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“Análisis Paleoambientales en sedimentos lacustres del Lago Fonck, Rio Negro, Argentina a partir de Proxies Magnéticos y Biológicos.” Trabajo final de la Licenciatura en Tecnología Ambiental. Facultad
de Ciencias Exacta, UNICEN.
2021
AUTOR: Petruzzella, Florencia
DIRECTOR: Dra. Irurzun, Alicia
CODIRECTOR: Dra. Massaferro, Julieta
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Contenido
Agradecimientos .................................................................................................................... 4
1. Resumen ......................................................................................................................... 5
2. Objetivos ......................................................................................................................... 7
2.1. Objetivos generales ................................................................................................. 7
2.2. Objetivos particulares .............................................................................................. 7
3. Introducción .................................................................................................................... 9
4. Propiedades magnéticas de los materiales ................................................................. 11
4.1. Dominios magnéticos ............................................................................................ 14
4.2. Susceptibilidad Magnética ..................................................................................... 15
4.3. Magnetización Remanente Anhistérica ................................................................. 17
4.4. Magnetización Remanente Isotérmica .................................................................. 18
4.5. Estudios de susceptibilidad en función de temperatura (𝑘 vs T) .......................... 20
5. Equipos utilizados para mediciones magnéticas ......................................................... 22
5.1. Resumen de los parámetros magnéticos utilizados .............................................. 24
6. Indicador biológico ....................................................................................................... 25
6.1. Quironómidos ........................................................................................................ 25
6.1.1. Subfamilias Chironominae .............................................................................. 27
6.1.2. Subfamilia Tanypodinae ................................................................................. 29
6.1.3. Subfamilia Orthocladiinae .............................................................................. 30
6.1.4. Subfamilia Podonominae ............................................................................... 31
6.1.5. Procedimiento para la recolección de cápsulas ............................................. 31
6.2. Determinación de materia orgánica ...................................................................... 32
7. Sitio de estudio y muestreo ......................................................................................... 34
7.1. Monte Tronador..................................................................................................... 36
7.2. Clima de la zona ..................................................................................................... 38
7.3. Muestreo ................................................................................................................ 40
8. Resultados y discusiones .............................................................................................. 43
3
8.1. Resultados de mediciones magnéticas .................................................................. 43
8.1.1. Mineralogía magnética ................................................................................... 43
8.1.2. Concentración (k, ARM, SIRM) ....................................................................... 53
8.1.3. Tamaño de grano magnético .......................................................................... 55
8.2. Resultados de las técnicas biológicas .................................................................... 57
8.2.1. Contenido de MO ........................................................................................... 57
8.2.2. Conteo de cápsulas cefálicas de quironómidos ............................................. 58
8.3. Relación entre las técnicas magnética y biológica ................................................ 62
8.4. Cronología .............................................................................................................. 66
8.5. Estimación del nivel de agua del Lago Fonck ..................................................... 69
9. Conclusiones ................................................................................................................. 73
ANEXO .................................................................................................................................. 76
Bibliografía ........................................................................................................................... 82
4
Agradecimientos
Este trabajo fue realizado por Florencia Petruzzella, alumna de la carrera de Licenciatura
en Tecnología Ambiental perteneciente a la Facultad de la Ciencias Exactas de la
Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires (UNCPBA), como parte de
su Trabajo Final. Dicho trabajo fue realizado en su mayoría en el Instituto de Física Arroyo
Seco (IFAS, Tandil) de la UNCPBA y por lo tanto se agradece a los miembros del
Laboratorio de Paleomagnetismo y Magnetismo Ambiental, en particular a la Dra. Alicia
Irurzun, que estuvo a disposición siempre que fue necesario, y a la becaria doctoral
Romina Achaga por la ayuda brindada.
Agradecer a los miembros del departamento de Conservación y Educación Ambiental del
Parque Nacional Nahuel Huapi (CENAC), en especial a la Dra. Julieta Massaferro, la Dra.
Fernanda Monte de Oca y la becaria Fernanda Charqueño por la gentileza prestada
durante la estadía en la ciudad de San Carlos de Bariloche, Rio Negro.
También agradecer a los miembros del Laboratorio de Histología de la Facultad de
Ciencias Veterinarias de la UNCPBA, en especial al Lic. Juan Herrera, por brindar
elementos que fueron necesarios para la realización del Trabajo Final, la amabilidad y la
predisposición en todo momento.
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1. Resumen
El estudio del clima en el pasado es crucial para predecir fenómenos naturales futuros y
de esa manera poder tomar de decisiones en base a esto, para resguardar la salud de las
personas y el bienestar del planeta. En éste trabajo se estudiará cómo cambió el clima en
el pasado en la región Oeste de Patagonia Norte.
Variables ambientales como la temperatura y las precipitaciones no se pueden medir
directamente para el pasado, dichas variables influyen en la química y la biología de los
distintos ecosistemas naturales. La reconstrucción del entorno pasado es posible
mediante el uso de “proxies”. Estos proxies proporcionan una mejor comprensión del
clima pasado y permiten evaluar la sensibilidad del modelo climático, mejorando así
nuestra capacidad de predecir el cambio climático futuro (Henderson, 2002).
Los sedimentos de lagos son excelentes fuentes para obtener información de estas
variaciones, ya que proveen un registro continuo y de alta resolución de depositación a lo
largo del tiempo. Dichos sedimentos son muy buenos registros de parámetros magnéticos,
biológicos, entre otros, los cuales se usan ampliamente en el mundo como proxies
paleoambientales de larga y corta duración. La combinación de múltiples indicadores o
proxies asegura una evaluación integral de los sistemas acuáticos, ya que cada indicador
presenta una sensibilidad y una respuesta particular a cada tipo de perturbación, natural o
antrópica, que afecta al sistema.
Las variaciones de los parámetros magnéticos en un perfil sedimentario lacustre brindan
información acerca de la concentración, composición y tamaño de grano magnético, que
derivan de cambios climáticos producidos en el pasado a partir de la interpretación de
diferentes parámetros asociados. Esta información, en algunos casos, puede reflejar
cambios en la fuente de origen y composición de mineral detrítico y del balance entre
componentes sedimentarios alóctonos y autóctonos, como así también cambios
diagenéticos y pedogenéticos. En el mismo sentido, los estudios de insectos acuáticos
subfósiles permiten, no sólo reconocer las tendencias ambientales y climáticas de los
6
últimos miles de años, sino también eventos climáticos de media y alta frecuencia de
interés global, ya que el crecimiento y desarrollo de dichos insectos son sensibles a
cambios, por ejemplo de temperatura, pH, contenido de materia orgánica, entre otros,
que los hace excelentes bioindicadores (Cranston, 2000).
7
2. Objetivos
2.1. Objetivos generales
El siguiente trabajo tiene como objetivo el análisis de muestras sedimentarias de un perfil
lacustre a través de la medición e interpretación de parámetros magnéticos y biológicos.
Dichas muestras fueron obtenidas de un testigo extraído del Lago Fonck (41°18′36″S,
71°47′13″O) ubicado en el Noroeste de Patagonia, dentro del Parque Nacional Nahuel
Huapi (PNNH), Río Negro, Argentina.
Se determinarán las características magnéticas como la concentración, composición y
tamaño de grano de los minerales magnéticos presentes mediante parámetros y cocientes
utilizados ampliamente como aproximaciones para variaciones paleoambientales
(Thompson & Oldfield, 1986; Ortega Guerrero et al., 2000; Vázquez Castro, 2012). Los
estudios multiproxy en sedimentos lacustres permiten una reconstrucción más confiable
del ambiente en el pasado, por tanto, se combinarán estudios paleomagnéticos con
análisis de insectos subfósiles de la Familia Chironomidae. Estos insectos tienen una
rápida respuesta a cambios ambientales lo cual los hace excelentes indicadores climáticos.
Se buscará correlacionar los resultados magnéticos y biológicos desde un punto de vista
ambiental.
A partir del procesamiento y posterior análisis de los diferentes parámetros calculados se
construirá una curva de variaciones paleoambientales.
2.2. Objetivos particulares
Dentro de los objetivos particulares de este trabajo, se propone la medición y análisis de
parámetros magnéticos y biológicos en muestras extraídas de un testigo completo del
Lago Fonck. La instrucción acerca del protocolo de preparación de las muestras y el
empleo y manejo correcto de equipos de medición (para evitar la destrucción de la
8
muestras permitiendo realizar tanto el análisis magnético como biológico), fue realizado
en las Prácticas Profesionales Supervisadas como trabajo preliminar. Los parámetros
magnéticos utilizados serán: susceptibilidad magnética; magnetización remanente
anhistérica; magnetización remanente isotérmica y mediciones de susceptibilidad
magnética en función a la temperatura. Los parámetros biológicos utilizados serán las
cápsulas cefálicas de las larvas de Quirónomidos (Insecta: Chironomidae) y porcentaje de
materia orgánica.
Aquí se determinará la mineralogía magnética a fin de identificar los distintos materiales
que componen las muestras, ya que cada uno se forma en situaciones ambientales
particulares. Determinar el tamaño de grano magnético con la intensión de reconstruir las
variaciones hidrológicas acaecidas en el lago durante el período de deposición y
consolidación de los sedimentos e investigar las fuentes de minerales magnéticos.
Determinar la concentración de minerales magnéticos, que en conjunto con los datos
anteriores, puede proveer información acerca de las variaciones en el nivel del lago en
estudio.
Se buscará asociar los cambios en las comunidades de insectos junto a parámetros no
biológicos a procesos hidrológicos y climáticos reflejados en los cambios sedimentarios y
de composición del mineral magnético, para el testigo completo.
9
3. Introducción
La estimación del comportamiento y funcionamiento presente-futuro de los ecosistemas
terrestres, que garantiza la vida y la seguridad de las sociedades humanas en la tierra,
depende estrechamente del entendimiento de su respuesta a las distintas forzantes tanto
naturales como aquellas inducidas por el hombre (Jones & Mann, 2004; Saulnier Talbot,
2016). Las variaciones en el complejo sistema climático mundial se deben, generalmente,
a cambios en los patrones de precipitaciones y en la temperatura media de la superficie
de la Tierra los cuales a su vez influyen fuertemente en el ciclo de agua en los ecosistemas
acuáticos del planeta (IPCC, 2007).
