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XII Congreso Geológico Chileno
Santiago, 22-26 Noviembre, 2009
S10_021
Cambio Climático y Diversidad: El caso de La Formación
Navidad, Mioceno de Chile central
Hinojosa, L.1, 2, Gutiérrez N.1,2
(1) Laboratorio de Paleoecología, Departamento de Ciencias Ecológicas, Facultad de
Ciencias, Universidad de Chile, Las Palmeras 3425, Santiago, Chile.
(2) Instituto Milenio de Ecología y Biodiversidad.
lfhinojosa@uchile.cl
Introducción
Se ha identificado al cambio climático y en especial el calentamiento climático como uno
de los principales determinantes que afectan la diversidad biológica global, tanto actual
como futura [1]. Una aproximación para entender y mejorar nuestras predicciones sobre
el impacto del cambio climático futuro sobre la diversidad biológica se puede encontrar
en el estudio del registro fósil a distintas escalas temporales, toda vez que cambios en las
condiciones climáticas (ya sea de calentamiento o enfriamiento) han ocurrido repetidas
veces en el pasado. Estudios de paleodiversidad en Sudamérica y en Chile son
relativamente escasos. Recientemente, dos importantes estudios paleobotánicos en
tiempos pre-Pleistocénicos evidencian una muy elevada riqueza de especies durante del
Eoceno temprano (~52 Ma.), en Colombia y el sur de Argentina, bajo condiciones de
elevadas temperaturas y precipitaciones asociadas al óptimo climático del Eoceno
temprano [2, 3]. Por otra parte, las estimaciones de estas y otras regiones de bosques del
sur de Sudamérica evidencian una pérdida aproximada del 60% de los géneros forestales
asociadas, probablemente, al evento de enfriamiento del límite Eoceno/Oligoceno, una
consecuencia del comienzo de la glaciación en Antártica [4, 5]. Un segundo óptimo
climático de importancia se registra durante el Mioceno medio, en el cual se estima un
aumento de las temperaturas medias de entre 6-9ºC para Chile central [6, 7, 8]. En esta
misma región la estimación de precipitación anual muestran un acoplamiento con la señal
de temperatura, pero con magnitudes de cambio inferior, evidenciando probablemente
influencia de sombra de lluvias de Los Andes a los vientos del este durante el período[6,
9].
¿Cuál fue el efecto del cambio climático sobre la diversidad vegetal (número de
especies) durante el Mioceno en Chile central? La respuesta de esta pregunta se
responderá cuantificando la riqueza de especies vegetales y clima asociado a dos floras
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fósiles en la Formación Navidad, Mioceno-Plioceno, Chile central (34ºS). De acuerdo a
los antecedentes aportados predecimos que si se registra un aumento en las temperaturas
medias, la riqueza de especie debiese aumentar siguiendo la tendencia. Esta relación
debiese ser modulada por las precipitaciones asociadas al período, las cuales a su vez
estarían determinadas por el alzamiento andino.
Métodos
La Formación Navidad es una sucesión de limos arcillosos principalmente de ambientes
marino de aguas poco profundas, areniscas, arenas, conglomerados [10, 11, 12], descrita
por primera vez por Darwin en 1846 [13]. Encinas y colaboradores[14] proponen una
edad Mioceno superior a Plioceno inferior para la formación, mientras que Gutiérrez y
colaboradores (este congreso), basados en análisis estratigráficos (escala 1:10,000); floras
fósiles, dataciones Sr87/Sr86, proponen una edad de Mioceno inferior para la base, por lo
cual la Formación Navidad abarcaría todo el Mioceno (Fig.1). Se colectaron muestras
paleobotánicas en la base de la formación, en Matanzas (33º56’54.2’’ S; 71º52’01.3’’O) y
el techo de la misma, Cerro Los Pololos (33º55’ 6.5’’S; 71º50’36.6’’O) (Fig.1). En ambas
localidades se realizó un muestreo no sesgado, colectándose material en un área de dos
m2 y repetido tres veces. Las improntas foliares recuperadas fueron asignadas a
morfospecies de acuerdo a sus diferencias morfológicas y ha estudios previos realizados
en el área [15]. La comparación de la diversidad florística entre ambas localidades se
efectuó a través de análisis de acumulación de especies y rarefacción [16]. La
temperatura media anual fue estimada a través de un análisis de margen foliar [6, 17],
para tal efecto se usó un set de datos con localidades actuales de Sudamérica; mientras
que la precipitación a través del análisis del tamaño foliar [18]. Se utilizaron dos modelos
de regresión, el primero corresponde al de Wilf [18] y el segundo al modelo CLAMPSA
[6].
