¿Cómo pueden los vestigios de antiguos bosques ser una ventana al pasado? Ese es un buen punto de partida para explicar de qué se trata la palinología, una rama de la ciencia que estudia la evolución de la vegetación en distintos momentos de la historia del planeta a través del análisis del polen y las esporas, estructuras microscópicas que de acuerdo con sus características pueden ser asociadas al tipo de ambiente del que provienen.

Según Juan Francisco Díaz, geólogo del grupo de Paleoclima y Cambio Climático  del SGC, además del polen existen otros archivos naturales, denominados proxies o indicadores paleoclimáticos, que dan pistas sobre la evolución de los ecosistemas como respuesta a procesos de conformación del paisaje, entre ellos las fuerzas que dieron origen a las montañas y los cambios de épocas glaciares a otras con altas temperaturas.

“Estos proxies pueden ser biológicos, como los granos de polen y esporas, con los cuales podemos identificar qué vegetación hubo en determinado tiempo y cómo ha cambiado esta a lo largo de la historia; y geoquímicos, entre los que se encuentran los isótopos de oxígeno, que pueden dar pistas sobre qué tan cálido o frío fue el clima en un determinado período”, cuenta Díaz.

Entre los indicadores con los que puede evidenciarse la evolución de los ecosistemas —en parte controlada por el cambio del clima—, se encuentran los núcleos de hielo de glaciares, los espeleotemas de cavernas (como las estalagmitas), los arrecifes de coral, los anillos de los árboles, y organismos como los foraminíferos y diatomeas. 

Precisamente, Díaz destaca con gran interés el núcleo sedimentario que presenta el mejor registro paleoecológico del cuaternario a nivel mundial, resultado de la combinación de los núcleos Funza I y Funza II.

El núcleo Funza I, que ha sido clave para entender el  Cuaternario (últimos 3 millones de años), tiene 586 metros de longitud, y, para hacerse una idea sobre él, se ve como un cilindro conformado por capas de sedimentos. Pero, ¿por qué dos núcleos perforados en distintos puntos y años se pudieron unir para conformar un solo registro?​

Díaz explica que fue posible gracias a distintos métodos, como la identificación de la primera aparición de los árboles alisos (Alnus) en los dos núcleos. “Se verificó en qué punto aparecían los primeros registros de polen en ambos y, gracias a esto, se pudieron correlacionar y se logró hacer su intersección. Además, gracias a las cenizas volcánicas que se encontraron, se pudo saber que la ventana de tiempo que abarca es de cerca de 2,5 millones de años”. 

Grano de polen de Alnus visto al microscopio. Fotografía tomada de Bennett, K (2017). Pollen Catalogue of the British Isles (Version 3). ​

Aunque este es el registro más completo del país, también pueden destacarse los extraídos en la laguna de Fúquene (Cundinamarca), de 58 metros de longitud y una ventana de tiempo de hasta de 284 mil años; y en la laguna de La Cocha (Nariño), de once metros de longitud y ventana de tiempo de hasta 14 mil años. Esas ventanas de tiempo son, más concretamente, la estimación del tiempo transcurrido desde que se formaron las primeras capas de sedimentos de los núcleos. 

Seis ecosistemas claves del país para los estudios paleoclimáticos 

Para establecer el panorama actual de conocimiento sobre la palinología en el país, el grupo de Paleoclima y Cambio Climático ha recopilado información sobre estudios realizados principalmente a partir del análisis de polen y esporas, tanto por el SGC como por universidades nacionales e internacionales, entre las que se destaca la Universidad de Ámsterdam, en una cooperación promovida por el profesor Thomas van der Hammen desde la década de los sesenta. En ese sentido, se destacan los registros sedimentarios continentales obtenidos de seis ecosistemas del país:

1. Sabana de Bogotá

Como ya lo subrayaba Díaz, el registro sedimentario con los estudios más detallados en lo que respecta a la variabilidad y el cambio climático a lo largo del Cuaternario es la combinación entre los núcleos Funza I y Funza II. Este último está alojado en la Litoteca Nacional y es utilizado actualmente por el grupo de Paleoclima y Cambio Climático para ahondar en su investigación. 

En el caso  del núcleo Funza II se han hecho estudios de contenido de materia orgánica, distribución del tamaño de granos de los sedimentos y análisis de indicadores paleoclimáticos biológicos y físicos. Actualmente, el SGC aplica proxies geoquímicos para complementar la información reportada. 

Con estos datos, los geocientíficos han podido interpretar cómo fue el cambio de la laguna de la sabana de Bogotá en los últimos 2,5 millones de años. Primero hubo una etapa dominada por humedales interceptados por canales fluviales y, posteriormente, se generaron las condiciones propicias para el desarrollo del lago con profundidades de hasta 50 metros. 

Más adelante, específicamente entre 1,2 millones de años y 800 mil años, el lago se mantuvo estable y predominó la vegetación profunda. En los últimos 800 mil años, el nivel del lago empezó a variar entre etapas someras y profundas. Pese a que hace 800 mil años el nivel del lago empezó a fluctuar, hace 27 mil años el lago se colmató de sedimentos. Hoy, sobre estos sedimentos, está construida Bogotá. 