Los estudios del clima antes de que se dispusiera de registros de temperatura,
precipitación y otros datos instrumentales (últimos 150 años) constituyen la
paleoclimatología (Bradley, 1999). Los paleoclimatólogos estudian la variabilidad climática
en diversas escalas de tiempo para encontrar indicios que ayuden a la sociedad a
planificar en relación con los futuros cambios climáticos y determinar la periodicidad de
ciertos fenómenos a escala global. Debido a que la mayoría de los registros se encuentran
en el Hemisferio Norte, es un campo de estudio con mucho potencial para los países del
Hemisferio Sur, verificando y relacionando sucesos o fenómenos que se cree que podrían
haber sucedido a escala global, pero aún no están confirmados.
Para analizar estos datos es necesario utilizar ciertas técnicas valiéndose de registros
ambientales naturales que proveen información, a la cual se la conoce como proxy
(Cohen, 2003). Algunos de estos registros o grabadores son: anillos de árboles, testigos de
hielo, corales, datos históricos y sedimentos oceánicos y lacustres. Entre los proxies
globalmente utilizados se encuentran el oxígeno 18, diatomeas, quironómidos,
parámetros magnéticos, composición sedimentaria, granos de polen, charcoal,
ostrácados, etcétera.
La combinación de los distintos proxies y los diversos parámetros geomorfológicos,
sedimentológicos y geoquímicos, nos permiten reforzar la evidencia obtenida (Lotter,
10
2003). Sin embargo, la correcta interpretación de los datos depende del conocimiento
ecológico actual (Islebe, 1999).
Al extraer testigos de océanos o lagos, se pueden observar las diferentes capas de
sedimentos, las cuales contienen minerales magnéticos y restos de organismos como
insectos acuáticos, que se han ido depositando a lo largo del tiempo (Fig. 1). En particular
el estudio de los lagos, a diferencia de los océanos, muestra registros de alta resolución ya
que permite estudiar periodos cortos y más precisos del tiempo. En contraposición, si se
desea estudiar periodos más largos es necesario extraer testigos de mayor longitud y esto
se traduce en considerables aumentos en los costos de la logística involucrada.
Figura 1. Esquema del camino que siguen las partículas magnéticas (negras) y las no
magnéticas (grises) desde que caen en la columna de agua hasta la consolidación
(modificada de Tauxe, 1993).
11
4. Propiedades magnéticas de los materiales
El hierro (Fe) es un elemento muy común en la corteza terrestre y por lo tanto la mayoría
de las sustancias exhiben alguna forma de comportamiento magnético: diamagnetismo,
paramagnetismo, ferromagnetismo (Valencio, 1980).
Las características magnéticas de las rocas de la corteza terrestre están definidas por las
propiedades de sus minerales constituyentes. La magnetización remanente de algunas
rocas se debe precisamente, a la presencia de minerales ferrimagnéticos o
ferromagnéticos, en particular, óxidos de hierro y titanio, y sulfuros de hierro, dispersos
en una matriz de silicato para o diamagnéticos. Estas rocas son capaces de adquirir
diferentes tipos de magnetizaciones remanentes naturales. Ciertas características
magnéticas, que serán definidas más adelante (temperatura de Curie, magnetización de
saturación) dependen únicamente de la composición química de los minerales
ferrimagnéticos o ferromagnéticos, pero otras (susceptibilidad magnética, ciclo de
histéresis) también dependen de la forma de los granos magnéticos, de su anisotropía
magnetocristalina, de la cantidad de minerales por unidad de volumen y de la interacción
magnética entre minerales adyacentes (Achaga, 2017).
El diamagnetismo es una propiedad magnética fundamental, es extremadamente débil en
comparación con otros efectos magnéticos y, por lo tanto, queda oculto por todos los
demás tipos de comportamiento magnético. Al aplicar un campo magnético externo, la
magnetización resulta negativa, y se pierde tan pronto como se elimine el campo
magnético. El momento magnético es función del campo aplicado y es independiente de
la temperatura (Thompson & Oldfield, 1986). Dentro de los materiales diamagnéticos se
encuentra el agua, el oro, el cobre, entre otros.
En un campo magnético aplicado, los materiales paramagnéticos se comportan de manera
opuesta a los diamagnéticos, siendo atraídos por las regiones de campo fuerte. El
comportamiento paramagnético puede ocurrir cuando átomos, iones o moléculas poseen
un momento dipolar magnético permanente elemental. Los dipolos tienden a alinearse
12
paralelos con la dirección de cualquier campo aplicado y causar una débil magnetización
positiva, sin embargo, la magnetización de un paramagnético se pierde una vez que se
elimina el campo por efectos térmicos y su comportamiento es inversamente proporcional
a la temperatura absoluta (Evans & Heller, 2003). Los carbonatos de hierro y manganeso,
son ejemplos de minerales naturales paramagnéticos.
Los materiales ferromagnéticos (Fig. 2) como el hierro resultan del fenómeno de
magnetización espontánea, es decir, que guardan magnetización incluso en ausencia de
un campo magnético. Su momento magnético neto es mucho mayor que el que presentan
los materiales paramagnéticos y diamagnéticos. Se caracterizan por la forma en que sus
propiedades magnéticas cambian dramáticamente con una temperatura crítica, llamada
temperatura de Curie. Por debajo de ésta, un material ferromagnético puede llevar una
fuerte magnetización remanente, pero por encima, su ordenamiento ferromagnético se
pierde por energía térmica y se comporta como un paramagnético. Los materiales
ferrimagnéticos (Fig. 2) también tienen una magnetización remanente por debajo de la
temperatura de Curie. Los momentos magnéticos elementales de éstos son ordenados
regularmente en un sentido antiparalelo, pero la suma de los momentos apuntando en
una dirección excede a la suma en la dirección opuesta, que conduce a una magnetización
neta, siendo un ejemplo de ello, la magnetita. En materiales antiferromagnéticos (Fig. 2)
hay nuevamente dos sub-redes magnéticas que son antiparalelas, pero sus momentos
magnéticos son idénticos, por lo que el material exhibe magnetización espontánea cero. El
orden antiferromagnético también se destruye por agitación térmica a la temperatura de
Neel. El mineral hematita es un ejemplo de cristal natural con una estructura
antiferromagnética imperfecta (Thompson & Oldfield, 1986).
13
Figura 2. Magnetización de materiales ferromagnéticos, ferrimagnéticos y
antiferromagnéticos. (Thompson & Oldfield, 1986). Cada flecha indica la dirección de los
momentos magnéticos.
La concentración, composición y/o tamaño de grano magnético de los sedimentos se usan
ampliamente como aproximaciones para variaciones paleoambientales (Thompson &
Oldfield, 1986; Ortega Guerrero et al., 2000; Vázquez Castro, 2012). Esta información en
algunos casos puede reflejar cambios en la fuente de origen y composición del mineral
detrítico y del balance entre componentes sedimentarios alóctonos y autóctonos, como
así también cambios diagenéticos y pedogenéticos. En ocasiones, sus resultados son
citados como magnetic-proxy de tal forma de homologarlos al ya reconocido proxy- data
18O o el 13C, entre otros. Las implicancias paleoclimáticas de los resultados de estudios de
magnetismo ambiental en sedimentos lacustres han sido estudiadas por numerosos
autores (Stockhausen & Zolitschka, 1999; Sagnotti et al., 2001; Rousse et al., 2006). En
particular, numerosos estudios paleoclimáticos multidisciplinarios han sido realizados en
la Patagonia (Whitlock et al., 2001, Tonello et al., 2009, Irurzun, et al., 2014), los cuales
desde diferentes enfoques analizan las interpretaciones acerca del cambio climático y los
forzantes de dicho cambio desde el Pleistoceno tardío - Holoceno.
14
4.1. Dominios magnéticos
Un material ferromagnético, se encuentra dividido en pequeñas regiones en las que la
magnetización es uniforme pero el vector de magnetización dentro de cada región difiere
del de sus regiones vecinas. Cada región se conoce como dominio magnético y surgen
debido a la minimización de la energía total de la muestra.
Las zonas de transición o de discontinuidad entre dominios magnéticos vecinos se
denominan paredes de Bloch (Fig. 3). A través de dichas paredes la dirección de los spines
de los electrones no apareados debe cambiar continuamente, desde la correspondiente a
un dominio hasta aquella del dominio vecino. Esto implica que a través de una pared de
Bloch, los momentos magnéticos atómicos poseen direcciones muy distintas de aquellas
correspondientes al eje de magnetización fácil del cristal (Valencio, 1980).
Figura 3. Esquema de las paredes de Bloch (Thompson & Oldfield, 1986).
15
Los granos minerales que contienen muchos dominios se llaman partículas multidominio
(MD); aquellos que contienen solo uno se conocen como partículas de dominio simple
(SD). El límite entre estos no está totalmente definido, ya que hay una gran cantidad de
granos que contienen solo unos pocos dominios. Estrictamente hablando, tales granos son
MD, pero poseen muchas de las propiedades de ensamble de granos SD.
Stacey (1963) se dió cuenta de la importancia de los granos de este tipo, para los cuales
acuñó el término partículas de pseudo-dominio simple (PSD). Las dimensiones reales de
los granos que caen en las diversas categorías (MD, PSD, SD) son en gran medida una
función del mineral en cuestión (Evans & Heller 2003). En la naturaleza, los procesos
geológicos llevan a una amplia distribución de tamaños de grano, tal es así que en
resultados de investigaciones ambientales se pueden encontrar las tres categorías.
Los granos ultrafinos que se encuentran fuera de su estado de equilibrio debido a la
relación entre la energía del campo magnético externo y la energía térmica a temperatura
ambiente se denominan granos con dominios super-paramagnéticos (SP) (Thompson &
Oldfield, 1986).
4.2. Susceptibilidad Magnética
La susceptibilidad magnética (𝑘) brinda información acerca de la concentración,
composición y/o tamaño de grano.
𝑘 es la capacidad de adquirir magnetización por unidad de campo magnético aplicado, y
en las unidades del Sistema Internacional (SI), es adimensional. Para obtener su valor es
necesario realizar la medición durante la aplicación de un campo magnético uniforme de
baja intensidad, lo que lo hace un proceso no destructivo y reversible. Los valores de
susceptibilidad dependerán de las características magnéticas de los materiales que
componen la muestra y de la concentración de los mismos. Esto da una primera
aproximación de la composición mineralógica de la muestra. Matemáticamente,
16
𝑴 = 𝜿 ∙ 𝑩 (𝟏)
[M] = [B] = [A/m]
𝑘 = sin unidades [SI]
donde B es el campo magnético aplicado, M es la magnetización (macroscópica) debida a
la contribución microscópica de momentos magnéticos dipolares inducidos y
permanentes y 𝑘 es la susceptibilidad magnética (tensor de segundo orden).
