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LOS SEDIMENTOS PARAMUNOS Y LA ESTRATIGRAFÍA DE LA TURBERA LLANO GRANDE, PÁRAMO DE FRONTINO (ANTIOQUIA, COLOMBIA) L. Norberto Parra, J. Orlando Rangel-Ch. & Thomas Van der Hammen RESUMEN La sedimentación en los humedales paramunos tiende a producir materiales orgánicos o minerales, pero no una mezcla equilibrada entre ambos componentes, condición que demuestra el carácter extremo de los procesos sedimentológicos. La turbera de Llano Grande tiene alrededor de 13 metros de sedimentos, siendo dominantes los lodos orgánicos hacia la base y los lodos orgánicos fibrosos hacia el techo. Sólo hacia la base se tienen sedimentos silicoclásticos y en la parte media niveles con diatomitas. Algunos paleosuelos han interrumpido la sedimentación normal y capas de cenizas volcánicas también están presentes en la columna.

del pasado. En la mayoría de los casos, en la columna de los sedimentos de los lagos y lagunas se pueden diferenciar diversas capas que son el objeto de estudio de la litoestratigrafía, pero cuyo potencial para revelar cambios paleoecológicos no ha sido develado completamente.

INTRODUCCIÓN

En los inicios de los estudios del Cuaternario en Europa, algunos conjuntos de capas diagnósticas fueron el punto de partida para establecer los cuatro periodos clásicos, por ejemplo, el Boreal y el Subboreal se reconocieron porque las turbas contenían restos de troncos (Von Post, 1946). El Tardiglacial constaba de tres capas, dos eran arcilla que contenían en su interior restos macroscópicos de una especie Dryas y una tercera un lodo organogénico de lago separando las arcillas conocida como Allerod (Iversen, 1953; De Klerk, 2004). De igual modo algunos contactos internos bien diferenciados en las turberas sirvieron para establecer fases más cortas al interior de los periodos. Sin embargo, y bien pronto con el desarrollo de la palinología, estas divisiones con base en el sedimento y en su contenido de macrorrestos, fueron sustituidas por algún grano de polen diagnóstico y por las zonas de polen como referentes (Von Post, 1946). Con la popularización de la técnica del radiocarbono en la década de 1960, el eje vertical del tiempo paso a ser el referente casi obligado de los estudios del Cuaternario.

Los sedimentos constituyen el archivo histórico de los ecosistemas y es a partir de sus propiedades y de su contenido que se pueden reconstruir los diversos eventos

El empleo de las capas del registro sedimentario de los humedales con miras a reconstruir su historia paleoambiental, es la parte menos empleada en este tipo

ABSTRACT Sedimentation in páramos wetland tends to produce either organic or mineral materials, not a balance mixed of both. The Llano Grande peat bog has about 13 meters of sediments, dominated by organic mud at the bottom and fibrous organic mud at the the top. Siliciclastic sediments are only present at the bottom while diatomite at the middle. Normal sedimentation is interrupted by some paleosoils and layers of volcanic ashes are also present in the column.

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de estudios cuando se compara con los microfósiles; sin embargo, nuevos trabajos apuntan a darle mayor importancia a los estratos y a las facies (Brown et al., 2002; Rubensdotter & Rosqvit, 2003). Desde el inicio de los estudios del Cuaternario de Colombia algunos eventos se han deducido con base en el sedimento; a modo de ejemplo, la separación entre el Tardiglacial y el Holoceno para la Sabana de Bogotá, se halla cerca al límite litológico entre las arcillas de lago (Formación Sabana) y las de inundación (Formación Chía), a través de un hiato sugerido originalmente por González et al. (1965) y ratificado por otros autores como Van der Hammen (1995). A pesar de existir localmente una clara discordancia entre estas dos unidades, los límites cronológicos aún permanecen inciertos. En la actualidad, se dispone de cerca de 84 perforaciones realizadas por encima de la cota 2500 m en el país, pero la información obtenida de las capas del sedimento es muy pobre y no se ha intentado una correlación estratigráfica entre todas estas columnas. En la mayoría de ellas sólo se cuenta con una clasificación gruesa de campo, con excepción del trabajo de Jaramillo (1998), que realizó una estimación visual de los componentes microscópicos mayoritarios. El estudio de los sedimentos depositados en los humedales altoandinos requiere de mayor atención como se deduce de las menciones anteriores, la estratigrafía como herramienta genética se ha empleado poco en las interpretaciones finales. En la actualidad, el sedimento altoandino es mirado como un contenedor que preserva muy bien los restos paleobióticos minimizándose su potencial como indicador en sí mismo de los cambios del ecosistema y la fase abiótica de estos materiales es poco estudiada, incluso, cuando se le compara con las caracterizaciones físicas. Esta situación persiste a pesar de que en la actualidad es bastante común que un mismo sedimento sea estudiado por un equipo interdisciplinario 68

de especialistas pero, la atención se sigue concentrando en componentes individuales del registro, con lo cual las características de conjunto o litoestratigráficas continúan en un segundo plano. 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. 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, ya que al disponer de conocimientos suficientes para realizar esta tarea, 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. Igualmente, algunos rasgos del sedimento lacustre corresponden a señales de mecanismos y procesos, no del lago mismo o de su biota asociada, sino del interior de las cuencas de drenaje, tales como cambios en la denudación, la meteorización y los procesos de transporte (Rubensdotter & Rosqvit, 2003). LOS SEDIMENTOS DE LAGOS Y HUMEDALES Entre las primeras tareas que se debe abordar en toda investigación es disponer de una forma adecuada y universalmente aceptada de nombrar las diferentes cosas que sean


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halladas y esto requiere dejar en forma explícita los conceptos en que se basa tal nominación y la escala de observación. Para el caso de los sedimentos que son recuperados de humedales y lagos, existen a nivel internacional, serias dificultades en aspectos tan elementales como asignarle un nombre a cada tipo de material recuperado (Schnurrenberger et al., 2003). La situación se debe parcialmente al amplio espectro de materiales que se encuentran en estos ambientes y, sobretodo, a su dependencia de la escala de observación, ya que asignarle un nombre a un material basado en la investigación a simple vista o en una lupa es radicalmente diferente de lo que se observa en un microscopio; igualmente, la sedimentología de estos sistemas naturales hídricos ha recibido poca atención. CONCEPTOS FUNDAMENTALES En muchos casos, gran parte de la variación de nombres aplicados a los sedimentos paramunos radica en que los conceptos en que se fundamenta tal denominación no han sido claramente explicados y documentados y, tampoco se ha dejado claro hasta que escala de observación se puede extender su validez. La mayoría de tales conceptos están basados en un conjunto de técnicas que permiten su aplicación y normalmente cada una corresponde a una aproximación diferente al objeto de estudio; las aproximaciones de tipo integral coexisten con aquellas orientadas al estudio de un componente particular. Ciertas técnicas están dirigidas a obtener una lectura integral de alguna variable del sedimento y son las preferidas por la química y la física, ya que todas se basan en parámetros que intentan valorar alguna característica general de la masa del material y para lograr este cometido se han desarrollado procedimientos e instrumentos especializados; se pueden mencionar el magnetismo a lo largo de un núcleo, la termografía, la pirolisis, la geoquímica y la isotopía.

Las técnicas de análisis visual por el contrario han estado más orientadas hacia el estudio de componentes particulares del sedimento, para lo cual han desarrollado desde simples lupas hasta los microscopios electrónicos de barrido, incluyendo una variedad de técnicas modernas de análisis de imágenes por computadora. El tamaño de los objetos y de las estructuras más diminutas que se pueden observar y caracterizar con las visualizaciones modernas abarca hasta unos pocos nanómetros. Los componentes que se pueden estudiar por análisis visual varían mucho debido a que los minerales y los residuos de las taxones, ya sean microorganismos, vegetales o animales que existen en cada bioma son diferentes y también los procesos y agentes de descomposición y de preservación que operan en cada ambiente sedimentario son distintos o se producen a diferentes ritmos en las distintas latitudes. Durante la ejecución de esta investigación se ha constatado que la caracterización visual se puede realizar a tres escalas ampliamente diferentes; la primera o de campo, es aquella que se puede realizar a simple vista, o con la ayuda de una lupa de 20 aumentos. El segundo nivel corresponde a las observaciones realizadas sobre las muestras secas en el laboratorio con ayuda de un estereoscopio y el tercer nivel o escala es el análisis de los componentes realizados con un microscopio óptico de polarización. A pesar de la importancia del análisis visual, ésta es sin duda un área poco explorada del estudio de los sedimentos paramunos en Colombia. La caracterización a simple vista de los sedimentos. Es la más inmediata de las técnicas y también la puerta de entrada a otras más avanzadas. A esta escala de trabajo, los sedimentos exhiben algunas características fundamentales que pueden ser ampliamente utilizadas en su estudio, entre los cuales se 69


