cambios físicos alterando la coloración inicial

del sedimento, o mecánicos si en el proceso de empaque o transporte se altera algún

nivel litológico. Posterior a esto, antes de empacar los núcleos, con la ayuda del

estratígrafo se le realizó a cada segmento de suelo extraído una descripción estratigráfica

general para luego hacerla más detallada en el laboratorio. Finalmente se procedió a un

proceso de empacado utilizando tubos de PVC con las medidas exactas 50x5 cm,

envolviéndolo en plástico vinilplas. Se rotula cuidadosamente teniendo en cuenta cuál es

el techo y cuál es la base de cada segmento extraído.



23

Figura 6. Núcleo de sedimento extraído, correspondiente al segmento 151 a 300cm.

4.2. Trabajo de laboratorio

4.2.1. ESTRATIGRAFÍA Y CORTE DEL NÚCLEO En el laboratorio de Paleoecología de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, lo primero que se hizo fue el análisis estratigráfico con mayor detalle, pues en campo se hizo una descripción gruesa, en ambos momentos el análisis estratigráfico estuvo a cargo del Geólogo Luis Norberto Parra, profesor de la misma Universidad. Acto seguido, se seleccionan los posibles puntos de datación según sugerencia del estratígrafo y/o cambios de interés en niveles litológicos. Luego se corta el núcleo al centímetro (ver figura 7) y Finalmente, de cada centímetro del núcleo, se extrajo 1cm3 para el proceso del LOI, 1cm3 para la Geoquímica y 1cm3 para palinología.

Figura 7. Corte del núcleo al centímetro, en el laboratorio de Paleoecología de la Universidad

Nacional de Colombia.

4.2.2. PROCESO PREPARACIÓN Y MONTAJE Para el procesamiento químico de las muestras se pretendía hacer la acetólisis siguiendo el protocolo de Erdtman (1952); sin embargo luego de obtener los resultados del análisis del LOI fue claro que el segmento de interés en esta investigación que está desde el centímetro 150 a 300 en su mayoría estaba dominado por minerales y por tanto el proceso de acetólisis no se esperaba muy exitoso. Se optó por procesar el sedimento según el protocolo Pansu., & Gautheyrou., (2006) de modo que el reactivo principal fue el Ácido fluorhídrico (HF) que es muy fuerte para la desintegración de materiales minerales y arcillosos.



24

4.2.2.1. PREPARACIÓN Se disgregó cada cm cortado, se lavó y pasó por una malla 150µ para separar los macro restos; éstos se colocaron en agua destilada en un tubo de ensayo debidamente etiquetado, el resto de material se colocó en tubos Falcon de 50ml y se le adiciono 12ml de HF a cada muestra; se dejaron en él por un periodo de 24 horas, cumplido este tiempo se revisaban y si aún se observaba material mineral, se desechaba el HF y se adicionaba más dejándolos por otras 24 horas. Posterior a esto, se lavó tres veces con agua destilada y centrifugó a 1500 rpm durante 5 minutos, seguidamente se adicionó a cada muestra 10ml de KOH al 10% y se colocó al fuego hasta obtener el primer hervor; esto con el objeto de disgregar la materia orgánica que persistiese; se lavó tres veces más, se centrifugó y finalmente se le adicionó amoniaco, buscando que la muestra quedara más limpia y facilitara su visión al microscopio, se lavó hasta no percibir olor a amoniaco y se le agregó 2 ml de glicerina al 70%, se prepararon para el montaje. 4.2.2.2. MONTAJE DE PLACAS

Ya dispuestas las muestras en tubos epperdorf se sacó la muestra requerida para el

montaje con una pipeta calibrada en 8 µml; esta gota se colocó en un pedazo (~ 5mm) de

gelatina glicerinada sobre un portaobjetos, alrededor de esta muestra ya homogenizada

con estilete se esparció parafina caliente y finalmente se selló con el cubreobjetos. Las

placas, debidamente etiquetadas, se conservan en el laboratorio de paleoecología.

4.3. IDENTIFICACIÓN Y CONTEO DE PALINOMORFOS

Con base en la lluvia polínica obtenida del musgo colectado en la Laguna Sabanas y

mediante simulaciones de conteo usando el paquete estadístico R versión 2.3.7.1. y una

base de datos de 12335 palinomorfos, entre los que se encuentran granos de polen,

Pteridophytas, esporas de hongos, de Isoetes y acuáticas; se estableció que para lograr

una curva de saturación que representara el 70% de la diversidad del sitio debían

contarse 1241 palinomorfos en cada segmento o centímetro a analizar del núcleo (ver

figura 8), según este resultado se redondeó a 1300. (Anexo 1).



25

Figura 8. Relación entre la diversidad porcentual del sitio y el número de palinomorfos.

4.4. LOI (PÉRDIDA POR IGNICIÓN)

Este proceso se llevó a cabo en el laboratorio Génesis del Suelo de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, con la explicación de los profesores Luis Norberto Parra y Carlos Monsalve. Lo primero que se hizo fue empacar cada muestra (1cm3) debidamente marcada en bolsas de papel y se llevaron al horno cuya temperatura fue de 50ºC durante 72 horas, buscando eliminar cualquier cantidad de agua macroscópica presente en la muestra. Posterior, se sacaron del horno y se pesó en una balanza de precisión Merck; se colocaron en crisoles que previamente habían sido pesados sin la muestra, aquí se toma el primer peso del proceso (crisol más muestra) y se llevan al horno con una temperatura de 550ºC, (ver figura 9) en esta etapa se busca incinerar todo resto de agua microscópica y/o isotópica, además de la materia orgánica presente en la muestra. Esta etapa dura aproximadamente dos horas, al finalizar se tomó el nuevo peso de la muestra incinerada. Estos datos se depositan en una hoja de Excel para posteriormente realizar los cálculos del LOI para el núcleo (Anexo 2).

0

20

40

60

80

1

61

121

181

241

301

361

421

481

541

601

661

721

781

841

901

961

1021

1081

1141

1201

Div

ers

ida

d d

el S

itio

(%

)

Número de palinomorfos

Diversidad vs Número de Palinomorfos



26

Figura 9. Horno y crisoles donde se realizó el proceso del LOI.

