Evidencias pasadas de cambios abruptos de la vegetación y del clima en el norte de Suramérica

Transcripción

1 Evidencias pasadas de cambios abruptos de la vegetación y del clima en el norte de Suramérica Catalina González, PhD. Universidad de los Andes, Bogotá Simposio Internacional: Ecosistemas y Cambio Climático Medellín, Mayo 1920 de 2010

2 Importancia de la vegetación en los estudios climáticos Vegetación Clima La distribución de las plantas está fuertemente controlada por el clima: distribución composición estructura función Cambios en los ecosistemas pueden alterar los flujos de energía, el ciclo hidrológico y los ciclos biogeoquímicos: albedo rugosidad de la superficie fisiología estomática área foliar 2

3 Cambio inicial aumento de la precipitación Precipitación adicional siglos milenios Aumenta la transpiración de vapor de agua El bosque reemplaza a las praderas Investigación paleoecológica! 3

4 Sin embargo el último informe del IPCC ha subrayado el nivel de comprensión muy bajo acerca de la influencia de la vegetación sobre el clima del último período glaciar (Jansen et al. 2007). para proyectar los cambios climáticos futuros de manera confiable es necesario implementar, mejorar y confrontar información sobre la historia de la vegetación 4

5 Cambios de temperatura en diferentes escalas de tiempo Bradley (Ed), 1991

6 Durante el último glacial el clima de la Tierra cambió repetida y abruptamente en tan solo unas décadas Oscilaciones DansgaardOeschger (DO) Eventos Heinrich (H1, H2, H6) Calentamiento abrupto en Groenlandia (510 C) y enfriamiento gradual Casi regularmente ~1500 yr Depósitos of detritos transportados por icebergs Fase más fría de varios estadiales Espaciamiento variable (~7ka) GISP2 H1 H2 H3 H4 H5 H5a H6 6

7 Algunos modelos y registros paleoclimáticos sugieren un acople muy íntimo entre los cambios climáticos abruptos en altas y bajas latitudes Altas latitudes cambios en temperatura ZCIT Monzones Bajas latitudes cambios en precipitación Nivel del mar? 8

8 Contenido Importancia de los estudios de vegetación en la investigación paleoclimática Variabilidad climática a escalas de milenios en América tropical Variabilidad de la vegetación durante DO y HE s en el norte de Suramérica Evidencia de cambios del nivel del mar durante HE s

9 Evidencia de DO o HE s Cuenca de Cariaco en Sur y Centroamérica Variabilidad DO Reconstrucción de la vegetación: Biomarcadores Younger Dryas Lake Tulane 50 años de desfase Condiciones secas coinciden con los estadiales Cariaco fríosbasin (Peterson et al. 2000; Hughen et al. 2004; Drenzeck, 2007) NE Brasil Variabilidad Heinrich Reconstrucción de la vegetación: Polen y esporas (influx); δ 13 C, δ 15 N Los últimos 50 ka años de desfase Condiciones húmedas coinciden con estadiales fríos (Arz et al. 1998; Behling et al. 2000; Jennerjahn et al. 2004) Northeste Brasil 10

10 Evidencia de DO y HE s en América tropical ZCIT (verano) ZCIT (verano) ZCIT (invierno) ZCIT (invierno) 11

11 Qué tan sensible es la vegetación del norte de Suramérica a los cambios climáticos abruptos? 1. Tipos de respuesta a diferentes tipos de cambios en el clima (DO vs. HE s) 2. Qué tipos de vegetación fueron más sensibles a los cambios climáticos abruptos? 3. Qué tan rápido cambió la vegetación? 4. Qué mecanismos climáticos están involucrados? 12

12 La cuenca de Cariaco La cuenca anóxica más grande (sedimentos laminados) Altas tasas de sedimentación (ca. 40 cm/kyr) MD Migración estacional de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) Calypso core MD Profundidad: 877 m Longitud del core: 48,7 m 15

13 Precipitación promedia anual (mm/yr) Distribución vegetación actual (Instituto Geográfico de Venezuela; Huber & Alarcón 1998) 16