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pueden mencionar los tipos de materiales residuales presentes, los cambios de coloración, los cambios texturales y algunos aspectos estructurales o físicos. Algunos de estos detalles, no se pueden obtener por otros medios y su omisión puede ocasionar severos errores de interpretación. La estratigrafía de campo. Para propósitos muy elementales, la columna estratigráfica levantada en el campo y determinada con ayuda de una lupa, puede llegar a ser suficiente, especialmente si los núcleos son recuperados libres de compresión. A este nivel los materiales recuperados de los humedales paramunos parecen bastante simples y se pueden discriminar las diversas capas inorgánicas y en las orgánicas se suelen distinguir los cambios de coloración, de textura y estructura e incluso algunos segmentos dominados por fibras. Este es el nivel de la estratigrafía que se ha practicado en Colombia.

pertinentes; en todos los casos se observan cambios notorios de coloración, e incluso algunos son muy drásticos como pasa con las diatomitas y las cenizas volcánicas que se vuelven blancas o amarillas. Inclusive es posible detectar granos minerales gruesos en los estratos orgánicos o mezclas de materiales distintos. Cuando la muestra ha sido transportada al laboratorio sin perturbaciones físicas como la compactación y el terrón es cortado cuidadosamente a mano es posible observar algunos fenómenos texturales y pedogenéticos. En muchos casos, a pesar de la drástica reducción de tamaño que acompaña al secado, se amplifican los detalles texturales y es posible observar fácilmente las patinas de oxidación leves que yacen enmascaradas en el estado hidratado.

La estratigrafía de laboratorio. Una mejor descripción y caracterización de los tipos de materiales que constituyen los sedimentos paramunos se obtiene con la observación al estéreomicroscopio. En este caso la técnica es bien sencilla ya que basta con tomar un terrón no alterado de la muestra y someterlo a secado (Anexo 2). Durante el proceso de secado cuidadoso, se obtienen notables beneficios, ya que el efecto mimético de la materia orgánica sobre los demás componentes desaparece o se atenúa y se pueden observar con más nitidez los estratos inorgánicos finos, las capas de ceniza volcánica, los estratos organominerales y los detritos macroscópicos.

Otros beneficios de este nivel de observación es que permite diseñar una técnica más adecuada de procesamiento en húmedo para cada muestra y una selección más acertada de las muestras enviadas a datación. Del mismo modo para propósitos de interpretación geocronológicos permite establecer si los componentes orgánicos son o no de la misma generación y fija un marco de validez para las edades. La observación de las muestras secas al estéreomicroscopio proporciona una enorme cantidad de información visual que facilita elaborar una estratigrafía con la delimitación de los estratos a la escala del centímetro, ya que permite una mirada detallada tanto de los macrodetritos como de la matriz. Este nivel de la estratigrafía cuando es utilizado en combinación con el modelo facial permite fijar detalles muy importantes para la evolución de los humedales como se verá a lo largo de este capítulo.

Con la eliminación del agua se obtiene igualmente una estabilización de la coloración del material a un estado estándar y oxidado, que aunque diferente del color nativo en estado sobresaturado y reductor, permite realizar numerosas observaciones

La estratigrafía microscópica. Constituye el nivel de observación más preciso, ya que se trata de identificar y contar a cada uno de los componentes más pequeños del sedimento; desafortunadamente este análisis requiere de un alto nivel de entrenamiento y se realiza

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con una fracción limitada del sedimento, ya que los restos muy gruesos y especialmente los más pequeños de 20 micrómetros no se pueden estudiar al microscopio petrográfico (Véase petrografía de los sedimentos). LOS CONCEPTOS DE GRANULOMETRÍA Y COMPOSICIÓN Haciendo caso omiso de su constitución orgánica o mineral, los sedimentos de los páramos exhiben dos categorías fundamentales basados sólo en el tamaño medio de los detritos: “los macro detritos o fragmentos mayores de 0.1 mm y la matriz por debajo de este valor”. El tamaño de 0.1 mm constituye un límite práctico que corresponde al objeto más pequeño que es apenas discernible como individuo a simple vista y en condiciones ideales de iluminación e igualmente, a aquella partícula que es identificable con los mejores estéreomicroscopios. Aunque el tamaño medio proporciona algunas indicaciones sobre la hidrodinámica y estabilidad de los detritos en el medio sedimentario, no es suficiente para su caracterización. La composición usualmente hace referencia a identificar a cada una de las partículas que forman un material: se le llama “componente” a una partícula que es plenamente identificable y distinguible de otras similares por medio de una determinada técnica, la cual se puede realizar fácilmente para los macro detritos orgánicos o minerales a diferentes niveles de precisión. En el caso de sedimentos inorgánicos como componente se acepta identificar a cada mineral, por ejemplo, cuarzo o feldespato; sin embargo, dos partículas de arcilla son indistinguibles al microscopio petrográfico pero se pueden separar como distintas o iguales por difracción de rayos X. También es posible individualizar a los componentes orgánicos a distintos niveles, por ejemplo, una fibra orgánica es posible separarla de

una semilla, así no sea posible o deseable asignarlas a una especie en particular, ya que el nivel de identificación necesario siempre depende del objetivo de la investigación y de la escala de trabajo. En muchos casos los conceptos de granulometría y composición están íntimamente enlazados, por ejemplo al hablar de matriz se le da énfasis al aspecto granulométrico, ya que la composición es difícil determinarla y por el contrario al denominar un macroresto se suele olvidar la connotación de tamaño. LOS MACRO DETRITOS El tamaño medio de partículas que exceden el límite de 0.1 mm ya ha sido empleado en la clasificación de sedimentos por TröelsSmith (1955), y se ajusta bien para describir detalladamente núcleos recuperados de los humedales paramunos hasta las escalas propias del estéreomicroscopio. De acuerdo con su naturaleza orgánica o mineral se pueden subdividir a los macro detritos en: macrorestos, macro diatomeas y minerales. Macrorrestos Se debe entender como tal, a todo remanente de origen biótico tan grueso que se puede distinguir con un estéreomicroscopio, lo cual, usualmente, sucede con tamaños mayores de 100 micrómetros de acuerdo con el límite propuesto por Tröels-Smith (1955); en esta categoría se incluyen tanto materiales de origen vegetal (fitoclastos), animal (zooclastos) y de hongos (fungiclastos), entre los que se pueden mencionar raíces, tejidos diversos, semillas, macrosporas de Isoetes, carbón vegetal, alas, restos de huevos quitinosos, tejidos y fructificaciones de hongos, entre otros. Los macrorrestos, por si mismos, constituyen un área activa de investigación en paleoecología con resultados muy importantes (Hannon & Gaillard, 1997; Kuhry, 1988). 71


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Los macrorrestos, aún si no se identifica de donde provienen o el rango taxonómico del organismo al cual pertenecen, se presentan en estados de preservación, tamaños, formas y colores muy variados que permiten ser empleados para fines estratigráficos. Por sus características geométricas, a los macrorrestos les denominamos granos si son más o menos equidimensionales y fibras cuando uno de los diámetros es ampliamente dominante sobre los otros dos; aún en esta categoría se puede hablar de hilos, filamentos, fibras cortas o anchas, troncos. Respecto al estado de preservación de los macrorrestos, la escala de estimación más empleada en campo es la de Von Post de 100, que es una medida tanto de la dificultad de destrucción bajo presión manual del material recién extraído como de las características de los exudados expulsados. Esta escala se considera bastante adecuada para masas de macrorrestos o turbas pero, debido a que la mayoría de los depósitos orgánicos de los páramos no son turbas, sino lodos orgánicos o lodos orgánicos fibrosos, su empleo se ve seriamente limitado. Otros métodos de medida del estado de preservación de la materia orgánica basados en parámetros de naturaleza química derivados de la muestra total, requieren ensayos en el laboratorio, son poco selectivos con las diferentes fracciones del sedimento y su utilidad no ha sido probada en el caso de los páramos. Por estas razones, el estado de preservación no se puede incluir actualmente en la nomenclatura de los depósitos orgánicos. Sin embargo, durante la presente investigación se ha encontrado que es posible establecer por medios visuales el grado de preservación de los macrorrestos vegetales basado en características fácilmente observables al estéreomicroscopio como: El micro relieve superficial. Las fibras cuando frescas tienen superficies lisas pero 72

a medida que progresa la alteración se van formando agujeros muy pequeños y culminan con un estado esponjoso. La preservación de la forma. Las fibras pierden la turgencia y la forma al avanzar el grado de alteración y tejidos originalmente tubulares terminan aplanados y contorsionados. Con relación a la determinación a nivel taxonómico de los macrorrestos, su utilidad paleoecológica está fuera de toda duda para interpretaciones locales, pero su inclusión en una nomenclatura, por ejemplo, en la propuesta de Tröels-Smith (1955), es de dudosa utilidad debido a que el número de nombres resultantes es enorme por la variabilidad botánica de las comunidades hidrófilas a nivel global. Las macro diatomeas La presencia de las frústulas de las diatomeas es uno de los rasgos más conspicuos que se pueden distinguir claramente en el sedimento seco bajo el estéreomicroscopio. Éste es un macro componente esencial de los sedimentos de los lagos y los humedales, ya que su presencia es altamente indicativa del tipo de ambiente en que se ha depositado el sedimento (Véase el modelo facial). Desafortunadamente en la mayoría de los casos, la matriz de lodo orgánico enmascara gran parte de las diatomeas y sólo algunos géneros tienen especies lo bastante grandes para resaltar sobre el lodo y ser vistas por esta técnica; entre las macro diatomeas en Llano Grande se encuentran especies de los géneros Cymbella, Pinnularia y Surirella. En el caso de las diatomitas tanto las frústulas grandes como las pequeñas que forman la matriz son ampliamente dominantes y el lodo orgánico está prácticamente ausente. En algunos niveles del núcleo, las diatomeas grandes se encuentran fragmentadas y su