4.5. GEOQUÍMICA (µXRF)

Este proceso fue realizado por la Máster en Ciencias del Ambiente Leidy Marcela Jojoa en el laboratorio del departamento de Geología y Paleoentología de la Universidad de Ginebra; el proceso se llevó a cabo en la máquina XRF EAGLE III. (figura 10)

Figura 10. Máquina XRF EAGLE III, con la que se desarrolló el proceso de microfluorecencia de rayos X sobre el núcleo de sedimentos. Fuente

http://www.nanofab.utah.edu/equipment/show_eq/XRF,+Eagle+III+Microspot



27

El método que se utilizó fue según el protocolo de Haug., 2001, que consiste en establecer la composición y cantidad de elementos presentes en un sedimento mediante una técnica de microfluorecencia que “bombardea” los sedimentos con rayos X, los cuales a reflejan otro tipo de rayos que al emitirse permiten leer la cantidad de elementos dentro del sedimento; éste proceso es factible dado que cada elemento tiene una energía de excitación, deduciendo la proporción de cada uno. Dado que la máquina sólo lee segmentos de 10cm (figura 11) la metodología para este proceso es según la establecida por Muñoz, Gorín & Monsalve, donde el núcleo se divide según esta medida, a cada segmento de 10cm se le “disparan” 20 puntos de rayos X por cm. Así se obtuvieron 200 medidas por cada 10cm.; los elementos que se tuvieron en cuenta fueron Fe, Ti, Mn, Ca, K y Si. Sin embargo, en el análisis de resultados se indica porque sólo se consideraron los resultados dados por Fe vs Ti. (Anexo 3).

(a) (b) Figura 11. 11 a) puntos 158–160 y 11 b) puntos 160-170 del núcleo de sedimento en el proceso de

análisis de la geoquímica.

4.6. CRONOLOGÍA

Se mandaron datar 5 puntos del núcleo y de particular interés según los resultados de la

descripción estratigráfica. Este proceso fue ejecutado por el laboratorio Beta Analytic Inc

de la ciudad de Miami, reconocido como el mejor para datos de radiocarbón de

macrorestos y sedimentos.

La técnica que se utilizó fue Accelerator Mass Spectrometry (AMS) (Tabla 2), pues

aunque es más costosa, es más precisa que la de radiocarbón, además requiere menos

cantidad de muestras (entre 20 y 500 miligramos) y los resultados se obtienen en pocas

horas. El proceso se concluye fundamentalmente en dos partes; la primera consiste en

acelerar los iones a energías cinéticas extraordinariamente altas y en el siguiente paso se

analizan las diferentes fracciones isotópicas.3

3 http://www.radiocarbon.com/accelerator-mass-spectrometry.htm



28

5.0. RESULTADOS

5.1. ESTRATIGRAFÍA Y CRONOLOGÍA

Según la descripción estratigráfica gruesa realizada en campo (sin pérdida de información

por cambios de color y textura), las fotografías tomadas al núcleo en fresco y la posterior

estratigrafía detallada realizada en laboratorio; se infiere que el núcleo está compuesto en

su mayoría por un lodo mineral arcilloso con algunos segmentos intercalados de

materiales orgánico/minerales y un segmento de suelo claramente formado (paleosuelo).

Una discordancia es evidente entre los centímetros 203-215. Una descripción detallada se

presenta en las Figuras 4 y 17 y tabla 1.

Tabla 1. Descripción estratigráfica detallada del núcleo. LMO: lodo mineral orgánico, LOM: lodo orgánico mineral.

Respecto a la cronología (Tabla 2), los resultados obtenidos por el Laboratorio Beta

Analytic mediante la técnica AMS (Accelerator Mass Spectrometry), mostraron una

inversión en las tres últimas fechas de la base del núcleo; siendo muy difíciles de



29

interpretar y se optó por prescindir de las dos superiores en el análisis y sólo considerar la

de la base (300 cm).

Con base en las dos fechas del techo de este segmento del núcleo (150-300 cm) y de la

base, además de otras cinco fechas entre 0-150 cm de otra investigación paralela a ésta

(Castañeda., en prensa), se calculó la edad de cada centímetro del núcleo. La

interpolación tuvo en cuenta las tasas de sedimentación y se hizo hasta la discordancia.

Esta discordancia (~Máximo glacial) y la inversión de dataciones en la base, hace casi

imposible calcular edades para los últimos 97 cm. No obstante a lo anterior, una línea de

tendencia señala la edad convencional 30360±170 en el centímetro 300, como la edad

más vieja para este núcleo (ver figura 12).

Figura 12. Modelo de Profundidad vs Edad (profundidad de núcleo en cm / Edad convencional) de

la Ciénaga el Morro. La línea negra marca la línea de tendencia de la edad.

70

100

130

160

190

220

250

280

30360 12400 10600 8510 6625 3440

Pro

fun

did

ad

(c

m)

Edad Convencional B.P.

PROFUNDIDA vs EDAD



30

Tabla 2. Reporte original de datos cronológicos enviados por el laboratorio Beta Analytic.

Depth (cm)

Espesor Submitter

No. Material

Pretreatment Measured

Age 13C/12C

Conventional Age

2 Sigma Calibration

90 89-90 BEL 90 (plant

material): acid/alkali/acid

3460 +/- 30 BP

-26.1 o/oo

3440 +/- 30 BP

Cal BC 1780 to

1680 (Cal BP 3730 to

3640)

108 107-108 BEL 108 (plant


6605+/-30 BP

6625 +/- 30

BP

136 136-137 BEL 136 (plant


8500 +/- 40 BP

-24.3 o/oo

8510 +/-40 BP

Cal BC 7590 to

7520 (Cal BP 9540 to

9470)

163 162-163 BEL 163 (organic

sediment): acid washes

10610 +/- 40 BP

25.9 o/oo

10600 +/- 40 BP

Cal BC 10650 to

10580 (Cal BP 12600 to 12530)