Asumiendo que no existe anisotropía en el medio es posible establecer a partir de (1), la
susceptibilidad magnética volumétrica, a partir de la siguiente relación lineal:
𝜿 = 𝑴 / 𝑩 (𝟐)
Donde 𝑘 es un escalar.
La susceptibilidad 𝑘 guarda relación con el tamaño del grano del mineral. Cuanto más
grande sea un grano de mineral ferromagnético, mayor será el número de dominios que
en él se definan y será más fácil su magnetización; contrariamente, los granos minerales
pequeños (no SP) son magnéticamente duros y poseen 𝑘 bajas.
Asimismo, es necesario definir un parámetro muy útil, la susceptibilidad magnética
específica, o susceptibilidad por unidad de masa, χ:
𝝌 = 𝜿 / 𝝆 (𝟑)
ρ [kg/m3] (densidad del material).
Los granos SP son sensibles a los cambios de frecuencia del campo aplicado. Cuando la
frecuencia de H aplicado aumenta, los granos SP no alcanzan el equilibrio. Por lo tanto, el
valor de 𝑘 obtenido es menor. Para estimar la presencia y proporción de granos con
dominios SP en una muestra se utiliza un factor de frecuencia (F) que se calcula a partir de
la siguiente fórmula:
17
Tabla 1. Valores de referencia de F (Dearing, 1999).
F< 2% No hay granos SP.
2% < F< 10% Hay presencia de SP
mezclado con granos de
mayor tamaño.
10% < F< 14% Hay mayoría de granos SP.
4.3. Magnetización Remanente Anhistérica
La magnetización remanente anhistérica (ARM: por sus siglas en inglés) consiste en aplicar
dos campos simultáneos: uno continuo de baja intensidad (B0) y otro alterno de
intensidad decreciente (AF, “alternating field”). En este proceso el campo magnético
alterno cumple el papel de relajar el sistema y reorientar los momentos magnéticos
dipolares permanentes en forma aleatoria, de manera similar a las excitaciones térmicas
en los procesos de termoremanencia (Chaparro, 2006).
El campo magnético continuo de baja intensidad magnetiza la muestra en una dirección
particular. Este campo es usualmente del orden del campo magnético terrestre. Solo las
partículas magnéticas que tiene un tamaño apropiado quedan magnetizadas de manera
estable (Turner, 1997). La ARM depende de la concentración de minerales
ferrimagnéticos, de su tamaño de grano y es independiente de la fracción diamagnética y
paramagnética (Maher, 1988). En muestras mono-minerales, ayuda en la discriminación
18
de tamaños de granos magnéticos, ya que es sensible a la presencia de granos
ferrimagnéticos de dominio SD o PSD (Hunt et al., 1995).
La ARM también se utiliza como indicador de la concentración de minerales magnéticos y
es posible construir curvas de adquisición de remanencia magnética (Gubbins & Herrero-
Berbera, 2007). La ARM decrece un orden de magnitud entre granos de 0,1 y 1 µm, esta
dependencia se da para titano-magnetitas (Ti-magnetitas), maghemitas y hematitas (Xu &
Dunlop, 1993; Dankers, 1978).
4.4. Magnetización Remanente Isotérmica
La magnetización remanente isotérmica (IRM: por sus siglas en inglés) es la magnetización
adquirida por una muestra cuando es expuesta a la aplicación de campos magnéticos
directos a temperatura constante (en general, temperatura ambiente). La intensidad del
campo magnético aplicado va aumentando hasta saturar la magnetización de todos los
minerales ferrimagnéticos contenidos en las muestras, a este valor final se lo llama IRM de
saturación (SIRM) (Fig. 4). Los minerales ferrimagnéticos como la magnetita o la
maghemita, llegan a la saturación en campos entre 100 y 300 mT, mientras que minerales
antiferromagnéticos como la hematita, no alcanzan el valor de SIRM con campos menores
a 1 T (Turner, 1997).
19
Figura 4. Curva de magnetización adquirida, mostrando los parámetros de BCR y B0CR’.
Posteriormente a las muestras se les aplican campos magnéticos en el sentido contrario al
que fueron magnetizadas, denominados campos magnéticos reversos. Al ir aumentando el
campo reverso se observará que el valor de IRM comienza a disminuir y luego cambia el
signo de la magnetización. Al valor de campo, para el cual la magnetización remanente se
hace 0, se lo conoce como campo coercitivo de la remanencia (BCR) (Fig. 4), el cual brinda
información acerca de la mineralogía y tamaño de grano de los minerales magnéticos
presentes. A partir del BCR, se aplican campos de valores de 100 y 300 mT que sirven para
definir el parámetro S ratio (Turner, 1997). Éste, proporciona información sobre las
cantidades de minerales de alta y baja coercitividad que existe en las muestras.
El valor del campo magnético en donde el valor de la magnetización de saturación es la
mitad (SIRM/2) se lo conoce como B0CR´, y también es característico de cada mineral.
20
4.5. Estudios de susceptibilidad en función de temperatura (𝑘
vs T)
Se mide susceptibilidad magnética durante el calentamiento y enfriamiento de la muestra
y los cambios de 𝑘 descriptos por la curva son característicos de cada mineral magnético.
A partir de una determinada temperatura, la energía térmica involucrada hace que una
muestra de material ferrimagnético o antiferromagnético se vuelva paramagnética y 𝑘
disminuya. La temperatura a la cual sucede esto, se conoce como temperatura de Curie
(TC) o Neel y es de suma importancia ya que sirve para discriminar minerales magnéticos
que componen la muestra.
La TC característica para la magnetita es de 580ºC (Evans & Heller, 2003), y en el caso que
haya en la muestra presencia de titanio (Ti-magnetita), esta temperatura decrece de
manera cuasi-lineal en relación a la cantidad de titanio que posee la muestra. Para la
hematita, la TC=680ºC (Butler, 1992), y disminuye linealmente debido también a la
presencia de titanio (Ti-hematita).
La greigita tiene una TC desconocida, pero muchos autores mencionan temperaturas entre
320ºC y 330ºC (Roberts et al., 2011). Éste es un mineral de relevancia ambiental debido
que se puede formar en sedimentos marinos y lacustres en condiciones anóxicas. También
puede formarse debido a la acción de bacterias magnetotácticas, que viven en ambientes
ricos en azufre (Evans & Heller, 2003).
21
Tabla 2. Resumen de propiedades magnéticas típicas de muestras minerales (Maher &
Thompson, 1999; Evans & Heller, 2003; Butler, 1992; Roberts et al., 2011).
Mineral TC
(ºC)
MS
(Am2/kg)
𝝌
(10-6m3/kg)
ARM
(mAm2/kg)
SIRM
(Am2/kg)
Magnetita 580 92 400-560 18-110 9-22
Titanomagnetita <580 24 170-200 80-480 7-12
Hematita 680 0,5 0,6 0,002 0,24
Greigita 320-330 20 120 110 11
Pirrotita 300 17 50 80 4,5
Goethita 150 0,5 0,7 0,005 0,05
Hierro 770 220 2000 800 80
Paramagnético 1/T - 1 0 0
Diamagnético Constante - -0,006 0 0
22
5. Equipos utilizados para mediciones magnéticas
El protocolo de medición se realiza de tal forma que una medición perturbe lo menos
posible a la siguiente. Para esto se utilizan equipos (Ver ANEXO) que apliquen a las
muestras campos magnéticos débiles, intermedios y fuertes, en ese orden. Se realizaron
las siguientes mediciones en el orden propuesto según el protocolo de trabajo
establecido:
I. Susceptibilidad magnética (𝑘)
Las mediciones fueron realizadas con el Susceptibilímetro MS2B de Bartington
Instruments Ltd, que permite medir susceptibilidad en alta y baja frecuencia (4,7 kHz y
0,47 kHz respectivamente). Las muestras fueron medidas dos veces y entre cada una de
estas se realizó una medición de “aire” para calcular la deriva del equipo y luego se
promediaron los resultados para cada frecuencia.
II. Magnetización Remanente Anhistérica (ARM)
Se aplicaron campos magnéticos alternos con pico máximo en 100 mT y continuo de 0.09
mT, para esto se utilizó un desmagnetizador Molspin Ltd junto con el equipo de pARM.
Para medir la remanencia, se utilizó un Magnetómetro tipo JR6A AGICO.
III. Magnetización Remanente Isotérmica (IRM)
Para realizar este tipo de mediciones se utilizó el equipo Magnetizador de pulso ASC
Scientific modelo ASC-IM10 y luego se midieron las muestras en el Magnetómetro JR6A
AGICO.
Las muestras fueron magnetizadas con campos crecientes desde 5 mT hasta 1144 mT de
forma sucesiva, haciendo que la muestra sature. Una vez que la muestra alcanzó la
saturación, se aplica un campo reverso a partir de 5 mT también, hasta que el valor de
magnetización de la muestra fuese negativo. Una vez conseguido esto, se les aplicaron a
las muestras campos reversos de 100 y 300 mT.
23
IV. Susceptibilidad en función de Temperatura (𝑘 vs T)
La medición de 𝑘 vs T es la última medición que se realiza ya que es un proceso
destructivo tanto físico como magnético. Es necesario secar las muestras previamente a
temperatura ambiente y molerlas, para generar un material fino, y así poder colocarlas en
el porta muestra del equipo. Se utilizó entonces, un equipo Bartington MS2WFP para
medir la susceptibilidad en función de la temperatura para solo tres muestras del testigo,
ya que al ser éste un método destructivo, las muestras serían desechadas y no podrían ser
utilizadas para realizar la observación mediante la técnica biológica.
Una vez preparada la muestra se coloca en el equipo y se comienza a elevar la
temperatura gradualmente desde 30ºC hasta 700ºC con una rampa de calentamiento de
15ºC por minuto y luego comienza a descender hasta alcanzar los 50ºC, durante todo el
proceso se realizan mediciones de susceptibilidad automáticamente cada 2º y se grafican
las dos curvas (calentamiento y enfriamiento), en una PC conectada al equipo. Para
encontrar el valor de TC, se utilizó el Método de Prevot (Prevot et. al., 1993).
V. Determinación de fases magnéticas
Para determinar la proporción de minerales duros y blandos que componen una muestra
se utilizó un programa de versión online, llamado Max UnMix (Maxbauer et al., 2016).
Dicho programa utiliza las curvas de adquisición de IRM para determinar el número de
componentes magnéticos de cada muestra y en qué proporción se encuentra cada una de
ellos, mediante métodos estadísticos. El método estadístico utilizado es el desarrollado
por Kruiver (Kruiver et al., 2001), que consiste en ajustar estas curvas a una distribución
normal logarítmica para cuantificar la distribución magnética cuando hay más de una
componente. El ajuste puede hacerse debido a que la distribución del tamaño de grano
magnético es logarítmica, típica de los constituyentes de trazas en las rocas. El método
discrimina en base a la coercitividad de cada mineral.