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importancia relativa o genética es más difícil de estimar. Los granos minerales gruesos En ocasiones granos minerales o poliminerales que son de tamaño grande, se destacan claramente al estéreomicroscopio sobre los demás componentes orgánicos y pueden llegar a ser dominantes como en el caso de los niveles clásticos o de las tefras. Para un experto en mineralogía, es posible reconocer gran parte de las componentes minerales más importantes al estéreomicroscopio. Este nivel de observación constituye una herramienta valiosa. Para el caso de Llano Grande 2, estos granos suelen ser cuarzo, feldespato o micas. En las capas silicoclásticas las proporciones en que participan los minerales son ampliamente variables y permiten una clasificación más precisa y más indicativa en términos de ambiente de depósito del material. Micro detritos o matriz Como matriz se debe entender todo material tan pequeño que no se pueda distinguir con un estereomicroscopio, lo cual, usualmente sucede con partículas cuyo tamaño está por debajo de 0.1 mm. Este tamaño de detritos es ampliamente dominante en los sedimentos de los páramos colombianos y constituye una de sus principales características. En este apartado se incluye tanto la matriz de lodo orgánico o de diatomeas muy pequeñas como la mineral o combinaciones de ellas. Aunque la matriz, observada en estado seco está ampliamente dominada por materiales orgánicos, dista mucho de ser homogénea ya que incluye y mimetiza gran cantidad de partículas como minerales, cationes, aniones y silicofósiles, pero para propósitos prácticos a esta escala de observación se puede considerar un limo orgánico.

La matriz orgánica Una gran parte de los sedimentos extraídos de los humedales paramunos están ampliamente dominados por la matriz orgánica. Esta fracción del sedimento es altamente hidratada y se debe dejar secar al menos hasta humedad de campo para su observación. El color es muy variable y depende del estado redox y del nivel de hidratación. En muestras recién extraídas, el color corresponde al estado reductor pero se oxidan en pocos minutos al ser expuestas al aire; durante el proceso de secado el color varía gradualmente y al final queda de colores grises oscuros hasta negro, que se acompaña de una fuerte contracción de su volumen. La matriz, cuando se observa en el estado saturado original o a humedad de campo, se presenta como una masa de agregados de diámetros menores de 0.3 mm que se debilita notablemente o se pierde en el estado seco. Esta característica de aglomeración de la matriz es un rasgo esencial en todo tipo materiales extraídos de humedales y lagos paramunos; su interpretación como restos de deyección de animales (Ooze) no es aplicable en los páramos por la pobreza de zooplancton y otros animales y por la heterogeneidad de formas y tamaños; otros posibles orígenes son la auto aglomeración de las partículas por cargas eléctricas, sustancias lipoides y geles húmicos o su aloctonía como partículas trasportadas desde las zonas marginales. La aglomeración es bastante fuerte, ya que si se suspende esta matriz húmeda en una gota de agua destilada o en agua con dispersante, por ejemplo, con pirofosfato de sodio (NaPO3), los grumos aún persisten; destruir esta característica requiere la extracción de los complejos lipoides y de los ligandos húmicos y en algunos casos, el empleo de medios mecánicos como una licuadora o vibración ultrasónica. 73


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La matriz mineral Algunas muestras en estado seco y bajo el estéreomicroscopio, exhiben una matriz mineral, en general bastante subordinada respecto a la matriz orgánica que les da un aspecto harinoso. En las capas silicoclásticas la matriz mineral se puede volver dominante como en los casos de las capas de cenizas volcánicas o limos arcillosos. La matriz de microdiatomeas En el caso de las diatomitas, la matriz es también una masa de diatomeas muy pequeñas y prácticamente carece de matriz de lodo orgánico. En otros materiales este tipo de matriz también existe pero está enmascarada por la matriz orgánica oscura y sólo se pone de manifiesto por medio de la petrografía. Como consecuencia de esto, normalmente la proporción de diatomeas respecto a los otros macro componentes estará siempre subestimada. Con estos seis tipos de detritos es posible construir una descripción bastante completa al estéreomicroscopio para los materiales reconocidos hasta hoy en los humedales paramunos (Véase la nomenclatura). EL CONCEPTO DE COLOR El color de los sedimentos es uno de los parámetros clásicos más fácil de percibir y, como tal, se ha empleado ampliamente en la separación de los estratos; no obstante, los colores oscuros típicos de los sedimentos orgánicos son bastante difíciles de apreciar y de nombrar. En el campo, los colores son estimados a simple vista por comparación con una “Tabla de Munsell” pero, para obtener una mejor separación de los estratos con base en este parámetro se han desarrollado técnicas computarizadas del análisis de imagen o las cuantificaciones del color con espectrofotómetros. Trabajos recientes han demostrado la utilidad de estas técnicas 74

para reconstrucciones paleoecológicas (Christensen & Björck, 2001; Helmke et al., 2002). El color original del núcleo debe ser registrado tan pronto como sea extraído, debido a que en pocos minutos el color de los sedimentos se cambia al entrar en contacto con el aire e incluso, los primeros centímetros del techo de cada segmento extraído son más oscuros debido a la oxidación que ocurre entre dos extracciones sucesivas. Durante la descripción del núcleo en el campo, es normal tomar el color, ya sea con un término descriptivo o por comparación con una tabla de Munsell; sin embargo, la forma más eficiente de obtener el color original es por medio de registro fotográfico, ya sea análogo o digital, debido a que facilita el procesamiento digital posterior. Normalmente, el color cambia notablemente dependiendo del estado de hidratación del material, por lo que la estimación visual del color debe explicar el estado de hidratación cuando se realiza la determinación. En las muestras de laboratorio el color original se ha perdido por exposición de la muestra al oxígeno, pero suele ser de alguna ayuda, dejar secar al aire un fragmento pequeño; de esta manera se ponen de manifiesto características que son útiles en la separación de los estratos, especialmente cuando se presentan estratos minerales muy ricos en materia orgánica. Existen variaciones marcadas de color en un mismo tipo de material y a diferentes escalas que permiten obtener una separación de los estratos con base en el color. En la mayoría de los casos las variaciones de color son paralelas o subparalelas al plano de depositación como corresponde a la banda o la lámina, pero en otros casos el color es más irregular y se presenta a modo de manchas. En esta investigación se emplearon tres escalas diferentes: 1) El color dominante o zonal que abarca varios decímetros,


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2) El bandeamiento que corresponde a variaciones de tonos o de intensidad de varios centímetros al interior de la zona de color. 3) La laminación del color que sucede a una escala menor del centímetro. Los colores más usuales son ocres y pardos en diversas tonalidades y los cambios de coloración se pueden presentar de una manera muy brusca en menos de un milímetro o más gradualmente en pocos milímetros, aunque también se presentan transiciones muy suaves de varios centímetros entre dos colores. EL CONCEPTO DE TEXTURA En estratigrafía, la palabra “textura” se refiere a la morfología y al arreglo de los componentes. En el caso de los sedimentos paramunos, observados a simple vista o a través de sus imágenes computarizadas, se refiere básicamente a los macro detritos y a su relación con la matriz; este concepto sólo se puede aplicar en estado fresco del núcleo, ya que la textura se deteriora seriamente con el secado debido a la contracción de volumen. Los macrorrestos, cualesquiera que sea su geometría, composición botánica o estado de preservación, se pueden presentar como granos dispersos dentro de la matriz o en agregados densos a modo de racimos o grumos formando elementos mayores. La matriz en la mayoría de los casos se presenta como una masa uniforme o con variaciones de color muy sutil, pero en algunos casos se presenta acompañada de macro poros que también hacen parte de la textura. Dentro de este concepto se debe tratar igualmente a las estructuras propias del proceso pedogenético (Véase pedoestratigrafía). La distribución y la abundancia relativa de los diversos elementos constitutivos de la textura (granos, grumos, macro poros y fibras) respecto a la matriz produce una gran diversidad de patrones texturales desde una matriz