187 186-187 BEL-187 (plant


12420 +/- 60 BP

-26.3 o/oo

12400 +/- 60 BP

Cal BC 12930 to

12180 (Cal BP 14880 to 14130)

300 299-300 BEL-300 (plant


30420 +/- 170 BP

-28.8 o/oo

30360 +/- 170 BP

Cal BC 33110 to

32740 (Cal BP 35060 to 34690)

Para el análisis del palinograma e interpretación de resultados se utilizó la edad calibrada con dos sigmas entregada por el laboratorio Beta Analytic; esta calibración se realizó con el programa The pretoria calibration procedure (Radiocarbon, vol. 35 Nº1, 1993, 371 pp) y se verificó con el programa Calib Riev, versión 6.0.2 de 2010 con porcentajes de certidumbre entre 88 y 95%.

https://secure.radiocarbon.com/betav3sql/GetPlot.asp?Beta=312931







31

5.2. LOI (Pérdidas por Ignición)

Los análisis de laboratorio realizados a los 300cm del núcleo (únicamente para este

análisis, la presente investigación entrega resultados de todo el núcleo, los otros proxys

son analizados para el segmento 151-300cm. La parte superior del núcleo es objeto de

investigación de un proyecto que marcha paralelo a éste), mostraron dos fases de

dominancia bien definidas: en los primeros 150cm, la materia orgánica es el principal

componente y los minerales aunque variables son escasos. También hay un alto

contenido de agua, excepto en los puntos 51cm y 149cm, donde los valores del LOI son

menores, mostrando los más bajos contenidos de MO, comparado con el resto del

segmento (Figura 13). Todos los puntos que se mencionan y no son muy claros en la

figura, se pueden verificar en el anexo 2.

Estas tendencias son absolutamente contrarias para el segundo segmento entre 151 y

300cm dónde la dominancia es de materiales minerales, con unas pocas variaciones

entre 154-156 cm, 174 cm, 213- 236 cm, 273cm y 297cm; donde las tendencias cambian

de mineral a un contenido orgánico. Es de resaltar que el segmento 233- 237 cm

corresponde a un paleosuelo. Una relación entre LOI (materia orgánica) y litología se

puede ver en la Figura 14.

Figura 13. Relación de los resultados de la pérdida por ignición del 1 al 300cm de profundidad del

núcleo sedimentos. Las barras corresponden a materia orgánica presente en el sedimento.



32

Figura 14. Relación de los resultados de la pérdida por ignición del 151 al 300cm de profundidad

del núcleo sedimentos.

5.3. GEOQUÍMICA (µXRF)

De todos los datos obtenidos, son de interés para esta tesis los registros de Fe y Ti; pues

según Haug, G., 2001, entregan información directa de precipitación y escorrentía para

cuencas locales y cambios hidrológicos regionales. Aunque las variaciones de Fe pueden

ser sensibles a los cambios de un ambiente bajo condiciones de reducción, el Titanio es

más estable al no alterarse por procesos de biogénesis, en este caso muestra patrones

de variación muy similares a los del Fe. Figuras 15 y 16. La relación del resultado de este

proxy con la reconstrucción paleoambiental del trabajo es que permite reforzar la

información de épocas húmedas o secas que entrega el resultado del palinograma.

Figura 15. Registro del de Ti medido con un intervalo de 20 puntos/cm, con escaneo de fluorescencia de rayos X. (cps): conteos por segundo.

0

500

1000

1500

2000

150,

96

159,

11

167,

25

175,

28

183,

16

190,

88

199,

25

207,

45

215,

48

223,

48

231,

62

239,

77

247,

91

255,

89

263,

89

272,

18

279,

90

287,

90

295,

78

Ti (

cps)

Profundidad (mm)

Volúmen de Ti



33

Figura 16. Registro del Fe medido con un intervalo de 20 puntos/cm, con escaneo de fluorescencia

de rayos X. (cps): conteos por segundo.

5.4. PALINOLOGÍA

El conteo de aproximadamente 131.055 palinomorfos en 111 muestras, mostraron un

ecosistema diverso, no obstante tener también un gran número de taxa que no lograron

ser identificados. La zona 1 se describe como un total y no por subzonas debido a la baja

densidad de conteo (cada 5 cm) y a la imprecisión de la cronología en esa sección del

núcleo. Los valores porcentuales que se muestran a continuación son los valores

máximos alcanzados por el polen de cada taxón.

5.4.1. Zonas 1 A, B y C (300–215 cm, 18 muestras). (Ver anexo 5).

El bosque subandino está subrepresentado con excepción de Urticales y Bignoniáceae

que alcanzan valores entre 4-5%. El bosque Andino está bien representado y corresponde

aproximadamente al 50% del polen identificado. Aquí son importantes: Quercus (35%),

Cyatheaceae (10%), Weinmannia (7%), Alnus, Miconia, Myrsine y Hedyosmum (6%).

Podocarpus (5%) y Morella (3%) tienen baja representación pero es continua.

Para el caso de la comunidad paramuna, las Poaceae son las hierbas dominantes (60%),

seguido de Asteraceae (16%), Lycopodium tipo foveolado y Acaena (9%). Otros taxa

como Ericaceae y Polypodium tienen una representación menor al 5%. La comunidad

acuática está dominada por Isoetes (90%), con excepción del inicio de las subzonas 1A y

1C en que tiene valores tan bajos como (25%) y, en menor grado por Cyperaceae que

oscilan entre 5 y 72%. Es importante resaltar que Isoetes y Cyperaceae, muestran un

comportamiento antagónico; es decir, los valores máximos de uno corresponden a valores

mínimos del otro.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

150,

96

159,

11

167,

25

175,

28

183,

16

190,

88

199,

25

207,

45

215,

48

223,

48

231,

62

239,

77

247,

91

255,

89

263,

89

272,

18

279,

90

287,

90

295,

78

Fe

(cp

s)

Profundidad (mm)

Volúmen de Fe



34

Otros taxones: En la subzona 1A, las fungiesporas alcanzan un 100% y casi desaparecen

en las subzonas 1B y 1C. El grupo de algas Scenedesmus, Botryococcus, Pediastrum y

Spirogyra tienen una representación de 30%, 12%, 8% y 30% respectivamente. Por su

parte Pteridophyta oscila entre 6-14%.