Se realizó la determinación de las fases magnéticas a la totalidad del testigo, ya que se
contaba con las curvas de adquisición de IRM de todas las muestras.
24
5.1. Resumen de los parámetros magnéticos utilizados
A continuación se resumen los parámetros que fueron calculados a partir de las
mediciones magnéticas realizadas:
Tabla 3. Parámetros determinados en las mediciones magnéticas.
PARÁMETRO FÓRMULA UTILIDAD
𝑘 volumétrica
(κ)
𝑘 ∗ 10
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
Indica capacidad de magnetización durante la
aplicación de un campo magnético por unidad de
volumen.
𝑘 específica
(χ)
𝑘(𝑣𝑜𝑙) ∗ 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
𝑝𝑒𝑠𝑜
Indica capacidad de magnetización durante la
aplicación de un campo magnético por unidad de
masa.
Factor de
frecuencia F
𝑘𝑙𝑓 − 𝑘ℎ𝑓
𝑘𝑙𝑓∗ 100
Muestra la proporción de granos SP presentes en la
muestra.
ARM/κ1
ARM/SIRM
SIRM/κ
Estas relaciones son ampliamente usadas como
indicadores de tamaño de grano, considerando un
arreglo de mineralogía aproximadamente
constante. Partículas pequeñas dan altos valores del
cociente, ya que tienen mayor capacidad de adquirir
la remanencia por poseer dominios simples/
pseudo-simples.
S 𝐼𝑅𝑀(−300𝑚𝑇)
𝑆𝐼𝑅𝑀
Proporciona una medida de las cantidades relativas
de minerales de alta y baja coercitividad, granos
“duros” y “blandos” respectivamente.
Bcr
Campo magnético
reverso necesario
para anular la
SIRM
Indica principalmente el tipo de mineral presente en
la muestra, aunque también depende del tamaño
de grano magnético.
B0cr’ Valor del campo
magnético en
donde ocurre
SIRM/2
El valor es característico de cada mineral y también
depende del tamaño de grano magnético.
1
Para calcular todos los parámetros se utiliza la susceptibilidad media en baja frecuencia.
25
6. Indicador biológico
6.1. Quironómidos
Los quironómidos (Diptera: Chironomidae) constituyen la familia de insectos más
numerosa y abundante de los ecosistemas de agua dulce. Sus larvas acuáticas poseen
características morfológicas en las cápsulas cefálicas que permiten que se preservan en los
sedimentos permitiendo su uso en estudios paleolimnológicos y climáticos del pasado.
(Walker, 2001). Por su sensibilidad a cambios del ambiente estos insectos representan
uno de los grupos más importantes para estudios de calidad de aguas (Armitage, 1995;
Langdon et al., 2010, Lotter et al., 1998; Langdon et al., 2006). Los quironómidos
responden a cambios de productividad del sistema mostrando cambios en sus
comunidades que reflejan cambios temporales en la carga de nutrientes del cuerpo de
agua y/o cambios en la proporción de nutrientes, principalmente fósforo. (Brooks et al.,
2001; Scheffer, 2004).
Además de esta estrecha relación con el estado trófico de los cuerpos de agua, estos
insectos acuáticos tienen una rápida respuesta a cambios climáticos tanto naturales como
antropogénicos. La temperatura tiene un rol dominante en el desarrollo del ciclo de vida
de los quironómidos, tanto en el crecimiento de los huevos, como el de las larvas y la
pupa. Algunos comportamientos del adulto también son influenciados por la temperatura
como es el ejemplo de la maduración de los huevos, la actividad sexual, entre otros, lo
cual los hace también excelentes indicadores climáticos.
Estos insectos tienen características que son útiles en estudios paleoecológicos; 1) poseen
ciclos de vida relativamente cortos, con lo cual responden rápidamente a cambios en su
ambiente, en términos de diversidad y composición, 2) los adultos son móviles, y 3) las
larvas poseen cápsulas cefálicas o cabeza quitinosa que se preservan en los sedimentos
lacustres y poseen caracteres importantes que permiten identificar géneros y muchas
veces especies (Massaferro, 2009).
26
En cuanto al ciclo de vida (Fig. 5), las hembras adultas ponen los huevos en los hábitats
acuáticos. Las larvas que eclosionan, generalmente, van pasando por diferentes estadios
larvales. Éstas son a menudo planctónicas en su primer estadio, flotan en la columna de
agua y se alimentan de partículas microscópicas. Después de su primera muda, las larvas
de la mayoría de las especies descienden hasta el fondo para seguir un desarrollo
bentónico por el resto de la etapa larval. Las larvas se transforman en pupas, que a
menudo se mantienen dentro de un refugio o capullo. A pesar de la corta vida de las
pupas (comparadas con las larvas) pudiendo vivir de solo unas pocas horas a varios días,
en éstas se producen grandes cambios morfológicos. Cuando es el momento de emerger,
la pupa nada hacia la superficie y el adulto es expulsado fuera de su vieja piel.
La cápsula cefálica larval quitinosa se conserva fácilmente en el sedimento del lago y, por
lo tanto, se recuperan y pueden ser identificadas. La movilidad de los mosquitos adultos
junto con su ciclo de vida corto les permite responder a cambios climáticos muy
rápidamente.
Figura 5. Ciclo de vida de Chironomidae (Modificado de Walker, 1987).
27
En Sudamérica, la Familia Chironomidae posee 11 subfamilias de las cuales 9 están
representadas con aproximadamente 618 especies descriptas (Ferrington, 2008). Las
Subfamilias Chironominae, Tanypodinae, Orthocladiinae contienen el mayor número de
especies presentes en Argentina, siendo Chironominae y Tanypodinae las subfamilias más
frecuentes en todo el territorio y las más estudiadas en los últimos años (Marchese &
Paggi, 2004). En cuanto a la identificación taxonómica, las observaciones de los caracteres
morfológicos se hacen comúnmente sobre las larvas de la última fase, debido a que su
mayor tamaño permite observar en detalle la morfología de los caracteres taxonómicos.
6.1.1. Subfamilias Chironominae
Esta subfamilia (Fig. 6) posee cápsulas cefálicas que se caracterizan por poseer un aspecto
generalmente rectangular o cuadrado con placas ventromentrales en forma de abanico o
triangulo invertido. Otro carácter taxonómico importante de esta subfamilia que las
distingue de otras, es la configuración de los dientes del mentón.
Figura 6. Subfamilia Chironominae. Vista ventral (Massaferro et al., 2013).
28
La tribu Tanitarsini (Fig. 7) presente en esta subfamilia, se caracteriza por poseer estas
placas ventromentales de forma elongada curva.
Figura 7. Subfamilia Chironomidae. Tribu Tanitarsini. (Massaferro et al., 2013). a) aspecto
general b) detalle de mentum.
29
6.1.2. Subfamilia Tanypodinae
Las cápsulas cefálicas de forma alargadas o rectangulares (Fig. 8) pertenecientes a ésta
subfamilia poseen un par de antenas retráctiles y presentan una lígula con distintos
número de dientes y de diferentes grados de esclerotización, acompañadas de otra
estructura característica que es la paralígula. También posee un par de setas frontales que
las hace únicas con respecto a otras subfamilias.
Figura 8. Subfamilia Tanypodinae (Massaferro et al., 2013).
30
6.1.3. Subfamilia Orthocladiinae
Ésta subfamilia (Fig. 9) tiene ausente la lígula que poseen los Tadypodinae, pero lo que lo
hace característico son las placas ventromentales, que en este caso están poco
desarrolladas, la presencia de un mentum esclerotizado y frecuentemente arqueado, y de
premandíbulas.
Figura 9. Subfamilia Orthocladinae (Massaferro et al., 2013).
31
6.1.4. Subfamilia Podonominae
Las cápsulas cefálicas de esta subfamilia (Fig. 10) varían en forma y tamaño. Las placas
ventromentales se encuentran poco desarrolladas o incluso pueden estar ausentes, sin
entrias, y el mentum se encuentra esclerotizado con distinta configuración de dientes.
Presencia de setas, pero estas no poseen premandíbulas.
Figura 10. Subfamilia Podonominae (Massaferro et al., 2013).
6.1.5. Procedimiento para la recolección de cápsulas
Para la extracción e identificación de los restos subfósiles de quirónomidos, se pesaron
entre 3 y 5 gramos del material húmedo submuestreado, en una balanza de alta precisión,
para luego poder calcular la densidad de cápsulas encontradas por cada una de las
muestras.
32
Se diluyeron las muestras con hidróxido de potasio (K(OH)), también conocido como
potasa cáustica, una base fuerte de uso común. Las muestras diluidas, fueron calentadas
por unos minutos a una temperatura de 65-70ºC, para desagregar los minerales de la
muestra con la materia orgánica, realizando una “limpieza” de las muestras y así
observarlas con mayor claridad en la lupa binocular. Se tamizaron las muestras
empleando un tamiz de diámetro menor a 200 μm y luego con agua corriente fueron
lavadas, para retirar la potasa y neutralizar las muestras.
Luego, se colocó cada muestra diluida con agua en una placa Bogorov (una placa de
recuento de cápsulas) que permite una mejor observación del material bajo lupa
binocular.
Una vez visualizada la muestra completa se realiza el montaje de las cápsulas. Se
colocaron las muestras en un portaobjeto con una gota de Hydromatrix (medio de
montaje comúnmente usado para este grupo de insectos) y con ayuda de una pinza, se
colocan allí todas las cápsulas cefálicas en vista ventral, lo que permite observar sus
estructuras bucales. Una vez que todas las cápsulas se encuentran inmersas en el
Hydromatrix, se coloca sobre ellas un cubreobjetos.
El preparado con las cápsulas cefálicas se deja secar y luego de unos días pueden
identificarse las cápsulas con un microscopio óptico y más tarde las cápsulas pueden ser
fotografiadas.
6.2. Determinación de materia orgánica
Los productos de deshecho producidos por los microorganismos contribuyen a la
formación de la materia orgánica (MO) del suelo, es decir que es una fuente de alimentos
para algunas subfamilias de quironómidos. Por lo tanto es un factor fundamental a
determinar en este trabajo, ya que además de ser una fuente de alimento para la biota del
lago, también el aumento del contenido de MO, altera significativamente la señal
33
magnética, disminuyéndola. Esto se da porque la mayoría de los seres vivos presentan un
comportamiento diamagnético y como su señal es muy débil y negativa, altos contenidos
de MO disminuyen al valor total de los parámetros magnéticos asociados a concentración
magnética.