homogénea hasta sólo fibras y macro poros como en las turbas. En la actualidad, no se dispone de un sistema para denominar a estos patrones de los sedimentos paramunos, aunque la textura ciertamente le confiere a segmentos más o menos largos del sedimento un aspecto bien distinto al de sus vecinos. Normalmente, para designar estos patrones texturales se han empleado calificativos como homogéneo, granuloso, fibroso, granofibroso (Figura 23). Algunas descripciones aplicadas a los materiales de los humedales altoandinos y paramunos combinan composición, color y rasgos texturales, por ejemplo, “arcilla gris bastante oscura con venas de color carmelita rojizo” (González et al., 1965) y palabras como gyttja fibrosa son comunes en la literatura. Durante la estratigrafía de campo, particularmente a estas llamativas variaciones texturales se les ha tratado como estratos pero, un lodo orgánico y una diatomita pueden tener el mismo patrón textural homogéneo y, sin embargo, corresponden a dos materiales sensiblemente diferentes. Esta situación tiene connotaciones practicas importantes; en primer lugar, indica que se han separado estratos con base en la textura y a falta de una nomenclatura para estos patrones se les han asignado nombres que fueron creados para describir aspectos de la composición. Este proceder complica no solo la nomenclatura y dificulta la posible correlación entre columnas estratigráficas levantadas por distintos autores. Una estratigrafía basada en patrones texturales es posible, pero no es confiable para propósitos genéticos o para extender los resultados a otras regiones. Esta acción quizá explica porque no se ha intentado una correlación litoestratigráfica a nivel del país a pesar del alto número de perforaciones realizadas. 75


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Figura 23. Patrones texturales del sedimento.

A: homogénea sin grano, B: granularidad escasa, C: granos abundantes, D: granos y filamentos, E, F: filamentos y macro poros, G: un macro resto notorio, H: Fibrosidad (Turba).

NOMINACIÓN DE LOS SEDIMENTOS A pesar del poco acuerdo que se presenta a nivel internacional con las diversas propuestas de nomenclatura de los sedimentos de humedales y lagos ya elaboradas, de ellas se pueden extractar algunas directrices útiles para cumplir con esta aspiración, como: 1.

Hacer clasificaciones enteramente descriptivas, evitando toda interpretación sobre la proveniencia, génesis o historia evolutiva del material. 2. Basar las clasificaciones en componentes específicos que se puedan determinar y nombrar fácilmente y además, asignarlos a una clase donde se puedan reunir con otros similares. El nombre del componente debe ser ampliamente conocido o muy 76

común, por ejemplo los que designan a los minerales o la palabra fibra. 3. Los componentes se deben estimar o medir cuantitativamente; la determinación y la estimación porcentual de los componentes debe ser posible en muestra de mano o en una dispersión en agua sobre un microscopio petrográfico. 4. Las categorías y los nombres de los sedimentos deben, en lo posible, seguir nombres ya conocidos, sencillos y basados en los valores explícitos de cada clase de componentes. Debido a que la gran mayoría de sedimentos recuperados de los lagos y los humedales son mezclas heterogéneas de materiales de distinta naturaleza ya sea orgánica o mineral, se deben acordar porcentajes arbitrarios


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mínimos para establecer los nombres de cada tipo de material e incluso para destacar su dominancia; por ejemplo, usualmente se acepta que los sedimentos orgánicos tienen al menos un 75 % de sus componentes asignables a una fuente biótica. En el caso especifico de los materiales recuperados de lagos y humedales paramunos, las capas inorgánicas están muy subordinadas respecto a las orgánicas y de acuerdo con los conceptos ya aclarados es suficiente disponer de seis clases de componentes para crear una nomenclatura para la descripción macroscópica y al estéreomicroscopio de los sedimentos. Adicionalmente, es también paradójico que los estratos híbridos o sea aquellos donde coexisten orgánicos y minerales en proporciones similares son muy escasos, situación indicativa que estos ecosistemas tienden a producir situaciones sedimentológicas extremas. Esta dicotomía entre ser mineral o ser orgánico es un rasgo central de los ecosistemas que facilita la nomenclatura y que quizás, ha contribuido al poco interés mostrado en la sedimentología del ambiente, dando una falsa sensación de facilidad y monotonía. Los sedimentos inorgánicos En el ámbito internacional, los estratos consolidados e inorgánicos, gozan desde hace ya largos años de una nomenclatura estándar basada en la textura, la composición y la granulometría de los componentes microscópicos y, por lo tanto, palabras como arenisca, limolita, arcillolita, caliza o evaporita son ampliamente conocidas, incluyendo también la forma de nombrar a sus variaciones. Usualmente la adaptación de estas nominaciones para los sedimentos equivalentes no presenta mayores problemas. En la mayoría de los casos un investigador bien entrenado es capaz de separar las distintas capas de sedimentos minerales, aún en casos difíciles como las cenizas volcánicas

e incluso de las capas de diatomitas. Otros materiales inorgánicos como los calcáreos o sulfatos, se pueden reconocer fácilmente con algunas pruebas de campo. En los páramos colombianos se han registrado diversos tipos de estratos inorgánicos, en los límites granulométricos de arenas, limos y arcillas pero, los materiales carbonatados que son comunes en otros ambientes, no se presentan en los sedimentos de los páramos, incluyendo las perforaciónes de Llano Grande. Quizás la laminación composicional más regular y conocida en los sedimentos de lagos sean las llamadas “varvas” producidas por fenómenos estacionales de congelamiento de la parte superior de la lamina de agua en las zonas templadas, donde, adicional al cambio de coloración se presenta una composición típica de cada tipo de lamina con espesores submilimétricos (Tiljander et al., 2002). En los lagos andinos colombianos aún no se ha mencionado un fenómeno de este tipo; sin embargo, (González et al., 1965), referencian en la columna número “V” del Valle de Lagunillas en la Sierra Nevada del Cucuy, capas rítmicas de arenas y arcillas calificadas como “probablemente varvas”. Trabajos más recientes han documentado bandeamientos en diversos tipos de ambientes de depósito incluyendo los cuerpos de agua que no sufren congelamiento prolongado (Walker & Owen, 1999) y se ha acuñado el término rítmitas para su denominación genérica. Los sedimentos orgánicos Los estratos con dominancia del material orgánico, más del 75% de sus componentes asignables a una fuente biótica, son más complejos y su caracterización depende tanto de la escala de observación como de las técnicas empleadas; el primer nivel de estudio hace referencia a las caracterizaciones de conjunto o volumétricas del sedimento 77


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orgánico y se puede subdividir en varias ramas, dependiendo de la técnica de análisis, entre las cuales se tiene la caracterización visual, la geoquímica, y las físicas como la termografía y la magnetometría . La geoquímica orgánica es una herramienta particularmente avanzada para el estudio de los materiales orgánicos, ya que ha demostrado su utilidad en la búsqueda de hidrocarburos y comprende numerosas técnicas, entre las cuales se destacan la pirolisis, la isotopía y el estudio de fracciones químicas específicas extraídas del sedimento. Las clasificaciones de los materiales orgánicos que se han propuesto, (TröelsSmith, 1955; Schnurrenberger et al., 2003), hacen énfasis en diversos aspectos como el tipo y el tamaño de las partículas orgánicas, la proporción relativa de cada componente, la proveniencia taxonómica de los residuos, el grado de conservación o de descomposición de los componentes orgánicos e incluso aspectos físicos como la granulometría y el color. Se espera que en un futuro cercano, las clasificaciones para los sedimentos orgánicos estén basadas en los componentes microscópicos y en las relaciones texturales; algunos esfuerzos por estudiar secciones artificialmente endurecidas de sedimentos orgánicos apuntan en esta dirección. Con el propósito de asignar nombres se emplean palabras de origen local que han alcanzado un uso más o menos extendido, pero cuya significación precisa se ha degradado al ser extendidas a otras condiciones diferentes a las originales, tales como gyttja, sapropel, dy y otros. Algún orden se ha intentado introducir desde hace varios años pero, la confusión continúa. Sin embargo, aun es normal que los nombres aplicados a un mismo tipo de material, pero desde distintas disciplinas, no coincidan. Desde el punto de vista de la composición, acumulaciones orgánicas como las masas dominadas por macrorrestos vegetales 78

reconocibles a simple vista, como se muestran en la Figura 4.6, a modo de fieltro, han mantenido la denominación de turba, e igual se puede decir de algunos sedimentos constituidos casi enteramente por un grupo de organismos como las diatomitas o las radiolaritas. Para hacer más detallada la clasificación de la turbas se han empleado adjetivos que indican la proveniencia botánica de los tejidos, por ejemplo, turba de Sphagnum y/o aspectos relativos al grado de preservación de los mismos. En los depósitos de partículas orgánicas dominados por tamaños muy finos y no identificables a simple vista, la matriz orgánica no ha gozado de una nomenclatura uniforme debido en parte a su heterogeneidad de origen y a que suelen ser producidas por muy diferentes procesos como la descomposición de tejidos orgánicos, la trituración de estos por otros organismos, la condensación de soles orgánicos, los restos de microorganismos y los excrementos de la micro fauna entre los más importantes. Una gran variedad de palabras han sido empleadas para designar a estos materiales, entre ellas humus, gyttja, sapropel dependiendo parcialmente del ambiente donde son formadas, depositadas o incluso de propiedades organolépticas, de color o de la disciplina de estudio. A nivel de la nomenclatura, los sedimentos orgánicos paramunos se pueden denominar empleando las seis clases de componentes ya descritas y sus proporciones relativas estimadas visualmente al estéreomicroscopio en muestra seca; para ello se puede emplear un diagrama tetraédrico combinando tanto los aspectos granulométricos como composicionales, para lo cual basta colocar en el vértice superior los distintos tipos de matriz y en los vértices de la base a los macro detritos o sea macro diatomeas, macrorrestos y los minerales grandes. Debido a la naturaleza propia de los materiales paramunos donde se presenta