A lo largo de todo el segmento se detectan fragmentos de carbón vegetal, con un máximo

entre los centímetros 268-248, que corresponde a la subzona 1B.

5.4.2. Zona 2A (215–201cm; 15 muestras). (Ver anexo 5)

Los elementos del bosque tienen una representación del 45-50%: Quercus tiene su

máxima proporción hacia el final de la subzona (24%), Cyatheaceae (6-12%);

Podocarpus, Weinmannia, Alnus y Hedyosmum (4-7%). Otros elementos importantes de

la comunidad de bosque se encuentran en menos del 4% (ver anexo 4).

El páramo está representado por Poaceae con un pico máximo del 62% y un mínimo de

27% antes de la transición con la zona 2B. Las Asteraceae tuvieron dos picos máximos

cercanos al 14% y un mínimo de 7%. Lycopodium tipo foveolado, L. clavatum, Acaena y

Ericaceae, tienen porcentajes máximos de 6%,5%, 4% y 4%, respectivamente.

Entre las plantas acuáticas, Isoetes es dominante con una representación que oscila entre

60%-95%; Cyperaceae, tuvo una representación máxima de 38% y mínima de 2% con

tendencia de incremento progresivo hacia el techo.

Otros taxa: Scenedesmus alcanza un 10% y Pteridophyta menos de 5%. Adicionalmente

se observa que el carbón vegetal alcanza un 110%, con tendencia ascendente hacia el

techo de la zona.

5.4.2.1. Zona 2B (201–182cm; 36 muestras). (Ver anexo 5)

Las especies de bosque, particularmente del Subandino aparece el grupo de Bignoniácea

con (3%), en el Andino se establece Quercus (21%), Cyatheaceae (11%), Podocarpus (9-

16%), Alnus y Hedyosmun (5%).

La comunidad de páramo está bien representada por Poaceae con un pico máximo de

55% y mínimo de 24%, Asteraceae se encuentran entre 4 y 16%, seguidas por Valeriana,

Acaena, Caryophillaceae y Lycopodium tipo foveolado, todas con 5%. En general, las

especies de páramo representaron el sitio y el momento con un máximo del 42% y

mínimo del 37%.

En las especies acuáticas, sigue dominando Isoetes (96%), Cyperaceae aún con un

mínimo de 4% en la base y se estabiliza el resto de la subzona entre 20 y 30%, las

Apiaceae están con un 5%.



35

Otros taxa: del grupo de algas están en 10%, el Scenedesmus desaparece y las

Pteridophyta incrementan a 14%. Adicionalmente se observa en el carbón vegetal dos

picos, uno alcanza un 350% y su máximo se ubica en 800%, siendo el más alto alcanzado

por estos fragmentos, después de éste, el carbón no vuelve a aparecer.

5.4.2.2. Zona 2C (182–163cm; 19 muestras) (Ver anexo 5).

Aquí, se presenta el inicio de cambios graduales en los porcentajes de abundancia de

polen para los diferentes tipos de vegetación que se muestran. En el caso del bosque

subandino, el grupo de Urticales y Pilea tienen un máximo de 5%, en el bosque andino se

tiene: Podocarpus (18-25%), Quercus (5-12%), Morela sp., Juglans y Cyatheacea con un

máximo del (10%), Weinmannia (7%) y algunos taxa de Rosaceae con un 5%.

En el páramo, se observa el descenso de Poaceae ubicándose entre (25-35%), Asteracea

(8-9%), Lycopodium tipo foveolado (7%), Valeriana (5%), Acaena (≤ 4%). Las especies

acuáticas tienen Isoetes entre (41-65%), Cyperaceae con un importante cambio, se

muestra entre (34-60%). Finalmente, entre otros taxa se encuentran las algas y

Pteridophytas con un 10%.

En general, la suma muestra que las especies someras empiezan a ganarle terreno a las

sumergidas y a su vez el páramo les cede espacio a taxones de los bosques Subandino y

Andino.

5.4.3. Zona 3 (163–150cm; 23 muestras). (Ver anexo 5)

El comportamiento que muestra el polen de esta zona, confirma la tendencia que inicia en

la subzona 2C, aquí, las especies de bosque Subandino se incrementan en sus

porcentajes de participación, las del grupo Urticales se ubican en un 8% y Pilea en 10%.

En el bosque Andino se tiene: Podocarpus (96%), Quercus (25%), Morela sp. (15%),

Weinmannia (10%), Myrsine (7%) y Cyatheaceae desciende a (5%). Otros elementos

característicos de este ecosistema y con representaciones menores del 5% se pueden ver

en el anexo 4.

Las especies de páramo casi desaparecen, las Poaceae se ubican entre (24-16%),

Asteraceae, Rumex?, Lycopodium tipo foveolado y L. clavatum se presentan con menos

del 5%. Los elementos del grupo de acuáticas son la gran sorpresa con un cambio

marcado: Isoetes entre (4-5%), Cyperaceae con un (100%). Entre otros taxones, las

fungiesporas aparecen y se establecen entre (52-255%), las Pteridophytas y algas están

en (16%) y (20%) respectivamente.

En resumen de esta zona 3, el páramo casi desaparece, el bosque Andino domina con un

90% y el Subandino se establece con un 16%.



36

Figura 17. Resultados de cronología, estratigrafía, suma de grupos ecológicos y coniss que

entrega el palinograma.

5.5. RECONSTRUCCIÓN DEL CLIMA AMBIENTE Y VEGETACIÓN

De acuerdo con las observaciones de campo, la batimetría y las geoformas suaves

reportadas por Arias., 1996, se infiere que esta cuenca tuvo un origen glaciar. El piso de

la cuenca en el fondo es de un valle en U; sin embargo, se detecta en la parte central de

la laguna un pequeño valle en V, evidencia de que una corriente de agua ha circulado por

allí desde el deshielo. (ver figura 4).