Esta historia nos cuenta cómo los ecosistemas altoandinos y de páramo han cambiado en la sabana de Bogotá, asociados a la intercalación de periodos cálidos y fríos durante el Cuaternario. 

​Ubicación de los registros sedimentarios en la sabana de Bogotá. Tomado de Hooghiemstra, H., Sarmiento Pérez, G., Torres Torres, V., Berrío, J., Lourens, L., & Flantua, S. (2022). ​

2. Bosque húmedo tropical del Chocó

Se tienen los núcleos extraídos de los lagos Caimito, Jataordó y Piusbi. A partir de estos se determinó que la vegetación del Chocó biogeográfico ha sido relativamente estable en los últimos 10 mil años (Holoceno), con algunos cambios relacionados con la evolución de la cuenca sedimentaria del lago Jataordó y la migración de la línea de costa en cercanías a el lago Caimito. 

Los primeros registros de actividad antrópica aparecieron hace 1700 años, y fue posible identificarlos por razones como la presencia de polen de granos de maíz, relacionados directamente con la agricultura. Otro de los hallazgos de estos estudios fue la estabilidad de las lluvias y temperaturas de la región para la ventana de tiempo encontrada.  

3. Bosque seco interandino

Entre los registros sedimentarios que hay para este ecosistema, se destacan Quilichao 1 y La Teta 2, pues evidencian mejor los cambios en la vegetación de los últimos 12 mil años. En los núcleos se encontraron registros palinológicos asociados a ecosistemas como el bosque seco y el bosque altoandino, y vegetación asociada a la familia de las gramíneas.

Estas últimas evidencian la predominancia de las condiciones climáticas secas hace 10 mil a 8 mil años aproximadamente. Posteriormente, entre 8 mil y 2 mil años atrás, se evidencia la disminución de bosque altoandino. Los registros también muestran la evidencia de  actividades antrópicas hace alrededor de 950 años y, gracias a restos carbonizados, se revelan procesos de colonización hace 400 años. 

4. Sabana de los Llanos Orientales

A partir de siete registros sedimentarios tomados en los Llanos Orientales, y de su correlación, se ha podido obtener información para los últimos 20 mil años. Desde los 18 mil a los 6 mil años aproximadamente, que también abarca el Tardiglaciar (hace 15 mil años), hubo condiciones secas que se pueden interpretar por la predominancia de vegetación herbácea. 

Hace aproximadamente 6 mil años, como lo indican todos los registros, disminuye la vegetación seca y, desde ese momento hasta hace 4 mil años, se observa mayor humedad, reflejada en el incremento de vegetación boscosa y en el aumento de la presencia de bosques andinos. Desde hace 4300 años hasta la actualidad se da un incremento de palma que puede estar asociado a una mayor duración de la época húmeda o a la intervención antrópica. 

5. Amazonía

Para la región Amazónica, los registros, en su mayoría colectados en meandros colmatados (curvaturas de los ríos conocidas como madres viejas), cubren hasta 40 mil años. Estos revelan que durante el Tardiglaciar (hace 15 mil años) los bosques tuvieron una alta proporción de la especie arbórea Podocarpus, relacionada con temperaturas bajas.

6. Bosque montano-páramo

Según los registros, entre 14 mil y 20 mil años atrás, el páramo, en lugar de estar a 3200 metros de altura (como en la actualidad), se ubicaba a 2000 metros debido a que las condiciones  climáticas eran más frías. 

Ese cambio altitudinal se vio reflejado también en el bosque altoandino, el cual empezaba a los 1200 metros, y hoy se ubica a 2500 metros. Conocer estas dinámicas altitudinales y del cambio de la vegetación es clave para entender las condiciones cálidas o húmedas por las que han pasado estos ecosistemas.

¿Para qué sirve la información paleoclimática? 

Juan Francisco Díaz trabajando en la adquisición de datos de fluorescencia de rayos X del pozo Funza II. Julio de 2024.

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Según Lorena Rayo, geóloga e integrante del grupo de Paleoclima y Cambio Climático, Colombia se encuentra en una zona de convergencia intertropical (punto de encuentro entre los vientos del norte y el sur global), lo que significa que es un sitio estratégico para investigar los registros del paleoclima (características climáticas de la Tierra y su dinámica a lo largo de su historia) y, con ello, generar información clave para robustecer las estrategias de adaptación al cambio climático en el país y en el mundo. 

Rayo manifiesta que las investigaciones paleoclimáticas aportan herramientas para entender cómo y cuándo se han dado las variaciones, bien sea por eventos naturales o antrópicos, de las temperaturas, la precipitación, la humedad y la respuesta de la vegetación a lo largo de la historia geológica; pero también ayudan a determinar cómo y cuándo las acciones de los seres humanos sobre el planeta han empezado a modificar el comportamiento del clima. 

“En los últimos 100 años, las acciones del hombre han aumentado los niveles de CO2 en la atmósfera y, con ello, se ha generado un efecto de calentamiento que tiene muchas consecuencias. Entre ellas está el incremento en la severidad y la frecuencia de eventos climáticos como las sequías y las inundaciones. Por eso, investigaciones como las que estamos realizando son muy importantes para prepararnos y adaptarnos ante esos cambios que estamos viviendo y que vendrán”, concluye Rayo.