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una dominancia de sólo una de las seis clases o combinaciones de solo dos con el resto muy subordinadas, es posible emplear con más propiedad y simplicidad los vértices y las aristas a modo de un esqueleto tetraédrico. Si se acepta como subordinado un porcentaje hasta del 10% en cualquiera de los seis componentes, entonces gran parte del volumen del tetraedro interno está vacío y la mayoría de los estratos se pueden graficar empleando solo los brazos y los vértices (Figura 24). De este esqueleto tetraédrico surge una terminología adecuada para describir y nominar los estratos al estéreomicroscopio, excluyendo explícitamente el grado de descomposición de las fibras. Las palabras que se deben emplear cuando uno de los componentes excede el 75% y consecuentemente, ocupa los vértices del tetraedro, son: Turba: Es un material cuyo contenido porcentual de macrorrestos orgánicos excede el 75% respecto a la masa total. Lodo orgánico: En este caso la matriz orgánica alcanza al menos 75% del total. Diatomita: Sedimento donde las diatomeas exceden el valor límite propuesto del 75%.

Por supuesto, el cuarto vértice corresponde a los estratos silicoclásticos y los sedimentos reciben el nombre común respectivo. Existen materiales con dos componentes bien diferenciados ubicados en los brazos del esqueleto tetraédrico (Figura 25), a los que les puede aplicar los nombres de: Lodo orgánico fibroso: en estos estratos el contenido de las fibras varía entre 25 y 75%. Lodo orgánico de diatomeas: Se aplica para aquellos materiales donde las diatomeas están inmersas en una matriz orgánica, en proporciones entre 25 y 75%. En este caso, las fibras son esporádicas e incluso pueden faltar totalmente. No es común encontrar sedimentos donde figuren los tres macro componentes en proporciones similares ni tampoco aquellos donde solo se presenten macrorrestos y diatomeas sin presencia de la matriz orgánica. La palabra gyttja, sólo si se entiende en el sentido amplio de Tröels-Smith (1955), como sinónimo de lodo orgánico, podría emplearse para designar aquellos sedimentos donde la matriz orgánica es ampliamente dominante.

Figura 24. Tetraedro composicional. 79


Los sedimentos paramunos y la estratigrafía de la turbera Llano Grande

Figura 25. Tipos de materiales.

A: lodo orgánico, B: Lodo orgánico fibroso, C: Turba, D: Ceniza volcánica.

En este caso gyttja, gyttja fibrosa, gyttja de diatomeas son las palabras a emplear en la nomenclatura. En la literatura la palabra gyttja se emplea actualmente con el sentido de limo orgánico y se halla desprovista de su significado genético original como acumulación de deyecciones de animales (Ooze), caso en el cual no se podría aplicar a los sedimentos de las lagunas y pantanos altoandinos, ya que estas acumulaciones no son comunes en los ambientes típicos de nuestros ecosistemas. La nomenclatura propuesta en esta contribución es suficiente para denominar a los diversos tipos de materiales organogénicos, que se encuentran en los núcleos típicos de los lagos y pantanos y en compañía de la nomenclatura para sedimentos minerales permiten establecer una estratigrafía de buen nivel de detalle. Usualmente, los estratos que resultan de aplicar esta tipificación estan a la escala de varios decímetros. La estratigrafía colombiana para los sedimentos orgánicos paramunos no ha superado este primer nivel pero, se puede destacar como una característica especial, la 80

muy amplia dominancia de la matriz orgánica de colores ocre, café o pardo respecto a las turbas (en sentido estricto y entendidas como acumulaciones de macrorrestos con muy poco lodo orgánico) que son escasas y limitadas sólo a espesores relativamente pequeños. Esta situación es un poco paradójica, ya que en los biomas de otras latitudes con los que normalmente se compara el páramo, las turbas son comunes. ESTRATIGRAFÍA DE LA TURBERA LLANO GRANDE Aunque resulta claro que uno de los objetivos de la estratigrafía es ordenar los estratos del registro geológico, también es cierto que no existe una manera única de delimitar tales capas. En principio cualquier propiedad que pueda ser objetivamente medida y que presente cambios significativos puede ser empleada para este fin. Como se ha visto en los núcleos recuperados de los humedales paramunos se pueden describir estratos con base en caracteres de la textura, de la composición o del color; cada uno produce capas validas pero de espesores y significados diferentes. Debido a estas consideraciones,


Parra et al.

la descripción de los estratos es un tema complejo e incluye explicar el criterio empleado en la separación de los estratos y por lo tanto en la definición de sus límites. La estratigrafía para los sedimentos paramunos es tan compleja que no se puede obtener de una manera única y por el contrario, es necesario definir los estratos con diferentes técnicas; las características que resultaron más útiles fueron las relaciones proporcionales entre macro componentes y matriz orgánica, los cambios de coloración, los cambios texturales y algunos aspectos estructurales o físicos. Como resultado, se pueden definir varias columnas estratigráficas individuales, cada una con una escala diferente y posiblemente con su propio significado genético. La estratigrafía se describe sobre la base del tipo de material ya que a las columnas definidas por el color o la textura es difícil actualmente, asignarles un significado preciso; por ejemplo en un mismo estrato de lodos orgánicos fibrosos es posible observar bandeamientos de color cuyo origen es desconocido. Estratigrafía según la composición El primer nivel de aproximación a la estratigrafía de los sedimentos paramunos se emplea usualmente en las descripciones de campo y está basado inicialmente en el tipo de material dominante, según su naturaleza sea mineral u orgánica, lo usual es que estos últimos sean ampliamente dominantes. En numerosas investigaciones durante la fase de esta estratigrafía de campo, se suelen separar estratos que obedecen a fenómenos distintos al tipo de material, por ejemplo, es usual que cambios de coloración al interior de un mismo material sean tomados como capas distintas, lo cual ocasiona que estas columnas estratigráficas con estratos definidos con criterios distintos o “híbridas” sean muy difíciles de interpretar. En otros ambientes sedimentarios es fácil reconocer

las diferentes capas inorgánicas pero, para los sedimentos de los páramos esto sólo es cierto en aquellos segmentos de los núcleos que carecen casi totalmente de materia orgánica, dichos segmentos se ubican normalmente en los primeros centímetros del fondo de las cubetas sedimentarias. En la gran mayoría de los casos, las capas minerales suelen pasar inadvertidas durante la descripción macroscópica, debido al gran poder colorante de la materia orgánica asociada. Aún pequeñas cantidades de esta materia orgánica, producen un intenso efecto de enmascaramiento, especialmente sobre limos y arcillas. La detección de materiales con proporciones equilibradas entre casi orgánicos y minerales es muy difícil en el campo; algunas técnicas como el ensayo al diente o dejar secar una micro capa sobre la palma de la mano o sobre un papel negro, facilitan reconocer la contribución del componente inorgánico. A nivel de macro componentes, la descripción durante el trabajo de campo de los sedimentos orgánicos paramunos, sólo permite distinguir claramente, a simple vista o con una lupa, los restos de los tejidos y una matriz de tamaño muy fino cuyas partículas no son identificables. Las proporciones en que participan estas dos fracciones determinan, en primer lugar, la denominación preliminar del tipo de material, ya que existe una gradación completa entre aquellos constituidos casi en su totalidad por macrorrestos (turbas) hasta segmentos donde sólo se reconoce la matriz (gyttja o lodo organogénico). Debido a que para la perforación de Llano Grande 2, se trata de establecer una estratigrafía más precisa y a escala de centímetros, la columna de campo no permite alcanzar este objetivo; obtener algo mejor, requiere más trabajo y técnicas y, por ello, los estratos se han definido teniendo en cuenta tanto los cambios detectables en el campo inmediatamente después de sacar el núcleo como aquellos extraídos por medio de técnicas de laboratorio incluyendo el análisis 81