37

Todas las gráficas pertinentes a este tema y necesarias para la discusión se encuentran

en el anexo 5. De acuerdo con la estratigrafía, cronología, espectro polínico, geoquímica

y LOI, se hace la siguiente reconstrucción:

5.5.1. ZONA1 (probablemente entre 34.875 cal yr BP y la discordancia) (300 a 215

cm).

Este periodo corresponde a una fase húmeda con algunos pulsos secos y una

temperatura similar a la actual (en la laguna ~ 8.5ºC). Esto está soportado por lo

siguiente: el sedimento dominante es limo arcilloso que puede indicar la presencia de un

cuerpo de agua. La profundidad de este sistema fue variable pero con tendencia a ser

somero, como lo explica la presencia continua de Isoëtes que requieren aguas claras y

Cyperaceae en las zonas más terrizadas. La presunción anterior la soporta la alta

concentración de Ti y de Fe (figuras 15 y 16) así como altos contenido de minerales

mostrados por LOI (figura 14).

Los pulsos secos y en particular el de la base de la zona se relacionan directamente con

la abundancia de Cyperaceae y fungiesporas y con las variaciones menores detectadas

en la litología.

5.5.2. ZONA2 (entre la discordancia y ~12646 cal yr BP) (215 a 164 cm)

Para este periodo se presume condiciones frías y húmedas en casi todo el periodo

(subzonas 2A y 2B), iniciando con un pulso seco y otro que inicia en la base de la

subzona 2C; tal periodo seco persiste hasta el final de la zona, cuya temperatura es

similar a la actual (~ 8.5ºC). Esta presunción la apoyan los resultados de la litología que

indica sedimentación de limos con menos minerales y la incorporación de materia

orgánica que es indicadora de mayor estabilidad en la cuenca;así mismo, el cuerpo de

agua fue estable con una gran riqueza de plantas como Isöetes, sin embargo, la

presencia de Poaceaes y Pteridophytas dan muestra de áreas más terrizadas y

pantanosas.

Las altas concentraciones de Fe y Ti en la mayor parte de la zona y la dominancia de

materiales minerales que indica el LOI (figura 14) refuerzan las condiciones húmedas del

sitio en esta época. Los pulsos secos señalados en las bases de la zona y subzona 2C

son claramente marcados por el descenso en la precipitación e incremento de M.O en el

LOI (ver figuras 14, 15 y 16), adicional al máximo pico en fragmentos de carbón vegetal

que se presentan entre el primer y segundo pulso seco (~ 200 y 195 cm con una edad

15556 a 15152 cal yr BP).



38

5.5.3. ZONA3 (~12646 cal yr BP y 11092 cal yr BP) (164 a 150 cm)

Aquí, es bastante claro que se presentan condiciones cálidas y secas, cuyas

temperaturas pueden ser superiores a las actuales en aproximadamente 4.5ºC. Estas

condiciones son soportadas por el fuerte descenso de la vegetación de páramo y la

desaparición de Isoëtes, indicando que el cuerpo de agua se secó y los elementos de

bosque andino crecen en los alrededores de la laguna. A esto se suma que el suelo es

dominado por turba, cuya formación puede ser consecuencia del arrastre de material

vegetal que puede crecer in situ o en áreas cercanas; a su vez se crean condiciones

ideales para el establecimiento de la comunidad de hongos, Pteridophytas y taxones de

Cyperaceae. Los valores de Fe y Ti caen con fuerza, siendo esta la mayor caída de las

tres zonas. Finalmente, el LOI tiene su primer gran incremento (ver figuras 14,15 y 16).

En síntesis, una reconstrucción del paisaje de la laguna El Morro desde el periodo

Pleniglacial, donde dominó la vegetación de páramo, pasando por el Tardiglacial cuyas

condiciones climáticas permitieron el ascenso del bosque al propio borde de la laguna,

hasta llegar al paisaje actual donde ésta se establece con un efecto paramización o

parcheo, se puede ver en la figura 18.



39

Figura 18. Reconstrucción del paisaje de la laguna El Morro desde el Pleniglacial hasta su composición actual.



40

6. DISCUSIÓN

Las condiciones de ausencia de oxígeno en los cuerpos lagunares paramunos favorecen

la conservación de materia orgánica, calcárea y abundantes microfósiles; lo que nos ha

permitido tener un acercamiento a la reconstrucción del clima del pasado y la variabilidad

ambiental a la que ha sido sometida la laguna El Morro (fig. 17); sin embargo, esta

reconstrucción no es fiel a cada evento y momento, dadas las particularidades de

depositación que puede tener cada sitio específico. Particularmente nuestro sitio de

estudio entregó información desde final del periodo Pleniglacial, pasando por el final de la

última glaciación y la transición al Holoceno; pero un importante hiato sedimentario está

presente en el registro.

Como se mencionó, infortunadamente para la continuidad de los registros y

reconstrucción fiel del clima y cambios en la vegetación, el núcleo de sedimentos

estudiado presentó una discordancia entre los centímetros 213-215 (Tablas 1 y 2),

señalando una pérdida importante de información justo alrededor del máximo glacial

(LGM). Sin embargo, es de anotar, que ésta no es una situación nueva, pues diferentes

estudios paleoclimáticos de Colombia, como es el caso de los primeros registros de la

Sabana de Bogotá, mostraron un problema similar. Fue allí donde por primera vez se

habló de cambios en el clima y vegetación durante el Pleistoceno superior y Holoceno de

Colombia. En aquel trabajo se reportó a 250cm de profundidad una edad de 7010 +/- 400

yr BP y a 340cm 21900 +/- 600 yr BP. Es evidente que en una depositación de tan sólo

90cm de sedimentos lacustres andinos, no puede haber 14890 años; sin embargo como

un error de interpretación para estos primeros estudios se asumió una tasa de

sedimentación homogénea y se realizaron inferencias con base en ella. Parece que la

parte faltante en nuestro registro correlaciona con la misma época de la investigación

mencionada. (Van der Hammen., y González., 1963).