14 ZCIT ZCIT Verano Boreal (JunioAgosto) ZCIT encima de Cariaco Vientos alisios débiles Baja productividad marina Alta precipitación y escorrentía Lámina oscura (altos cont. Ti) Invierno Boreal (DiciembreFebrero) ZCIT al sur Vientos alisios fuertes Fuerte surgencia, alta productividad marina Condiciones secas Lámina clara (diatomeas) 17

15 Contenido Importancia de los estudios de vegetación en la investigación paleoclimática Variabilidad climática a escalas de milenios en América tropical Variabilidad de la vegetación durante DO y HE s en el norte de Suramérica Evidencia de cambios del nivel del mar durante HE s

16

17 Edad (ka) 26 ZTIC S N Reflectancia L* Transporte ríos Concentración polen Humedad orográfica Humedad Tierras bajas Sequía Bosque nublado Bosque húmedo Sabana & matorral Influencia marina & sequía Marismas % % % % (granos/cm 3 ) x 1000 Gonzalez et al

18 Interestadiales (cálido) Edad (ka) 26 S ZCIT N Reflectancia L* Transporte ríos Concentración polen Humedad orográfica Humedad Tierras bajas Sequía Bosque nublado Bosque húmedo Sabana & matorral Influencia marina & sequía Marismas % % % % (grainos/cm 3 ) x 1000 Gonzalez et al

19 Estadiales (frío DO) Age (ka) 26 S ZCIT N Reflectancia L* Transporte ríos Concentración polen Humedad orográfica Humedad Tierras bajas Sequía Bosque nublado Bosque húmedo Sabana & matorral Influencia marina & sequía Marismas % % % % (granos/cm 3 ) x 1000 Gonzalez et al

20 Heinrich (muy frío) Edad (ka) 26 S ZCIT N Reflectance L* Transporte ríos Concentración polen Humedad orográfica Humedad Tierras bajas Sequía Bosque nublado Bosque húmedo Sabana & matorrales Influencia marina & sequía Marismas H H4 H H5a H % % % % (granos/cm 3 ) x 1000 Gonzalez et al

21 Mecanismo Interestadial Cálido Estadial Frio DO Evento Heinrich Muy frío H Concentración de polen Bosque tropical Sabana y matorral Bosque montano Marismas 23

22 Contenido Importancia de los estudios de vegetación en la investigación paleoclimática Variabilidad climática a escalas de milenios en América tropical Variabilidad de la vegetación durante DO y HE s en el norte de Suramérica Evidencia de cambios del nivel del mar durante HE s

23 Área expuesta durante períodos glaciales (100 mbsl) Área inundada por un incremento del nivel del mar de 30 m 26

24 Edad (ka) 26 Reflectancia L* Concentración polen Bosque nublado Bosque húmedo Sabana & matorrales Marismas % % % % (granos/cm 3 ) x

25 Edad (ka) 26 Reflectancia L* Marismas H3 H4 1 Chenopodiaceae 2 Poaceae Gradiente de Salinidad H5 H5a 3 Cyperaceae H6 Rhizophora Selaginella % Cambios del nivel del mar 28

26 Chenopodiaceae (C 4 ) Sea level (m) Arz et al Rohling et al Pioneras (se adaptan a ambientes cambiantes) Marismas bajos Tolerantes a suelos hypersalinos 100 Cambios esperados del nivel del mar Poaceae (C 4 y C 3 ) SL4SL3 SL2 SL1 Sea level (m) Tolerantes a suelos hypersalinos Necesitan condiciones más estables Muy competitivas Poaceae % Cyperaceae (C 3 ) No toleran suelos hypersalinos Marismas altos Necesitan condiciones más estables González et al

27 Conclusiones 1. Tipos de respuesta a diferentes tipos de cambios en el clima (DO vs. HE s) La vegetación del norte de Suramérica es sensible a los cambios climáticos abruptos asociados con los cyclos DO and HEs. Las respuestas fueron diferentes para cada tipo de evento. 2. Qué tipos de vegetación fueron más sensibles a los cambios climáticos abruptos? Las marismas (expansiones de C4, no necesariamente sabanas), Los bosques secos y los bosques nublados 3. Qué tan rápido cambió la vegetación? Décadas 4. Qué mecanismos climáticos están involucrados? a) Cambios hidrológicos asociados con la migración de la ZCIT. b) las condiciones orográficas locales: divergencia durante los intervalos fríos. c) Los cambios en el nivel del mar durante HE s. 30