Los sedimentos paramunos y la estratigrafía de la turbera Llano Grande

digital de imágenes. Al estéreomicroscopio, los núcleos de la turbera Llano Grande, están ampliamente dominados por lodos orgánicos y lodos orgánicos fibrosos con cantidades muy limitadas de turbas y diatomitas; las cantidades de materiales inorgánicos se limitan a algunas capas delgadas de cenizas volcánicas y arcillas en su base. Debido a que las perforaciones descritas han tocado el fondo rocoso de la cuenca, se hallan en un diámetro menor de 10 metros y los estratos básales recuperados mantienen la composición general pero difieren en espesor, se puede interpretar como un fondo con ondulaciones de escala decimétrica. Por medio de correlaciones de los estratos minerales comunes, se puede asumir que la columna compuesta más representativa, está formada por los 1249 cm de la perforación Llano Grande 2 y se continúa con los 54 cm basales de la perforación Llano Grande 4. Otro argumento a favor de que la anterior columna compuesta es la correcta, radica en que las dataciones de radiocarbono realizadas en la perforación Llano Grande 4 a 1213 cm (13590 años C14 BP) y a 1238 cm de profundidad (14210 años C14 BP), son más antiguas que las de Llano Grande 2. Sin embargo debido a que aún existe una incertidumbre razonable en la estratigrafía de la base de la turbera, se ha optado por trabajar y describir en detalle sólo la columna de Llano Grande 2. En una primera instancia el núcleo Llano Grande 2, se puede dividir en segmentos claramente diferentes de acuerdo con el tipo de material dominante; en algunos de ellos los estratos minerales juegan el papel dominante, en otros son los lodos orgánicos, las diatomeas o las fibras las que controlan la sedimentación. Los estratos silicoclásticos El núcleo de Llano Grande 2 finaliza a 1250 cm con un estrato de arcillas arenosas grises 82

con escasos fragmentos hasta de medio centímetro, evidenciadas por el último centímetro recuperado y por los terrones de este material que fueron arrastradas por la punta de la sonda rusa. Sin embargo, es la perforación Llano Grande 4 la que mejor ha recuperado este sector mineral con un espesor total de 32 cm de arcillas y lodos laminados orgánicos, las cuales descansan a través de un contacto discordante, con un segmento basal de 22 cm de lodos orgánicos. La perforación 5, realizada en 2007, también tocó el fondo de la turbera, exhibiendo bien estos estratos minerales basales, pero no recuperó los estratos orgánicos que existen debajo de ellos. Los lodos orgánicos basales Desde 743 hasta 1249 cm existe un gran espesor acumulado de lodos orgánicos que alcanza los 506cm, con una notable homogeneidad de su composición, una textura masiva y carencia de fibras. El lodo orgánico esta acompañado de diatomeas desde 951 cm hasta el fondo y de matriz mineral de los 900cm hasta el techo y algunos niveles de tefras y microtefras interrumpen a los lodos orgánicos en posiciones ya descritas (véase tefroestratigrafía). El intervalo 901-950 cm corresponde a un error del proceso de perforación y aunque el material recuperado es un lodo orgánico parece poco probable que sea original, libre de contaminación, por lo cual no se considera confiable su interpretación. El techo de este segmento pasa en unos 10 cm a lodos orgánicos fibrosos a través de un contacto bien definido ubicado en 743 cm y precedido por oscilaciones rápidas del componente secundario en una secuencia entre fibras, minerales, diatomeas con espesores muy pequeños. A pesar de su aparente monotonía, los lodos orgánicos de esta parte del núcleo exhiben sectores con variaciones sensibles en el color y en la estructura en especial en


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los niveles afectados por pedogénesis (véase pedoestratigrafía). Como ya se ha anotado, los lodos orgánicos más antiguos de la turbera Llano Grande, se encuentran debajo del segmento mineral del núcleo Llano Grande 4 y se han datado en 14210 años C14 BP. Los lodos segmento

fibro-granulares:

primer

Desde el nivel 743 hasta 692 cm las fibras juegan un papel importante como material dominante (horizontes de turbas) o como componente secundario acompañando a la matriz orgánica formando lodos orgánicos fibrosos. En contraste con el segmento precedente los estratos son delgados y, consecuentemente, los ritmos de cambio entre materiales, son rápidos. La acumulación de fibras tiene dos máximos centrados en 738 cm y 708 cm separados por una interrupción (713-721 cm) donde las diatomeas desempeñan el papel secundario acompañando lodos orgánicos. Hacia el techo del segmento las diatomeas adquieren gradualmente más importancia y las fibras disminuyen su participación. El segmento con diatomeas Las frústulas de las diatomeas son dominantes entre 567 y 691 cm de profundidad ya sea como macro componente, como matriz o ambas a la vez. En forma un tanto paradójica, el lodo orgánico que es dominante en todo el núcleo puede faltar casi totalmente en algunas diatomitas aunque lo normal es encontrarlo como el acompañante subordinado formando estratos de lodos orgánicos con diatomeas. Por el contrario, las fibras en este segmento pueden presentarse como un componente muy minoritario. En la mayor parte del segmento, los estratos son gruesos (hasta de 30 cm) y con coloraciones pardas hasta ocres; sin embargo, en los 26 cm del techo las capas

se vuelven delgadas (1-5 cm), los cambios de materiales son rápidos alternando entre lodos orgánicos con diatomeas, lodos orgánicos y lodos orgánicos fibrosos. Los lodos segmento

fibro-granulares:

segundo

Este segundo segmento fibroso que se extiende desde 567 hasta 421 cm se caracteriza por poseer capas de lodos orgánicos fibrosos y 13 capas de turbas entre 1 y 13 cm que representan cerca de 35 % de la longitud total del segmento por lo que contiene la más alta proporción relativa de concentraciones de fibras de toda la columna; aquí se tienen tres máximos de acumulación de turbas centrados en 554 cm, 504 cm y 448 cm separados por lodos orgánicos que prácticamente carecen de matriz mineral. Los lodos orgánicos superiores Se extienden entre 246 y 421cm y a diferencia de sus segmentos vecinos, son de mayor importancia que los lodos orgánicos fibrosos y, consecuentemente, las acumulaciones de fibras forman sólo cinco estratos de turbas con espesores muy reducidos de uno o dos centímetros. Adicionalmente, se tiene la presencia de una matriz mineral que aunque subordinada en cantidad está en casi todos los estratos del segmento. El segmento se inicia con la tefra Salamina que es la más espesa de toda la columna y existe otro nivel con una microtefra en 352 cm. Los lodos segmento

fibro-granulares:

tercer

Las fibras dominan el sector que se inicia en 245 cm y se extiende hasta la superficie; los estratos de lodos orgánicos fibrosos alcanzan su máximo de concentración de fibras como turbas y al igual que en otros casos son los lodos orgánicos los que separan estos máximos. En este segmento las turbas 83


Los sedimentos paramunos y la estratigrafía de la turbera Llano Grande

se centran en 170 cm, 114 cm, 80 cm y el horizonte superficial actual. Aunque en esta investigación se ha presentado una descripción integrada para segmentos relativamente grandes del núcleo, la base del trabajo ha sido una descripción de cada centímetro de material y por lo tanto es una estratigrafía con una precisión muy alta, equivalente a eventos con duraciones de unas pocas décadas. Los datos detallados se presentan en el anexo 2 y en la figura 26, se muestra esta columna incluyendo la pedoestratigrafía. INTERPRETACIÓN DE LA COLUMNA ESTRATIGRÁFICA No es difícil interpretar los datos sobre composición cuando se dispone del modelo facial de depositación, especialmente si se prescinde de los efectos pedogenéticos como se describe a continuación. La cuenca de depositación aunque excavada por un glaciar, estaba libre de hielo antes de los 14 mil años 14C BP, cuando se inicia un proceso de sellado de su fondo por materiales silicoclásticos aportados por escorrentía lo

Figura 26. Columna estratigráfica integrada. 84

cual conduce a la formación de un lago de aguas profundas y a la depositación de un espeso conjunto de lodos orgánicos bastante oscuros hasta los 743 cm; sin embargo, este lago ancestral de aguas negras vio su existencia interrumpida varias veces tal como será descrito en la pedoestratigrafía. Un cambio muy severo en las condiciones ambientales centrado en 743 cm, produjo la desaparición del lago y deja en su lugar un ambiente de pantanos y charcas evidenciadas por las capas de turba y los lodos orgánicos respectivamente. Este suceso tan radical ocurre en el transcurso de sólo unas pocas décadas y las condiciones que lo produjeron se mantienen hasta 690 cm de profundidad. Justo alrededor de este último periodo el lago de aguas profundas se forma nuevamente, pero ahora la dinámica de la sedimentación ha cambiado y son las diatomeas los organismos dominantes, que sugiere aguas claras y prácticamente la ausencia de áreas marginales, ya que tampoco se aportan fibras, lodos o sustancias orgánicas a la cubeta de sedimentación. A partir de 590 cm, se evidencia una fuerte inestabilidad en este ambiente que culmina con su desaparición