La discordancia que tenemos en el núcleo (215-213 cm) y la inversión de tres dataciones

AMS en el segmento 300-215 cm, hace difícil cualquier interpretación de esta zona; no

obstante una línea de tendencia entre todas las dataciones muestra que la edad de 34875

cal yr BP (ver tabla 2) en el centímetro 300 podría ser la más acertada para la base del

núcleo y la de 19552 cal yr BP para el 215cm, donde se inicia la discordancia. Lo anterior

nos lleva a que la discusión de la zona 1 se analice como un todo y no por subzonas.

6.1. ZONA 1 (300-215cm; ~ 23639 a 16768 Cal yr B.P.) (ver Anexo 5)

Según los resultados estratigráficos, el material que dominó esta zona fueron elementos

inorgánicos, con algunas interrupciones o bandeo de material un poco más orgánico,

hasta aproximadamente la mitad del núcleo (237-233cm), donde se encontraron huellas

de un paleoesuelo con edad aproximada de 18547-18223 cal yr BP. Esta tendencia de



41

dominancia mineral sobre lo orgánico es muestra que la laguna tuvo una dinámica alta de

energía durante largos periodos de tiempo y ello correlaciona muy bien con los resultados

del LOI (figura 13), donde es clara la disminución del material orgánico.

En nuestro registro, las concentraciones de Fe y Ti indican periodos ascendentes de

pluviosidad (figura 15), generando arrastre de materiales entre los que se encuentran

capas arcillosas que pueden ser indicadoras de bases erosivas y sitio de almacenamiento

de estos metales, (Niemann., et al 2009). Interpretaciones similares de alta precipitación

por altos valores de Ti son reportados en sitios como la Laguna Rabadilla de Vaca en

Ecuador (Niemann., et al 2009), cuenca de Cariaco en Venezuela (Haug, G., 2001) y

páramo de Frontino (Muñoz., 2012). Las condiciones de alta humedad, particularmente en

la subzona 1B, también son corroboradas por la presencia de grandes cantidades de

esporas de Isoetes. Parece que el área estuvo cubierta de charcas poco profundas y

claras; que permitieron el crecimiento de grandes poblaciones de estas plantas.

El punto de máximo enfriamiento en nuestro registro se ubica aproximadamente entre

228-235cm de profundidad, lo cual probablemente equivale al máximo enfriamiento

registrado en Fúquene entre 21000-19.500 Cal yr BP (Bogotá., et al, 2011). Esta

imprecisión es generada por los problemas de cronología en este segmento. Otro aspecto

a resaltar es que el periodo más frío en Fúquene fue seco, pero el periodo más frío en

nuestro registro fue húmedo. En cualquier caso la causa principal de estos cambios de

humedad está relacionada con la posición de la Zona de Convergencia Intertropical

(ZCIT).

La proporción de polen actual entre páramo y bosque, en el sitio de estudio, es alrededor

de 43% a 57% (Castañeda., en preparación). De acuerdo con Hooghiemstra, 1984, la

línea del bosque sube o baja 100m por cada 0.6°C de cambio en la temperatura; hoy en

día esta variable en el sitio de perforación es aproximadamente de 9° (3256msnm). En

Belmira la línea actual del bosque se localiza a 3200m pero desde allí hasta el sitio de

perforación hay una mezcla con la vegetación paramuna, generando un paisaje de

parches o relictos (ver Figura 2).

Teniendo en cuenta estas observaciones se estima que la temperatura media a comienzo

de nuestro registro estuvo 1.2°C más baja que la actual y en el punto de mínima

temperatura (LGM) es aproximadamente 4.8°C por debajo.

Otro punto de interés en esta zona corresponde a los elevados registros de fragmentos de

carbón que se ubican en una fase relativamente cálida y húmeda, implicando que

probablemente se trató de un periodo muy estacional en el que las fases secas

produjeron incendios, éste momento se estima en 1.2°C más cálido que la actual.



42

6.2. ZONA 2 (215-164cm; ~16768 a 12646 Cal yr BP) (ver Anexo 5)

Esta zona estuvo dominada por condiciones frías y húmedas, con algunos periodos más

cálidos y secos, con temperaturas aproximadas de 3.0ºC más bajas que las actuales,

donde la vegetación de páramo fue la más importante y rica en taxa como Poaceae,

Asteraceae, Lycopodium tipo foveolado, Acaena y Valeriana. En general esta zona de

acuerdo a las plantas acuáticas fue húmeda, con algunos pulsos secos especialmente al

final de la misma, en los cuales las poblaciones de Cyperaceae dominaron sobre las de

Isoetes. De manera similar, la composición de la vegetación típica de bosque empieza a

cambiar con incremento en taxones como Morella, Podocarpus, y Weinmannia; Quercus,

Hedyosmun y Alnus por el contrario tuvieron tendencias al descenso.

De acuerdo a las divisiones de vegetación hechas por Van der Hammen., & Cramer.,

(1973), el Tardiglacial tuvo unas fases frías llamadas estadiales y otras más cálidas

llamadas interestadiales. Los estadiales fueron llamados La Ciega (~16200 y 14600 cal yr

BP) y Younger Dryas (~13450 y 11900 cal yr BP) y los interestadiales fueron nominados

Susacá (~17300 y 16200 cal yr BP) y Guantiva (~14600 y 13450 cal yr BP). Los dos

primeros corresponden en nuestro registro a los intervalos 208-188cm (~16203-14587 cal

yr BP) y 174-157cm de profundidad (~13454-11885 cal yr BP); y los otros dos a los

intervalos comprendidos entre 222-208cm (~17334-16203 cal yr BP) y 188-175cm de

profundidad (~14586-13535 cal yr BP). Es de resaltar que los interestadiales tuvieron

tendencias a ser más secos.

Los materiales limosos dominantes en esta zona indican periodos de ambientes lacustres

de energía moderada; sin embargo a este limo se le ha incorporando materia orgánica

transportada específicamente en la subzona 2B, que corresponde al periodo donde

Isoëtes alcanza la máxima frecuencia de todo el registro. Concurrente con estos

materiales depositados, el LOI muestra para esta zona valores variables pero con

mayores proporciones de materia orgánica comparada con la tendencia de la zona 1,

especialmente en las fases más cálidas. Las inferencias señaladas en esta zona

coinciden con los resultados de otros estudios (Velásquez., & Hooghiemstra., 2012)

realizados en la Cordillera Occidental colombiana que indican que para el periodo

Tardiglacial, las condiciones climáticas fueron principalmente frías y húmedas. Un

Tardiglacial húmedo con algunas fases más secas es también corroborado por los

registros variables de Ti (ver figura 15); de tal suerte que las fases más húmedas

correspondieron a registros altos de este proxy.