Luego de realizar las mediciones magnéticas, y antes de la destrucción física de las
muestras, procedimiento necesario para la separación de cápsulas de quironómidos, se
separó un gramo de la muestra para llevarla a la mufla a una temperatura de 550ºC por 24
hs. Una vez retiradas las muestras de la mufla, se las peso nuevamente y se calculó el
contenido de MO por diferencia de peso.
34
7. Sitio de estudio y muestreo
El Lago Fonck (Fig. 11), es un lago de origen glaciario ubicado dentro del Parque Nacional
Nahuel Huapi, situado en San Carlos de Bariloche, ciudad que pertenece a la provincia de
Río Negro, Argentina (Fig. 12). Este lago fue elegido para la realización de este trabajo
principalmente porque no se han desarrollado allí estudios paleoclimáticos previos y
debido a que es un lago poco perturbado por el hombre ya que el acceso es dificultoso.
Aquellos que llegan a él son personas aficionadas a la pesca que generarían mínima o nula
contaminación de las aguas y/o los sedimentos subyacentes.
35
Figura 11. Lago Fonck, Parque Nacional Nahuel Huapi (Fuente:
www.es.wikiloc.com).
Figura 12. Mapa de la localización del Lago Fonck, la ciudad de Bariloche y el Cerro
Tronador.
36
El lago se encuentra dividido en dos regiones (Fig. 13), una de mayor extensión, llamada
Fonck Grande y una más pequeña rodeada de inmensos juncales, el Fonck Chico
(41°20’09’’S 71°45’31’’O, 772 m snm), del cual fue extraído el testigo en una campaña
realizada en el año 2014.
Figura 13. Mapa del Lago Fonck con sus dos divisiones características.
7.1. Monte Tronador
El Monte Tronador, ubicado dentro del Parque Nacional Nahuel Huapi y en el límite con
Chile, es un antiguo volcán degradado por la importante acción erosiva de los glaciares. Su
cumbre principal se eleva 3.478 metros sobre el nivel del mar y gran parte de la porción
superior del volcán se halla cubierta por un espeso casquete de hielo permanente (Fig.
14), que funciona como centro colectivo de alimentación para varios glaciares, cuatro de
ellos en territorio argentino. Además de su innegable valor paisajístico, Tronador es un
37
sitio ideal para realizar estudios científicos sobre la historia volcánica y establecer
reconstrucciones climáticas basadas en los registros y evidencias de las neoglaciaciones
(Villarosa et al., 2008).
Figura 14. Imagen del pico del Cerro Tronador cubierto por una masa de hielo (Fuente:
www.turisur.com.ar).
El estudio de las fluctuaciones de las grandes masas de hielo que se extienden hacia
ambos lados de la cordillera es de gran importancia debido a que la acumulación de nieve,
constituye una fuente de alimentación para los ríos y lagos de la zona, como lo es el Lago
Fonck. Los glaciares parecen estáticos a primera vista, pero están en permanente
movimiento. El estudio de sus avances y retrocesos a través del tiempo puede resultar de
gran ayuda para reconstruir la historia de cambios climáticos a largo plazo, que pueden
abarcar centurias o incluso milenios (Villarosa et al 2008).
38
Los glaciares de la zona del Tronador han experimentado un marcado retroceso durante el
siglo XX. Este comportamiento coincide con observaciones realizadas en otras regiones
montañosas del mundo y ha sido considerado por los expertos como una de las evidencias
naturales más claras del marcado calentamiento del planeta durante las últimas décadas
(IPCC, 2001).
A partir de 1976-1977 y hasta la actualidad, el clima en la región norpatagónica se ha
caracterizado por ser mayormente seco y cálido (Villalba et al, 2005 y Masiokas et al,
2007). Esta característica coincide con el acelerado retroceso de los frentes de hielo, no
sólo en el área del Tronador, sino también a lo largo de los Andes Patagónicos. A pesar de
las marcadas diferencias topográficas y morfológicas de los cuatro glaciares del lado
argentino, el hecho de que estén respondiendo en forma similar a las variaciones
climáticas regionales indica que podrían ser usados de forma confiable como indicadores
naturales para el estudio de los cambios climáticos ocurridos en la zona durante los
últimos siglos. Hasta el momento, la técnica más utilizada para el estudio de las
fluctuaciones de los últimos años de los glaciares del monte Tronador es la
dendroglaciología, una técnica que consiste en el muestreo detallado de árboles que
crecen sobre las morenas y la estimación de sus edades mediante el conteo de sus anillos
de crecimiento anual (Villarosa et al 2008).
7.2. Clima de la zona
En ciudad de San Carlos de Bariloche (central meteorología situada en el Aeropuerto
Internacional Tte. Luis Candelaria a 77 km al Lago Fonck) el clima pertenece a la franja de
frío continental con estación seca. En esta zona la temperatura suele ser muy variable,
independientemente de las estaciones. En los meses de verano la temperatura media
máxima ronda los 23ºC promedio y algunos grados bajo cero (-2ºC) en el invierno. La
mayor cantidad de precipitaciones se encuentran en el invierno, más precisamente en el
mes de junio con un valor de 170,1 mm, y al año acumulan aproximadamente unos 500
39
mm (www.bariloche.org). Todos estos valores de temperatura y precipitaciones
corresponden a promedios de valores climáticos entre los años 1981 y 2010.
Mayormente predominan vientos desde el oeste y normalmente son fuertes, en especial
en primavera, los meses de octubre y noviembre son usualmente muy ventosos, con
ráfagas que muy ocasionalmente suelen superar los 100 Km/h, aunque esto no ocurre
muy seguido. Estos vientos pueden arrastrar, por ejemplo, plumas volcánicas originadas
en los volcanes chilenos hacia territorio argentino, material que compone el suelo, polen,
etcétera.
Figura 15. Normales climatológicas 1981-2010 para San Carlos de Bariloche, Rio Negro,
Argentina (Fuente: Servicio Meteorológico Nacional).
40
7.3. Muestreo
El testigo fue extraído en una campaña realizada el año 2014. El sitio de extracción se
encuentra cerca de la costa, el ingreso fue caminando utilizando “equipos de water” y el
equipo de extracción utilizado fue un extractor tipo Livinstone (Fig. 16). Este es un saca-
testigo de pistón que recoge desde sedimento blando a consolidado a través de impulsos
sucesivos en un tubo de acero. Se requieren dos personas como mínimo para operar el
dispositivo (https://csdco.umn.edu/equipment/livingstone).
Figura 16. Imagen ilustrativa del extractor tipo Livinstone. El extractor consta de: 1, cabeza
o pesa; 2, varilla cuadrada; 3, carcasa o cilindro; 4, pistón y 5, conector (conecta la varilla
cuadrada a la varilla de trasmisión o extensión). (Fuente:
https://csdco.umn.edu/equipment/livingstone).
41
El testigo utilizado compuesto por cuatro tramos, consta de una longitud total de 156
cm. Estos tramos fueron muestreados una parte en el Cenac (Programa de Estudios
Aplicados a la Conservación del PNNH) en la ciudad de San Carlos de Bariloche y la otra en
el IFAS (Instituto de Física Arroyo Seco) en Tandil, provincia de Buenos, en 2014.
El testigo extraído se dividió a la mitad, y una de las mitades fue muestreada
continuamente cada 2 cm aproximadamente en cajas de plástico cúbicas de 8 cm3 (2 cm 𝑥
2 cm 𝑥 2 cm). En total, de los 156 cm de testigo, se consiguieron un total de 67 muestras
(Fig. 17).
El final de un tramo y el inicio del tramo siguiente, estaban superpuestos para asegurar
que no se perdiera información durante las tareas de extracción, muestreo y traslado.
Figura 17. Parte de las muestras del testigo del Lago Fonck en cajas de plástico cubicas.
Las mediciones magnéticas fueron aplicadas a la totalidad de las muestras obtenidas del
testigo así como los estudios realizados para hallar el contenido de MO.
Antes de efectuar la observación de las muestras para separar las cápsulas cefálicas de
quironómidos, se apartaron 8 muestras del testigo, 7 pertenecientes al primer tramo para
realizar futuras dataciones con 210Pb y una 1 muestra del último tramo, con buen
contenido de MO para datar con 14C.
42
Se tiene información de algunos lagos cercanos a éste, en donde el ritmo de
sedimentación varia de 0.62 mm/año para el Largo Trébol (Irurzun et al., 2006), 0.58
mm/año para el Lago Moreno (Gogorza et al., 2000) de 0.37mm/año para el Lago
Escondido (Gogorza et al., 1999). Otro lago importante que posee estudios previos es el
Lago Hess, este es un lago de origen glaciario de dimensiones pequeñas. El Lago Fonck
drena hacía él.
Antes de realizar las mediciones magnéticas pertinentes, las muestras fueron pesadas y se
las consolidó con silicato de sodio (Na2SiO3) diluido al 10% con agua bi-destilada. Se realizó
el procedimiento de consolidación de las muestras, debido a que muchas de las éstas
parecían estar compuestas por material más arenoso y tenían mayor movilidad dentro de
las cajas de muestreo. Las mediciones con el material suelto hubieran causado en las
mediciones un porcentaje mayor de error.
43
8. Resultados y discusiones
8.1. Resultados de mediciones magnéticas
8.1.1. Mineralogía magnética
A modo de ejemplo se muestran 4 curvas de IRM (Fig. 18) del testigo del Lago Fonck. Las
mediciones de IRM se realizaron para todas las muestras que componen el testigo, ya que
a partir de estas se pueden encontrar las fases minerales que componen cada una de las
muestras. De la Fig. 18 se observa que las muestras llegan a la saturación pero con campos
aplicados diferentes. Por ejemplo la LF14-3-12-1 alcanza el valor de SIRM con un campo
aplicado de alrededor de 300 mT. Mientras que la LF14-2-5 obtiene su SIRM con campos
superiores a 600 mT. Estas diferencias son indicativas de presencia de minerales
ferrimagnéticos y/o antiferromagnéticos en distintas proporciones.
Figura 18. Curvas de IRM para 4 muestras del testigo del lago.
44
Figura 19. Se muestra las gráficas del Bcr y el S-ratio en función a la profundidad total.
El grafico de BCR (Fig. 19) parece tener 4 ciclos distintivos que se repiten cada 30-35 cm de
profundidad. Éstos presentan un máximo alrededor de los 110 mT, un mínimo al final de
cada uno de los ciclos, con valores de BCR de entre 40 y 50 mT y valores aún más bajos al
final del testigo.