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a los 566 cm. Se forma entonces una nueva facie, pero esta vez son los pantanos de nivel freático rasante los ambiente dominantes; tres de estos se desarrollan centrados en 554, 504 y 448 cm y, separados por ambientes de charcas pero, la facies completa dura solo hasta 421 cm. En este último tiempo se inicia un nuevo segmento depositacional con una serie de erupciones volcánicas pertenecientes al macizo Ruíz-Tolima que tienen su punto culminante con la tefra Salamina y otra microtefra en 352 cm Durante todo este periodo que se extiende hasta los 246 cm, se mantiene en los sedimentos una presencia constante de silicoclastos de origen erosivo que acompañan a los lodos orgánicos típicos de ambientes de charcas y litorales. Los lodos orgánicos tienen una presencia subordinada. El último segmento que cubre desde la época actual hasta los 246 cm, está dominado por fibras, ya sea como capas de turbas o lodos orgánicos fibrosos pertenecientes a ambientes de pantanos acompañados de unas pocas capas de lodos orgánicos de charcas separando los eventos turbosos. Condiciones idénticas a las de hoy se tuvieron centradas en 170, 114 y 80 cm. Al interior de cada una de estas épocas con duraciones de milenios, es posible reconstruir eventos y oscilaciones internas muchas de ellas con duraciones de décadas empleando la información contenida en la columna estratigráfica fina.. CONSIDERACIONES FINALES La estratigráfica basada en la composición tal como se determina por el análisis al estéreomicroscopio en muestra seca permite realizar una descripción muy detallada de los cambios en los estratos y cuando esta información es acoplada con un modelo facial adecuado se pueden reconstruir los ambientes de depositación a través del tiempo con una gran precisión. Aunque el principal

uso de esta información es la reconstrucción paleoecológica, también proporciona un marco de referencia para poder interpretar aspectos más detallados de la dinámica de los ambientes por medio de otros microfósiles. La descripción de los materiales recuperados en la perforación es posible realizarla con seis componentes pero, normalmente, sólo dos de ellos se combinan en una muestra y combinaciones de tres o más de ellos son poco frecuentes; esto resulta en materiales fuertemente interrelacionados a lo largo de la columna como las parejas formadas por lodos orgánicos fibrosos-turbas y las diatomitaslodos orgánicos. Estas asociaciones de materiales corresponden a las facies afines y representan ambientes lateralmente conexos. Sin embargo, en la columna se tienen estratos adyacentes pertenecientes a facies lateralmente no conexas que representan cambios muy intensos. El archivo sedimentario es multidimensional e incompleto debido a la presencia de momentos erosivos y superposición de fenómenos como sucede en la pedogénesis, lo cual hace más relevante una estratigrafía basada en eventos que en materiales o en tiempo. Algunos fenómenos aunque claramente distinguibles en los materiales paramunos como los bandeamientos de color se pueden presentar con o sin un cambio del tipo de material; aquellos no ligados a cambios de material resultan muy difíciles de interpretar en la actualidad ya que no se conocen las causas ni los cambios químicos que producen tal coloración en cada ambiente. LITERATURA CITADA BROWN, S., P. BIERMAN, A. LINI, P. THOMPSON & J. SOUTHON. 2002. Reconstructing lake and drainage basin history using terrestrial sediment layers: analysis of cores from a 85


Los sedimentos paramunos y la estratigrafía de la turbera Llano Grande

post-glacial lake in New England, USA. Journal of Paleolimnology 28: 219-236. CHRISTENSEN J.Q. & S. BJÖRCK. 2001. Digital sediment colour analyses, DSCA, of lake sediments – pitfalls and potentials. Journal of Paleolimnology 25: 531-538. DE KLERK, P. 2004. Confusing concepts in Lateglacial stratigraphy and geochronology: origin, consequences, conclusions (with special emphasis on the type locality Bøllingsø). Review of Palaeobotany and Palynology 129:265-298. GONZÁLEZ E., T. VAN DER HAMMEN & R.F. FLINT. 1965. Late Quaternary glacial and vegetational séquense in Valle de Lagunillas, Sierra Nevada del Cucuy, Colombia. Leidse Geol. Mededel. 32:157182. HANNON, G.E & M.J. GAILLARD. 1997. The plant-macrofossil record of past lakelevel changes. Journal of Paleolimnology 18(1):15-28. HELMKE, J.P., M. SCHULZ & H.A. BAUCH. 2002. Sedimemt-color record from the northeast Atlantic reveals patterns of millennial-scale climate variability during the past 500000 years. Quaternary Research 57:49-57. IVERSEN, J. 1953. Radiocarbon dating of the Alleröd Period. Science, New Series 118(3053): 9-11. JARAMILLO, A. 1998. Registro palinológico de una de las turberas del complejo lagunar de Puentelargo, Páramo de Frontino, Cordillera Occidental Colombiana, Tesis M. Sci., Universidad de Antioquia, Medellín, 354 pp. KUHRY, P. 1988. Palaeobotanical– Palaeoecological studies of the tropical high Andean Peatbog Sections Cordillera Oriental, Colombia. Dissertationes Botanicae 116, J. Cramer. Berlin–Stuttgart. 241 pp.

86

PETTERSON, G., B.V. ODGAARD & I. RENBERG. 1999. Image analysis as a method to quantify sediment components. Journal of Paleolimnology 22:443-455. RUBENSDOTTER, L. & G. ROSQVIST. 2003. The effect of geomorphological setting on Holocene lake sediment variability, northern Swidish Lapland. Journal of Quaternary Science 18(8): 757-767. SCHNURRENBERGER D., J. RUSSELL & K. KELTS. 2003. Classification of lacustrine sediments based on sedimentary components. Journal of Paleolimnology 29: 141–154. TILJANDER, M., A. OJALA, T. SAARINEN & I. SNOWBALL. 2002. Documentation of the physical properties of annually laminated (varved) sediments at a sub-annual to decadal resolution for environmental interpretation. Quaternary International 88(1): 5–12. TRÖELS-SMITH, J. 1955. Karakterisering af løse jordarter. Danmarks Geologiske Undersøgesle 3(10):39-73. VAN DER HAMMEN, T. 1995. Estudio del Plioceno y Cuaternario de la Sabana de Bogotá-Colombia: Introducción histórica, Revista Analisis geográficos N. 24, pp. 1331. VON POST, L. 1946. The prospect for pollen analysis in the study of the Earth´s climatic history. New Phytologist 45: 193-217. WALKER, D. & J.A.K. OWEN. 1999. The characteristics and source of laminated mud at lake Barrine, Northeast Australia. Quaternary Science Reviews 18(14):15971624.


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Anexo 2. Metodología sobre estatigrafía de la turbera Llano Grande. Extracción del núcleo: Aunque durante la extracción del núcleo de Llano Grande 2 no se produjeron errores de compresión o de no recuperación, aun quedan algunas fuentes de error como contaminación débil por falta de hermeticidad lateral de la sonda rusa o por su uso inadecuado, acción que se corrige eliminando el material contaminado durante el proceso de corte. Igualmente la falta de un estricto control de la posición cero de la sonda en la superficie del terreno, introduce errores posiciónales en la columna estratigráfica del orden de varios centímetros, que se traduce en dificultades temporales y en perdida de resolución. Otras dificultades operativas de la sonda rusa como la suspensión del proceso de perforación durante varias horas producen hidratación, oxidación y contaminación del núcleo razón por la cual recuperar rápido el núcleo es esencial. Al igual que con otros barrenos, lo mejor es realizar dos perforaciones desfasadas 25 cm en profundidad para evitar los posibles problemas de continuidad estratigráfica entre dos núcleos sucesivos de una perforación. Color del núcleo: el registro de los colores originales del núcleo es la primera tarea a realizar luego de su extracción; para ello es necesario una cámara de fotografía profesional acompañada de un filtro polarizador para evitar reflejos por el elevado contenido de agua de los núcleos. La foto del núcleo debe tomarse verticalmente para evitar distorsiones de su longitud, se necesita acompañar de una escala graduada en mm y de una tira de color conocido, idealmente “Macbeth color checker” o similar con el fin de ayudar a establecer el balance de color verdadero y la densidad de cualquier color en los procesamientos digitales; en su defecto una tira de color de la carta de Munsell puede ser suficiente. Una cámara de formato digital y resolución mínima de 1024x768 píxeles es adecuada para este trabajo, pero una resolución mayor es deseable. Una cámara análoga tiene mejor resolución y más nitidez en el color, pero implica una digitalización posterior de la diapositiva o del positivo de papel en este caso, es preferible la diapositiva. Secado de las muestras: El método de secado tiene influencia sobre la muestra y lo mejor es extraer el agua por sublimación al vacío, con lo cual se preservan aún las estructuras más delicadas, se conserva mejor el color original y se produce una menor contracción física en la muestra. Una alternativa más económica y lenta es el secado exponiendo la muestra a una atmósfera oxidante ya sea al aire libre o en una estufa sin exceder los 35°C con lo cual se obtiene un sedimento notablemente contraído hasta un décimo de su volumen original y en el cual se ha alterado la coloración original pero se enfatizan cambios sutiles de tonalidades. La peor opción de secado es hacerlo en una estufa a 105°C y con la muestra envuelta en papel aluminio, ya que se producen reacciones y depósitos de sustancias extrañas. Tratamiento digital de la imagen del núcleo: Las técnicas de tratamiento digital de la imagen de los núcleos se han vuelto una herramienta común de investigación (Petterson et al., 1999). Las más útiles de ellas son la función de ampliación-reducción de imagen, las manipulaciones del histograma y la cuantificación de los canales cromáticos de un perfil o de un área. Existe software especializado para realizar estas labores, pero en el presente trabajo se ha empleado Image_J y “Munsell Conversion, v 6.22”, para la comparación de los colores en un monitor (Figura 27).