Para las condiciones climáticas que dominaron en esta zona, es importante mencionar

que entre las subzonas 2A y 2B hubo alta frecuencia de fragmentos de carbón vegetal

que coincide con un claro cambio litológico (figura 17), especialmente hacia el final del

estadial La Ciega (frío y húmedo), cuando se presentó un evento seco.



43

6.3. ZONA 3 (164-150cm; ~12646 a 11092 Cal yr BP) (ver Anexo 5)

Los resultados que entrega la reconstrucción ambiental palinológica son muy

contrastantes con los periodos anteriores; aquí, las condiciones climáticas reinantes

fueron muy cálidas y secas. Hubo una casi ausencia en el registro de hierbas y arbustos

de páramo (10-15%) y un fuerte incremento de la representación de bosque (85-90%). En

el bosque subandino fueron muy importantes Urticales y Pilea, y en el bosque andino taxa

tan importantes como Quercus, Podocarpus, Weinmannia, Morella sp, Myrsine, Miconia,

Hedyosmun y Cyatheaceae son todas indicadoras del clima cálido del momento. De este

modo, la zona 3 marca la transición Tardiglacial al Holoceno, donde según Franck., &

Kaiser., 2009 las condiciones de máximo calentamiento se dieron en el Holoceno

temprano (~12-9 kyr BP), seguido de un descenso gradual hacia las condiciones actuales

del Holoceno tardío, igual que lo reportado en el páramo de Frontino (Velásquez, C., &

Hooghiemstra, H., 2012).

Consecuente con estas inferencias las concentraciones de Fe y Ti (figuras 14 y 15)

experimentan el máximo descenso de todo el registro implicando condiciones secas; aquí,

se estima que para este periodo las temperaturas fueron de ~4.5ºC mayores a las

actuales y ~7.8°C más altas que la mínima registrada en este núcleo.

Los elementos de bosque dominaron el sitio con un 90% de participación, condición que

sólo se presenta en sitios cubiertos por bosque, como lo registrado en el mismo páramo

de Belmira Vergara., 2009. Así mismo, otros estudios como los de Grabandt., 1985 &

Velásquez et al, (1999) corroboran este resultado. Esto parece indicar que para ese

periodo el bosque llegó justo a la orilla de la ciénaga El Morro y toda el área del páramo

de Belmira estuvo cubierta de bosque con algunos relictos de páramo.

Los resultados de LOI para esta zona (fig. 13) mostraron un fuerte incremento en el

contenido de materia orgánica consistente con las condiciones de turba del sedimento, es

decir, con elevados volúmenes de materia orgánica en descomposición. Según esto, sería

de esperarse que por las elevadas temperaturas los fragmentos de carbón vegetal fuesen

abundantes, pero contrario a ello, desaparecen. Se podría pensar que razón de ello es

que los periodos dejan de ser tan estacionales.

En Colombia, condiciones secas e incremento de temperatura en el Holoceno temprano

es igualmente registrado en el páramo de Frontino (Velásquez., & Hooghiemstra., 2012) y

Fúquene (Bogotá., et al, 2011), sin embargo en los resultados reportados para los núcleos

de sedimentos lacustres de la Laguna Anteojos y los marinos de la cuenca de Cariaco en

Venezuela, (Stansell., et al 2010 y Hauh., 2001) indican que este periodo fue igualmente

cálido pero húmedo, mostrando una fuerte asimetría climática, esta situación puede ser

explicada por variaciones en la posición de la ZCIT. Esta asimetría climática también fue

encontrada en el páramo de Frontino por los mismos investigadores.



44

Es importante resaltar que el inicio de este periodo cálido en Frontino y Belmira es a los

12000 cal yr BP igual que en la laguna de Anteojos, (Venezuela) (Rull., 2005) lo que hace

pensar que este calentamiento se inició en el trópico y se propagó hacia los hemisferios.



45

7. CONCLUSIONES

De estudios previos (Arias., 1996) es conocido que el páramo tiene modelado de glaciar

(de la antepenúltima glaciación), sin embrago, la batimetría de nuestro estudio muestra

que desde tiempos remotos (LGM) una corriente de agua (paleocanal) ha permanecido

hasta hoy, conservándose, la formación de valles en U.

El periodo comprendido entre 34875 cal yr BP y la discordancia, se estima que abarca

parte del periodo Pleniglacial. Condiciones frías y húmedas con algunos pulsos secos

fueron la característica climática dominante. La cuenca estuvo conformada por charcas

poco profundas de aguas claras, y gran cantidad Isoëtes creciendo en el fondo de las

mismas. La vegetación de páramo dominó en los alrededores, pero en algunos puntos

tuvo similitud con el paisaje actual.

El núcleo de sedimentos en su parte media presentó una discordancia que implicó pérdida

de información justo alrededor del máximo glacial; no obstante la temperatura mínima

calculada coincide con la mínima registrada en otros estudios de Colombia.

El clima que dominó entre ~17000-12000 Cal yr BP (zona 2) tuvo condiciones frías y

húmedas, con temperaturas que oscilaron entre 1-3ºC más bajas que las actuales. Hubo

una tendencia progresiva a hacerse más cálido y seco hacia el inicio del Holoceno. Las

condiciones de alta humedad fueron soportadas por las altas concentraciones de Ti en

este segmento. Los pulsos cálidos (Interestadiales) y los pulsos fríos (estadiales)

registrados en este periodo, son los mismos registrados en otros sitios del país y el

mundo.