Cuando el BCR disminuye, la concentración de minerales magnéticamente duros también
lo hace. Por lo tanto, en el tope del testigo y cada 30-35 cm de profundidad
aproximadamente, la concentración de minerales de coercitividades bajas es mayor.
El S-ratio es un parámetro que determina el predominio de minerales ferromagnéticos
“blandos” como la magnetita y aquellos magnéticamente “duros” como la hematita,
siendo el rango de variación de éstos de 0,86-0,99 y 0,0003-0,06 respectivamente
(Oldfield, 1991). En el grafico (Fig. 19) se observan que los valores de S oscilan entre 0,75
y 0,95 aproximadamente para la mayor parte de las muestras con una media en 0,87. No
45
obstante, hay muestras que presentan valores más bajos que la media, que corresponden
a profundidades de alrededor de 20 cm con un valor de 0,59 y otra de 27 cm con un valor
de 0,60, y otras dos muestras con valores cercanos a la unidad con profundidades de
111,5 cm y 132 cm.
Por lo tanto, como la mayoría de los valores obtenidos se mantienen mayores a 0,86,
indicaría que la remanencia se debe a materiales “blandos”. Sin embargo, podrían tener
contribuciones de ambos tipos de minerales magnéticos.
Según la gráfica de Peters y Dekker (Fig. 20) los minerales predominantes en las muestras
son, greigita y magnetita o titano magnetita. Se observa que algunas de las muestras
quedan fuera de las regiones indicadas lo que nuevamente sugiere que tienen alguna
proporción de hematita o goetita. De acuerdo al código de colores presentado para la
profundidad, se observa que la distribución de minerales magnéticos es en general
homogénea en todo el testigo. Excepto para 3 muestras correspondientes a la zona más
profunda donde el único mineral presente parece ser magnetita.
1 10 100 1000 10000
0,1
1
10
100
1000
SIR
M/k
(kA
/m)
B0cr´ (mT)
1,00020,1939,3858,5677,7596,94116,1135,3154,5
Profundidad (cm)
Figura 20. Gráfico SIRM/k vs B0CR’ modificado de Peters y Dekkers (2003).
46
En la Fig. 21, la gráfica exhibida es utilizada para conocer si hay presencia en las muestras
de greigita, y en la Fig. 22 si existe en las muestras el mineral pirrotita.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
-1,0
-0,5
0,0
0,5
IRM
(-1
00
)/SI
RM
(A
dim
.)
ARM(-40mT)/ARM (Adim.)
Figura 21. IRM (-100mT)/SIRM vs ARM (-40mT)/ARM para todas las muestras (Peters &
Thompson, 1998).
47
Figura 22. SIRM/ 𝑘 vs ARM (-40mT)/ARM para la totalidad del testigo (Peters &
Thompson, 1998).
Estas gráficas permiten diferenciar la presencia de minerales de bajas coercitividades. De
acuerdo a los resultados obtenidos es posible descartar pirrotita y greigita como minerales
dominantes. Por lo tanto, el mineral magnético predominante en las muestras que
componen este testigo perteneciente al Lago Fonck podría ser magnetita o Ti-magnetita.
En las Fig. 23, 24 y 25 se pueden ver graficas de susceptibilidad magnética en función a la
temperatura para 3 muestras que pertenecen a profundidades de 32, 71 y 93 cm
respectivamente. Las curvas rojas presentan los valores de 𝑘 obtenidos a partir del
calentamiento, y las azules, los valores de 𝑘 mientras que ocurre el enfriamiento.
0,01 0,1 1
0,1
1
10
100
1000
10000
SIR
M/k
(kA
/m)
ARM (-40mT)/ARM
48
Figura 23. Valores de 𝑘 en función de la temperatura para la muestra LF14-2-0-2 que
pertenece a una profundidad de 32 cm.
Figura 24. Valores de 𝑘 en función de la temperatura para la muestra LF14-3-12-2 que
pertenece a una profundidad de 71 cm.
49
Figura 25. Valores de 𝑘 en función de la temperatura para la muestra LF14-3-20-1 que
pertenece a una profundidad de 94 cm.
En la curva de calentamiento, la muestra que corresponde a una profundidad de 32 cm,
muestra dos bajadas en los valores de 𝑘, mostrando dos valores de TC (Tabla 4). Mientras
que las otras dos muestras, solo presentan una bajada.
Tabla 4. Valores de temperatura de Curie para las muestras analizadas.
Muestra Profundidad (cm) TC Calentamiento (ºC) (TCC) TC Enfriamiento (ºC) (TCE)
LF14-2-0-2 32 295±50 382±79 488±60 573±12
LF14-3-12-2 71 397±100 450±127
LF14-3-20-1 93 397±96 485±89 592±20
50
Las 3 muestras analizadas muestran rangos de valores de temperatura bastante similares.
Según sus TCC (temperatura de Curie de calentamiento), podrían contener Ti-magnetita con
y/o greigita. Las TCE (temperatura de Curie de enfriamiento) de dos de las muestras es
similar a la de la magnetita. Por otro lado, las tres muestras siguen presentando TCE
correspondientes a Ti-magnetitas. En ningún caso las curvas termomagnéticas son
reversibles. Sin embargo, el aparente aumento en la proporción de titanio y la fase de
magnetita evidente, sólo durante el enfriamiento, puede deberse a que la greigita es
térmicamente inestable en temperaturas que excedan su Tc (Roberts et al., 2011). Esto
hace que esta componente no se registre en las curvas de enfriamiento, detectando sólo
las Ti-magnetitas presentes y la fase recién formada de magnetita.
Para determinar los porcentajes presentes de cada mineral magnético hallado es muy útil
la descomposición de las curvas de adquisición de IRM. A continuación se muestra un
ejemplo de cómo se realizó el ajuste de dichas curvas. Este análisis fue realizado en todas
las muestras que componen el testigo. La derivada de la magnetización en función al
campo magnético aplicado en la muestra utilizada como ejemplo muestra 3 picos (Fig. 26),
cada uno de los cuales corresponde a una fase o componente diferente.
Figura 26. Ajuste de 3 componentes notorias para la muestra LF14-4-46 que corresponde a
una profundidad de 152 cm.
51
En la Fig. 27 se muestra el mejoramiento automático que realiza el programa Max UnMix,
para obtener el campo coercitivo de cada una de las fases.
Figura 27. Análisis de errores automáticos para la muestra LF14-4-46.
En total se detectaron 5 componentes mineralógicas características en todo el testigo (Fig.
28). Estas componentes se clasificaron en “muy blanda”, “blanda”, “intermedia”, “dura” y
“muy dura”. La clasificación está dada en función a los valores de los campos coercitivos
(BCR) (Ver en ANEXO), que como ya se comentó en la Sección 4, es característico de cada
tipo de mineral.
52
20 40 60 80 100 120 140
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0P
orc
enta
je d
e ca
da
com
po
nen
te
Profundidad (cm)
Componente "muy dura""
Componente "dura"
Componente "intermedia"
Componente "blanda"
Componente "muy blanda"
Figura 28. Composición mineralógica para la totalidad del testigo.
Se puede advertir que las muestras están compuestas principalmente de 3 tipos de
minerales según su dureza, “blanda”, “intermedia” y “dura” (Fig. 28). Hay 7 muestras
puntuales que presentan una componente “muy dura” y solo 3, poseen una componente
“muy blanda”.
A partir de lo analizado previamente mediante curvas de temperatura y regiones
mineralógicas (Fig. 20, 21 y 22), según la Fig. 29, el testigo se compone principalmente de
minerales como Ti-magnetita y greigita y en menos cantidad de algún mineral de mayor
dureza, como es el caso de la hematita o Ti-Hematita. No obstante, analizando los
resultados expuestos anteriormente, coincidirían en que se trata principalmente de los
primeros dos minerales nombrados.
53
Figura 29. Valores de BCR en mT comparados con bibliográfica (Peters & Dekkers, 2003;
Varshney & Yogi, 2014).
8.1.2. Concentración (k, ARM, SIRM)
La Fig. 30 muestra un comportamiento muy similar entre las curvas de 𝑘, ARM y SIRM
para la gran mayoría de las muestras que componen el testigo. Excepto para muestras
puntuales como es el ejemplo de la muestra que corresponde a una profundidad de 15,5
cm aproximadamente en donde en la gráfica de ARM presenta un mínimo mientras que
en las otras, un máximo.
54
Figura 30. Variación de susceptibilidad volumétrica, ARM y SIRM en función a la
profundidad del testigo.
Como 𝑘 mide todos los componentes magnéticos, es decir, ferro- dia y paramagnéticos y
la ARM y la SIRM solo responden a los materiales ferromagnéticos, por la correlación que
se presenta entre las gráficas podría pensarse que la cantidad de dia y paramagnéticos en
las muestras, en general, es muy poca o nula. Otra cosa que se puede observar es la
aparición de ciertos ciclos que se repiten cada 35 cm de profundidad aproximadamente,
con un máximo a mitad del ciclo. El pico máximo del cuarto ciclo, se presenta a los 110 cm
de profundidad y es de menor intensidad que los que se encuentra a los 16, 42 y 76 cm.
55
8.1.3. Tamaño de grano magnético
Como ya se mencionó, uno de los parámetros que define tamaño de grano es el factor de
frecuencia F. Los valores de éste oscilan en su mayoría entre valores de casi 0 y 8 (Fig. 31).
Este parámetro muestra una media en 3,65 ± 4.53 %.
Figura 31. Factor de frecuencia en función a la profundidad total.
La mayor parte de las muestras presentan minoría de presencia de granos SP mezclados
con granos de mayor tamaño, ya que ningún valor de dicho factor supera el 10% (Tabla 1).
Las curvas presentadas en la Fig. 32 también brindan información sobre las variaciones de
tamaño de grano que componen las muestras del testigo. Cuando estos cocientes
aumentan, se está ante la presencia de granos magnéticos más finos, y viceversa.
56
Figura 32. A) ARM/SIRM vs profundidad B) SIRM/𝑘 vs profundidad. C). ARM/ 𝑘 vs
profundidad.
Las gráficas de SIRM/𝑘 y ARM/𝑘, a grandes rasgos, adquieren un comportamiento similar,
ya que ambas parecen tener cuatro ciclos que se repiten cada 35 cm de profundidad
aproximadamente. De igual manera hay que destacar, que dentro de cada ciclo, hay
muestras puntuales que tienen comportamientos distintos. Por ejemplo, centrando la
atención en el primer ciclo (de 0 a 35 cm), más precisamente en la muestra 10, que
corresponde a una profundidad aproximada de 22,5 cm, en el gráfico de SIRM/𝑘, presenta
un máximo, mientras que en el ARM/𝑘, un mínimo.