Resultados
El análisis de margen foliar muestra una diferencia positiva en las temperaturas medias
(5.3 ºC, Fig.2), sin embargo, y contrario a lo esperado, el número total de morfoespecies
registrado en Matanzas fue mayor (81/65 Dicotiledóneas) que el obtenido en la localidad
más joven de Cerro Los Pololos (59/53 Dicotiledóneas). Dependiendo del modelo
utilizado, las precipitaciones estimadas no variaron o fueron levemente inferiores (Fig. 2).
El estimador no paramétrico CHAO1 otorga un número de especies esperado de 92±7
para Matanzas y 62±3 para Cerro Los Pololos.
Discusión
Durante el Neógeno, y asociado al óptimo climático del Mioceno medio [8], se ha
descrito la sucesión de dos paleofloras, de Mixtas a Subtropical Neógena [6, 15]. La
diferencia entre estas resulta de la disminución de taxa de Nothofagus y un aumento en
taxa Subtropicales. Esta sucesión es replicada en nuestro estudio, de la misma manera que
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el cambio en las condiciones de temperatura. La disminución de la riqueza de especies
asociado al cambio climático estaría íntimamente ligado al cambio en el régimen de
precipitaciones, con montos menores (post Mioceno medio) y a una disminución del área
en la cual se habría desarrollado la flora Subtropical Neógena. Ambas situaciones estarían
ligadas al alzamiento Andino y al desarrollo de la Diagonal Árida de Sudamérica,
procesos de fines del Mioceno[4, 6, 19].
Referencias
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[7] Hinojosa, L.F. and C. Villagrán,(2005) Did South American Mixed Paleofloras evolve under thermal
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Palaeoclimatology Palaeoecology. vol. 217(1-2), 1-23.
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[17] Wilf, P.,(1997) When are leaves good thermometers? a new case for leaf margin analysis.
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[18] Wilf, P., et al.,(1998) Using fossil leaves as paleoprecipitation indicators: an Eocene example.
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[19] Garzione, C.N.,(2008) Rise of the Andes (vol 320, pg 1304, 2008). Science. vol. 321(5894), 12951295.
Agradecimientos: FONDECYT 1060041/1090339; IMEB P05-002; PFB-23
Figura 1: Columna Estratigráfica de la Formación Navidad. Se destacan edades y la
ubicación de los afloramientos de Matanzas y Cerro Los Pololos.
100
Matanzas:
TMA: 16.1 ºC; PMA: 114.9 cm
Mioceno Superior-Plioceno
[15].
Cº Los Pololos.
60
Cº Los Pololos
TMA: 21.4 ºC; PMA: 90.8 cm
40
20
0
0
100
200
300
400
500
Número de hojas
Figura 2: Comparación de diversidad a
través de curvas de rarefacción, basadas en
el total de hojas, entre las localidades de
Matanzas y Cerro Los Pololos. Se indican
los valores medios estimados de
temperatura media anual (TMA) y de
precipitación anual (PMA).
Mioceno Inferior 22.0 y 23.5 Ma.
Sr87/Sr86. Matanzas
4
Número de Morfoespecies
80