El periodo 12000-11092 cal yr BP) marca el inicio del Holoceno y hubo cambios drásticos

en el clima y vegetación. La laguna, hasta su propio borde estuvo completamente rodeada

de bosque andino y el páramo quedó restringido a pequeños refugios en las partes más

altas de este macizo montañoso. La temperatura se estimó en 4.5ºC mayor que la actual

y 7.8°C más alta que la mínima registrada alrededor de 20.000-22.000 Cal yr BP (por

cada 100 de ascenso la temperatura sube 0.6ºC). Las variaciones de humedad también

son corroboradas por los registros de Hierro y Titanio.

En este periodo, el bosque dominado anteriormente por Quercus, Cyatheaceae y

Podocarpus; pasó a ser dominado por Quercus, Podocarpus, Morella, Weinmannia y

Myrsine. Las hierbas y arbustos de páramo casi desaparecieron y el cuerpo lagunar se

llenó de Cyperaceae. Esto indica que las charcas de aguas claras desaparecieron.

Desde el Holoceno temprano hasta el presente, se dio un proceso lento de paramización

hasta llegar al paisaje mixto de bosque y páramo que observamos.



46

Las condiciones de humedad registradas en Belmira (igual Frontino y La Cocha) durante

el Tardiglacial y el Holoceno Temprano están en antifase, respecto a lo detectado en la

laguna de Anteojos y la cuenca de Cariaco en Venezuela, condición que puede ser

explicada por cambios en la posición e intensidad de la ZCIT.

El inicio del calentamiento Holocénico para los páramos de Belmira y Frontino se registró

alrededor de 12000 cal yr BP, igual que en la laguna Anteojos en Venezuela y 11700 cal

yr BP en muchos sitios del Atlántico norte. Esto hace pensar que dicho calentamiento

pudo originarse en el trópico y propagarse luego hacia dicho hemisferio.

Los cinco proxys diferentes (Estratigráfia, Palinología, Geoquimica, LOI y cronología AMS)

correlacionan bien con los resultados y le dan fortaleza a las conclusiones arriba

mencionadas.

La reconstrucción climática y de vegetación, muestran que la tendencia general de

cambio siguen el ciclo de precesión solar con un mínimo de insolación hace ~20000 años

y un máximo en el Holoceno temprano; sin embargo, hay variaciones menores al interior

(estadiales /interestadiales) que aparentan ser cíclicas y se relacionan más con las

variaciones de la ZCIT.

8. RECOMENDACIONES

Entre los centímetros 300 y 215 del núcleo de sedimentos, es posible que se alberge toda la información del final del Pleniglacial. Es necesario estudiar con mayor resolución la palinología de este segmento y aumentar el número de dataciones del mismo.

Se requiere cambiar el método de datación de 14C por AMS, por otro que resuelva las inversiones detectadas en este estudio.

Completar los estudios de lluvia polínica que se hacen actualmente en la laguna y el páramo (Tesis Ivonne Castañeda), con otros de los parches de bosque que allí existen y con ello actualizar la información de la flora actual del sitio de estudio.

Hacer un estudio paleoecológico en un sector más bajo, que no haya estado bajo la influencia del hielo; con el fin de recuperar la información que está perdida en el Hiato detectado en nuestro registro.



47

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52

ANEXOS ANEXO 1 Este anexo contiene la base de datos del conteo de lluvia polínica de 12335 palinomorfos obtenidos del musgo colectado en la Laguna Sabanas, y que se utilizó para realizar las simulaciones usando el paquete estadístico R versión 2.3.7.1. (Archivo adjunto en una hoja de cálculo de Excel).

ANEXO 2 Este anexo contiene la base de datos de los pesos secos, de incineración y del crisol dónde se pesó cada muestra de 1cm3 de sedimento del núcleo. Además de los valores obtenidos de LOI luego de hacer el cálculo. (Archivo adjunto en una hoja de cálculo de Excel).

ANEXO 3 Este anexo contiene todos los conteos por segundo (cps) realizados a cada cm3 de sedimento analizado. Se realizaron 20 conteos por centímetro. (Archivo adjunto en una hoja de cálculo de Excel). ANEXO 4 Página siguiente. ANEXO 5 Este anexo es un archivo de Word adjunto donde se encuentran las imágenes del palinograma, para el correcto análisis y comprensión de los capítulos reconstrucción del clima ambiente y vegetación, discusión y conclusiones.



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Tabla Anexo 4. Información porcentual de los taxa con representaciones inferiores al 5%.

ECOSISTEMA/ GRUPO

TAXÓN PLENIGLACIAL

(%) TARDIGLACIAL

(%) HOLOCENO

(%)

Bosque

Subandino

Alchornea 0.1 0.1 2

Acalypha 1 0.1 0.1

Amarantaceae 1 0.3 4

Ulmaceae 0.1 0 0.1

Fabaceae 10 0 0

Bosque Andino

Euphorbiaceae 1 0.5 4

Rosaceae 4 5 0.1

Melastomataceae 2 2 2

cf Clusia 2 1 2

Solanaceae 2 2 2

Rubiaceae 8 5 4

Vallea Stipularis 1 0.5 1

Juglans 1 10 0.5

Hesperomeles 6 4 0

Myrtaceae 0 0.1 0.1

Prunus 10 0 0

Dalea 0.1 0.1 0

Eugenia 0 0.1 0

Monina 0.2 0 0

Páramo

Ambrosia 1 4 0.1

Cariophylaceae 0 5 0

Hypericum 0.1 0.1 0.1

Rumex 0 0 9

Paepalantus 1 0.5 1

Gentianaceae 0.2 0.2 1

Arcytophillum 1 0.1 0.1

Polypodium 5 1 1

Puya 0.3 0.5 0.5

Scrophulariaceae 1 0 0

Somera

Ranunculus 6 1 0

Sysirinchium 1.5 0 0

Lachemilla 6 0 0

Pteridophytas

Monolete verrugado

0 2 3

Lophosoria 0.3 1 0

Algas

Coleastrum microporum

3 4 6

Spirogyra 30 0 3

Mougeotia 2 1.5 0

Pediastrum 10 0 0

Musgos Briophyta 4 3 2

Sphagnum 1 0 1

Testaceae Testaceae 14 1 0

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