Observando detenidamente la gráfica de ARM/SIRM pareciera tener un comportamiento
espejado con respecto a las otras dos. Éste se percibe más fácilmente, para la primera
mitad del testigo. Este comportamiento distinto indicaría nuevamente la posible presencia
de minerales paramagnéticos y/o diamagnéticos ya que 𝑘 mide todas las contribuciones
57
magnéticas, mientras que ARM y SIRM solo las contribuciones ferrimagnéticas (Turner,
1997).
Además cuando el cociente de SIRM/𝑘 es alto sirve para identificar también la posible
presencia de greigita, como ya se mencionó, un mineral magnético de gran significado
climatológico.
8.2. Resultados de las técnicas biológicas
8.2.1. Contenido de MO
La cantidad de MO que compone el testigo es muy variable, con un valor mínimo de 1,6%,
un máximo de 71,9% y una media de 21,3% ± 18,5%. Entre los 50 y 75 cm de profundidad
se puede observar que el contenido de MO es superior en comparación al resto del
testigo, con un porcentaje mayor al 40% aproximadamente, exceptuando una muestra en
el tope del testigo y para otra a los 136 cm que muestra una composición de alrededor del
50%.
160
140
120
100
80
60
40
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Contenido de MO (%)
Pro
fun
did
ad (
cm)
Figura 33. Contenido de MO en función a la profundidad total del testigo.
58
8.2.2. Conteo de cápsulas cefálicas de quironómidos
El análisis de cápsulas de quironómidos se realizó en todas las muestras de manera
continua para la primera mitad del testigo, hasta los primeros 72 cm, la zona gris que se
muestra en la Fig. 34. Los huecos sin conteo de cápsulas en esta zona se deben a la no
existencia de cápsulas en esas muestras del testigo.
0 20 40 60 80 100 120 140 160
0
10
20
30
40
Cáp
sula
s d
e Q
uir
on
om
ido
s (U
nid
ades
)
Profundidad (cm)
Podonominae
Chironomini
Ortocladiinae
Tanypodinae
Tanytarsini
Figura 34. Cápsulas encontradas en el testigo analizado del Lago Fonck.
En la zona sombreada con rojo, no pudo realizarse el análisis completo de las muestras
debido a la situación actual de público conocimiento de circulación del virus COVID-19.
Sólo se analizaron dos muestras que corresponden a una profundidad de 94 y 136 cm que
se llevó a cabo cuando se comenzó con el análisis y se tomaron algunas muestras pilotos
59
antes de examinar el testigo completo, por lo tanto, los vacíos, no son sinónimos de falta
de cápsulas, sino que esas muestras no fueron analizadas.
El número de cápsulas encontradas varía notablemente a lo largo del tramo analizado, el
máximo se encuentra a los 29 cm de profundidad con una cantidad de 42 cápsulas
recolectadas y un tramo entre los 8 y 28 cm en donde no se encontraron cápsulas en las
muestras.
Si bien la cantidad total de cápsulas varía significativamente entre una muestra y su
contigua, en el testigo predomina la Subfamilia Chinoniminae (Tabla 5). También se
encontraron cápsulas cefálicas pertenecientes a las Subfamilias Tanypodinae,
Ortocladiinae y Podonominae (Fig. 35).
Tabla 5. Detalle de la cantidad de cápsulas recolectadas por Subfamilia.
Subfamilia Tribu Total de cápsulas
Chironominae Chironomini 76 Tanytarsini 12
Tanypodinae 31 Ortocladiinae 29 Podonominae 2
60
Figura 35. A) Chironomini. B) Tanypodinae. C) Tanytarsini. D) Ortocladiinae.
Para encontrar una posible relación entre las variables biológicas, en la Fig. 36 se muestra
como varía la concentración de MO en función a la profundidad comparada con el número
total de cápsulas cefálicas recolectadas por subfamilia de quironómido y la cantidad de
cápsulas totales.
D C
A B
61
Figura 36. Comparación de parámetros biológicos en función a la profundidad.
La cantidad de unidades de cápsulas de la mayoría de las subfamilias encontradas tienen
una relación casi lineal con el contenido de MO analizado por muestra, es decir que
cuando en el ambiente abunda la fracción de MO, este es un contexto favorable para el
desarrollo de insectos. Hay algunas subfamilia que respetan más la linealidad que otras
(por ejemplo la Subfamilia Chironomini y Tanypodiinae). A los 95 cm de profundidad
ocurre que el porcentaje de MO es relativamente bajo, y el número de cápsulas por
subfamilia no es mínimo. De forma contraria, ocurre con una muestra analizada casi al
final del testigo (aproximadamente a los 140 cm), en donde la proporción de MO es
alrededor de 50%, pero el número de cápsulas encontradas por subfamilia es nulo. Esto
podría deberse principalmente a errores de mediciones del contenido de MO de la
muestra a los 95 cm de profundidad.
62
También se puede observar que la proporción de cápsulas recolectadas de las Subfamilias
Chironomini, Ortocladinae, Tanypodiinae y Tanytarsini crecen y decrecen en forma pareja
y regular, si bien la mayor cantidad de cápsulas cefálicas pertenecen a la Subfamilia
Chironomini, la formas de las curvan son relativamente similares. La Subfamilia que
menos se desarrolla en este lago es la perteniente a los Podonominae.
Algo interesante a tener en cuenta es que en las variables biológicas no se observan ciclos,
como si se observaba en algunos parámetros magnéticos, como el BCR o la SIRM.
8.3. Relación entre las técnicas magnética y biológica
Hasta ahora se ha desarrollado el estudio de las variables magnéticas y biológicas de
forma independiente, pero uno de los objetivos de este trabajo es encontrar relaciones
existentes en ambas técnicas. En los gráficos mostrados a continuación, para una lectura
más rápida se discriminó a las variables magnéticas en color rojo y las biológicas en verde.
Para comparar un parámetro biológico con un parámetro magnético indicativo de tamaño
de grano, se utilizó número de cápsulas totales en función a la profundidad del testigo con
el cociente ARM/SIRM (que también mide la contribución en la muestra de minerales
ferrimagnéticos) (Fig. 37). Estos parámetros parecen tener una relación más o menos
lineal, es decir que cuando una de las curva aumenta, la otra también lo hace y casi en la
misma proporción. Excepto para algunas muestras puntuales, como lo son aquellas que se
encuentran a los casi 20 y 30 cm de profundidad en donde no se visualizaron cápsulas de
ningún tipo de quironómidos, hay un aumento en el valor de la variable magnética
(ARM/SIRM).
63
Figura 37. Número de cápsulas recolectadas por muestra y ARM/ 𝑘 en función a la
profundidad.
Del mismo modo que la comparación anterior, cuando se observa los valores arrojados
por todas las variables, en algunas de ellas ocurría lo contrario que el caso expuesto
anteriormente. Algunas variables parecen tener un comportamiento linealmente inverso.
Esto sucede con las variables fracción de MO, Factor de frecuencia F y 𝑘 (Fig. 38). El caso
de MO y 𝑘 es de carácter obvio, ya que la señal magnética se ve fuertemente afectada
cuando el contenido de MO aumenta en la muestra. Lo interesante es lo que ocurre con el
comportamiento del Factor F: cuando hay un aumento en la proporción de MO, la
presencia de granos SP en la muestra disminuye.
64
Figura 38. Contenido de MO, Factor F y 𝑘 en función a la profundidad del testigo.
Cuando el número de cápsulas encontradas (en ciertas muestras) es alto, se encuentra
que hay mínimos de susceptibilidad magnética. Como sucede a los 30 cm de profundidad
aproximadamente (Fig. 39). También se reconoce fácilmente que cuando la cantidad de
cápsulas encontradas es nula, o mínima (entre los 10 y 25 cm por ejemplo), los valores de
susceptibilidad son relativamente altos. Sin embargo, las últimas 5 muestras parecen
tener el mismo comportamiento pero debido a la falta de observaciones es difícil realizar
una inferencia correcta en este tramo del testigo.
Este comportamiento se puede deber a que los aportes de material exógeno faltos de
nutrientes, como por ejemplo las tefras volcánicas que en general tienen susceptibilidades
muy altas , producen la disminución del número de cabezas de quironómidos por falta de
material orgánico, para alimentar los insectos o debido a que mecánicamente los aniquila.
65
140
120
100
80
60
40
20
0
0 150 300 450
140
120
100
80
60
40
20
0
0 14 28 42
k (10E-5 SI)
Cápsulas Totales
Pro
fun
did
ad (
cm)
Figura 39. Relación del número de cápsulas con la susceptibilidad magnética k en función
a la profundidad.
En la Fig. 40 se compara la variación de la cantidad de MO y número de cápsulas con la
composición mineralógicas de las muestras. Las componentes blanda e intermedia
parecen comportarse de manera directa e inversa respectivamente comparándolas con
MO, pero se observan varias muestras que no siguen ese patrón. Esta gráfica, da indicios
que con los escasos datos que se tienen, no se puede buscar una correlación entre los
parámetros biológicos y la mineralogía del testigo. No se descarta que pueda existir una
relación, pero la cantidad de datos biológicos de recolección de cápsulas son muy
escuetos para poder tomar una decisión precisa si existe o no reciprocidad entre estas
curvas.
66
Figura 40. Comparación entre número de cápsulas y MO con las componentes
mineralógicas de las muestras.
8.4. Cronología
En cuanto al período que representa el testigo, aún no existen dataciones previas del Lago
Fonck y debido a que, para dar indicios de hechos climatológicos ocurridos en el pasado es
necesario ubicarlos en una escala temporal, se realizó una estimación de la edad de los
sedimentos. Por esta razón se utilizaron los sedimentos del Lago Hess, éste, es un lago de
origen glaciario de pequeñas dimensiones. Además el Fonck, drena hacia él como se
mencionó en la sección 7.3.
67
En el Lago Hess se realizaron trabajos previos de algunas mediciones magnéticas y lo más
importante, es que posee dataciones (Guillizoni, 2009), de relevancia para este trabajo ya
que permite hacer comparaciones con el Lago Fonck. En general, la tefra volcánica está
asociada a picos de susceptibilidad magnética (Gogorza et al., 1999; Irurzun et al., 2006).