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Figura 27. Variaciones en la coloración en un lodo fibroso.

Aquí las láminas más claras producen un bandeamiento dentro del color zonal. La curva del nivel de intensidad marca muy bien los cambios, incluso una mayor densidad de gránulos altera los valores.

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Parra et al.

Estratigrafía Convenciones: cada línea contiene el número de la capa, su espesor en metros, el tipo de patrón con tres letras mayúsculas y el nombre corto del estrato. Los nombres de estrato corresponden a: Turba (SLD) Lodo órgano-mineral (SSM) (lom) Horizontes de humificación (VF2) (humific) Horizontes A por estructura (CHK) (Aestruc) Horizontes oxidativos (RIT) (Oxidac) Tefra (TEF) Lodos orgánicos fibrosos (RSS) (lof) Lodos orgánicos (BEN) (LO) Lodos orgánicos diatomáceos (DI1) (lod) Diatomita (DI2) Capa 1 0.200 SLD turba Capa 2 0.140 RSS lof Capa 3 0.040 SLD turba Capa 4 0.340 RSS lof Capa 5 0.080 SLD turba Capa 6 0.090 RSS lof Capa 7 0.040 SLD turba Capa 8 0.160 BEN LO Capa 9 0.090 SLD turba Capa 10 0.110 BEN LO Capa 11 0.010 RSS LOF Capa 12 0.040 BEN LO Capa 13 0.020 RSS lof Capa 14 0.120 BEN LO Capa 15 0.050 RSS lof Capa 16 0.040 BEN LO Capa 17 0.030 RSS lof Capa 18 0.040 SLD turba Capa 19 0.020 RSS lof Capa 20 0.120 SLD turba Capa 21 0.040 BEN LO Capa 22 0.020 RSS LOf Capa 23 0.120 BEN LO Capa 24 0.120 RSS lof Capa 25 0.030 BEN LO Capa 26 0.030 RSS lof Capa 27 0.050 BEN LO Capa 28 0.030 RSS lof Capa 29 0.040 BEN LO Capa 30 0.050 RSS lof Capa 31 0.140 BEN LO Capa 32 0.010 SSM lom Capa 33 0.030 BEN LO Capa 34 0.010 SSM lom Capa 35 0.040 BEN LO Capa 36 0.090 RSS lof Capa 37 0.010 SLD turba Capa 38 0.020 RSS lof Capa 39 0.050 SSM lom Capa 40 0.080 BEN LO Capa 41 0.020 SSM lom Capa 42 0.030 BEN LO

Capa 43 0.020 SSM lom Capa 44 0.090 BEN LO Capa 45 0.020 RSS lof Capa 46 0.010 BEN LO Capa 47 0.010 RSS lof Capa 48 0.050 SSM lom Capa 49 0.020 BEN LO Capa 50 0.080 SSM lom Capa 51 0.070 BEN LO Capa 52 0.030 RSS lof Capa 53 0.270 BEN LO Capa 54 0.010 TEF tefra Capa 55 0.030 BEN LO Capa 56 0.020 RSS lof Capa 57 0.070 BEN LO Capa 58 0.020 RSS lof Capa 59 0.030 BEN LO Capa 60 0.020 SLD turba Capa 61 0.120 SSM lom Capa 62 0.010 SLD turba Capa 63 0.010 SSM lom Capa 64 0.010 SLD turba Capa 65 0.110 SSM lom Capa 66 0.020 SLD turba Capa 67 0.050 RSS lof Capa 68 0.090 TEF tefra Capa 69 0.080 SSM lom Capa 70 0.020 SLD turba Capa 71 0.060 RSS lof Capa 72 0.030 SLD turba Capa 73 0.100 RSS lof Capa 74 0.110 SLD turba Capa 75 0.030 RSS lof Capa 76 0.030 SLD turba Capa 77 0.100 RSS lof Capa 78 0.060 SLD turba Capa 79 0.040 RSS lof Capa 80 0.040 SLD turba Capa 81 0.080 RSS lof Capa 82 0.090 BEN LO Capa 83 0.050 SLD turba Capa 84 0.030 BEN LO Capa 85 0.020 RSS lof Capa 86 0.020 SLD turba Capa 87 0.010 RSS lof Capa 88 0.010 SLD turba Capa 89 0.010 RSS lof Capa 90 0.160 BEN LO Capa 91 0.040 RSS lof Capa 92 0.010 SLD turba Capa 93 0.030 BEN LO Capa 94 0.070 RSS lof Capa 95 0.130 SLD turba Capa 96 0.070 RSS lof Capa 97 0.010 BEN LO Capa 98 0.040 DI1 LOd Capa 99 0.040 BEN LO Capa 100 0.030 DI1 LOd Capa 101 0.010 DI2 dl

Capa 102 0.020 DI1 LOd Capa 103 0.030 RSS lof Capa 104 0.010 BEN LO Capa 105 0.010 RSS lof Capa 106 0.030 BEN LO Capa 107 0.010 RSS lof Capa 108 0.030 DI1 LOd Capa 109 0.070 DI2 dl Capa 110 0.110 DI1 LOd Capa 111 0.010 DI2 dl Capa 112 0.010 RSS lof Capa 113 0.320 DI2 dl Capa 114 0.020 DI1 LOd Capa 115 0.290 DI2 dl Capa 116 0.020 BEN LO Capa 117 0.090 DI2 dl Capa 118 0.030 DI1 LOd Capa 119 0.010 BEN LO Capa 120 0.120 RSS lof Capa 121 0.030 BEN LO Capa 122 0.010 RSS lof Capa 123 0.030 SLD turba Capa 124 0.020 RSS lof Capa 125 0.020 BEN LO Capa 126 0.040 DI1 LOd Capa 127 0.010 RSS lof Capa 128 0.060 DI1 LOd Capa 129 0.120 RSS lof Capa 130 0.020 SLD turba Capa 131 0.060 RSS lof Capa 132 0.040 DI2 dl Capa 133 0.020 SSM lom Capa 134 0.040 RSS lof Capa 135 1.160 SSM lom Capa 136 0.190 CHK Aestruc Capa 137 0.600 SSM lom Capa 138 0.570 DI1 LOd Capa 139 0.030 TEF tefra Capa 140 0.080 DI1 LOd Capa 141 0.010 RSS lof Capa 142 0.230 DI1 LOd Capa 143 0.240 VF2 humific Capa 144 0.340 DI1 LOd Capa 145 0.060 VF2 humific Capa 146 0.140 DI1 LOd Capa 147 0.060 VF2 humific Capa 148 0.080 DI1 LOd Capa 149 0.010 VF2 humific Capa 150 0.060 DI1 LOd Capa 151 0.070 VF2 humific Capa 152 0.300 RIT Oxidac Capa 153 0.040 TEF tefra Capa 154 0.050 RIT Oxidac Capa 155 0.130 VF2 humific Capa 156 0.450 RIT Oxidac Capa 157 0.050 VF2 humific

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Figura 28a. Fotografía de los núcleos extraídos en la perforación de Llano Grande 2.

Los sedimentos paramunos y la estratigrafía de la turbera Llano Grande

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Figura 28b. Columna estratigráfica de los núcleos extraídos en la perforación de Llano Grande.

Parra et al.

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Los sedimentos paramunos y la estratigrafĂ­a de la turbera Llano Grande

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DBX4 Sediment  

Rangel-Ch., J.O. 2010. Colombia Diversidad Biótica X: Cambios global (natural) y climático (antrópico) en el páramo colombiano. Instituto de...

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