En este caso ambos lagos están muy cerca. El Lago Fonck Chico de donde se extrajeron los
sedimentos, está a unos 2,5 km del Lago Hess aproximadamente, por lo que las
erupciones volcánicas afectan a ambos lagos de igual manera, lo que hace relativamente
fácil la correlación de estos dos en particular.
Figura 41. Correlaciones de valores de k para el Lago Fonck y el Lago Hess con las 3 edades
datadas.
Para hacer una comparación entre ambos lagos, se utilizaron los valores de susceptibilidad
magnética de cada uno de ellos en función a la profundidad de cada testigo (Fig. 41) y se
68
analizaron los puntos máximos y mínimos de 𝑘 de cada curva para analizar si existen
coincidencias entre ellas. La edad tope del Lago Fonck corresponde al año en el que fue
extraído. Las flechas azules punteadas indican los puntos de coincidencia de ambas
gráficas para los 3 puntos que fueron datados en el Lago Hess que corresponden a edades
de 1960, 1870 y 1770 AD.
También se pueden ver que ajustan los 3 máximos de 𝑘 del Fonck que están indicados con
flechas violetas en los 40, 80 y 110 cm de profundidad aproximadamente, con los últimos
3 picos de 𝑘 para el Hess a una profundidad de alrededor de los 45, 63 y 67 cm.
Lamentablemente esta parte del testigo no fue datada por Guillizoni et al., 2009.
Sabiendo cuales son las muestras del Fonck que concuerdan con las muestras del Lago
Hess datadas, puede hacerse una extrapolación de los valores para tener una
aproximación de la edad del testigo utilizado en este trabajo (Fig. 42). De acuerdo con esta
estimación, los sedimentos estudiados en este trabajo cubrirían aproximadamente los
últimos 3000 años AP.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
2020 1960 1900 1840 1780
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Edad (años AD)
Pro
fun
did
ad (
cm)
Equationy = Intercept + B1*x^1 + B2*x^2
Plot Age Fonck
Weight No Weighting
Intercept 2019,95646 ± 16,8751
B1 -2,84773 ± 2,0578
B2 -0,10943 ± 0,05237
Residual Sum of Squares 236,52505
R-Square (COD) 0,99311
Adj. R-Square 0,97934
Edad Lago Fonck
Pro
fun
did
ad (
cm) extrapolada
Figura 42. A) Fiteo de los valores de las muestras datadas del Lagos Hess correpondientes
a las muestras del Lago Fonck. B) Extrapolación de la edad del Lago Fonck.
69
8.5. Estimación del nivel de agua del Lago Fonck
Irurzun et al. (2014, 2020) proponen un método para estimar el nivel de agua de lagos en
el Sur de Patagonia a través del análisis tamaño de grano magnético (ARM/SIRM, ARM/k y
SIRM/k). Si la mineralogía magnética es homogénea, cuando el tamaño de grano
magnético se hace más grueso se puede pensar en un ambiente más energético, con
mayor oleaje, por lo tanto el sitio de donde se extrajo el testigo más cercano a un
ambiente costero. Esto indicaría períodos más secos, de menores precipitaciones y por lo
tanto menos ingreso de agua. En asociación a estas observaciones, al haber menor
escorrentía, observaron menor concentración de minerales magnéticos. En consecuencia
mayor tamaño de grano magnético y concentraciones bajas son indicativos de menor nivel
del lago. Cuando el tamaño de grano magnético se hace más pequeño se puede pensar en
un ambiente más tranquilo, menos oleaje, y el sitio donde se extrajo el testigo con más
agua. Además, observaron mayor concentración de minerales magnéticos. Los lagos en
estudio en esos casos se encuentran en la estepa patagónica por lo que se puede pensar
que al haber más lluvias se genera más arrastre de minerales al lago. Todo esto es
indicativo de períodos más húmedos, mayor cantidad de precipitaciones o deshielo y, por
lo tanto más ingreso de agua al lago y un nivel del agua más alto.
Para aplicar este método y asegurar una mineralogía homogénea los datos
correspondientes a las muestras 12 (a los 27 cm de profundidad) y 56 (130 cm de
profundidad) no se utilizarán en el análisis. Estas muestras son las únicas con
coercitividades muy blandas y muy duras al mismo tiempo, lo que sugiere una mineralogía
ligeramente diferente y no es correcto incluirlas en el modelo de nivel del lago.
Para dicho análisis, junto con el parámetro ARM/SIRM, se utilizó el número de cabezas de
quironómidos totales por muestra, la fracción de MO y los valores de susceptibilidad
magnética, en este caso, en función a la edad estimada del testigo en años antes del
presente AP (Fig.43).
70
Figura 43. ARM/SIRM, número de cápsulas cefálicas, % de MO y 𝑘 en función a una edad
aproximada del testigo.
Habitualmente los análisis paleoclimáticos y paleoambientales se realizan de base a tope,
ya que así es como se fue depositando el material. Debido a que es justamente desde la
base hasta los últimos 1200 años AP que no se cuenta con datos de quironómidos, se
realizará un análisis por períodos de interés. Para los dos últimos tramos del testigo se
utilizará la MO como único proxy biológico.
En los últimos 50 años aproximadamente (entre -70 y -20 años AP), el nivel del lago se
considera que fue más alto que lo que venía siendo en años anteriores (Fig. 43). En este
caso, aumentan tanto la cantidad de MO y la cantidad de larvas de quironómidos que se
desarrollaron en el lago. En este tramo se encontró un quironómido perteneciente a
la Subfamilia Podonominae, particularmente un Parochlus que es un estenotérmico frio.
71
Esto es interesante de analizar, ya que como se mencionó en el apartado 7.1 a fines del
siglo XX, debido a las causas del cambio climático, estudios realizados en glaciares del
Cerro Tronador (Villarosa et al.,2008)., demuestran que hubo un retroceso de este, es
decir que ese agua de deshielo podría haber llegado al Fonck. A diferencia de los lagos de
Patagonia Sur, en el Lago Fonck la concentración de minerales magnéticos representada
por 𝑘, es mínima. Esta diferencia puede explicarse debido a que el lago en estudio está
rodeado de vegetación que se desarrolla mejor en ambientes húmedos como el Coihue y
la Caña Chusquea. Al aumentar la humedad, el aumento de vegetación impide que los
materiales clásticos lleguen al lago.
Por otro lado, la variación de temperaturas media, mínima y máxima en la región de
estudio varió sólo en +0.3°C (http://3cn.cima.fcen.uba.ar/). No siendo significativa, lo que
permitiría la presencia del Parochlus de clima frío.
Situaciones similares se observan entre 335–410, 525–700, 1250–1380 y 2230–2500 años
AP. Hay que tener en cuenta que los periodos más antiguos no cuentan con el conteo de
cápsulas, por lo tanto el análisis posee mayor ambigüedad.
Entre 105–155 años AP el número de cápsulas que se encuentran es el más elevado de
todo el testigo pero no es significativo el porcentaje de MO que corresponde a esas
muestras. Una posible explicación es que el clima fue lluvioso como en el caso del periodo
más actual, pero relativamente bastante más frio, por lo que no se desarrolló demasiada
MO, pero crecieron quironómidos que se adaptan a climas más adversos. Esto último será
verificado cuando se puedan determinar con exactitud cada una de las especies presentes.
Entre -30-80 años AP aproximadamente, no se encontraron larvas de quironómidos y el
contenido de MO se reduce significativamente. El tamaño de grano magnético es el mayor
de todo el testigo mientras que la susceptibilidad muestra un pico máximo. Todas las
observaciones indicarían que el nivel del lago disminuyó en este período. La muestra
correspondiente al año 1960 AD tiene la particularidad de corresponder en edad con las
importantes erupciones del '60 y '61 de los volcanes Calbuco y Puyehue. La ceniza
volcánica, en general, se presenta como una arena gruesa negra y es causante del
72
aumento en el tamaño de grano magnético, por lo que las consideraciones
paleoclimáticas deben tomarse con cuidado.
Situaciones similares a ésta, ocurren en los periodos de 770–950 y 1465–1700 años AP.
Como ya se mencionó, estos periodos tampoco cuentan con conteo de cápsulas, por lo
tanto, dicho análisis posee menos consistencia.
Entre 900–1300 años AP, años coincidentes con el periodo óptimo medieval, la fracción de
MO de las muestras pertenecientes a esta etapa permanecen relativamente bajas en
comparación con el resto del testigo. De igual manera, se ven dos pequeños picos dentro
de esta, de 13 y 16% de contenido de MO y una muestra analizada que presentan una
buena cantidad de cápsulas recolectadas. Se observa, además, un progresivo aumento de
𝑘 y un tamaño de grano magnético que presenta una leve disminución relativa hacia los
1000 años AP para luego permanecer casi constante en valores de ARM/SIRM bajos,
indicando un tamaño de grano magnético grueso.
En el resto del testigo estudiado se puede ver que los valores de ARM/SIRM presentan
cambios suaves, por lo tanto pudo haber existido un clima que se mantuvo relativamente
homogéneo sin cambios notorios durante un periodo extenso, en el cual el nivel del agua
del lago podría haber sido medio.
73
9. Conclusiones
La realización del trabajo permitió conocer y familiarizarse con técnicas magnéticas y
biológicas utilizadas como herramientas útiles y prácticas para el conocimiento del
ambiente y del clima en el pasado de una cierta región del globo a partir del uso de
sedimentos de lagos.
Se utilizó un testigo del Lago Fonck, que fue extraído y muestreado en el año 2014. El
trabajo de laboratorio se centró en la realización de mediciones magnéticas, según el
protocolo de medición (susceptibilidad magnética, magnetización remanente anhistérica,
magnetización remanente isotérmica de la totalidad de las muestras y mediciones de
susceptibilidad en función de la temperatura de algunas muestras). Luego de las
mediciones magnéticas se realizaron mediciones de MO y el preparado de las muestras
para poder recolectar de cada una, cápsulas cefálicas de quironómidos. Finalmente,
comparar los resultados magnéticos con los brindados por la técnica biológica.
A partir de los estudios realizados mediante la utilización del proxy magnético, se puede
concluir que:
La edad aproximada del testigo de lago analizado abarcaría un rango de tiempo de
3000 años.
El testigo completo presenta ciertos ciclos que se repiten cada un poco más de 35
cm de profundidad, es decir, cada casi 300 años aproximadamente. Dicho ciclo
presenta un pico máximo a la mitad.
La cantidad de minerales del tipo día y paramagnéticos en las muestras, en
general, podría pensarse que es muy poca o nula, predominando así, minerales del
tipo ferrimagnéticos.
La mayor parte de las muestras presentan una minoría de granos SP mezclados con
granos de mayor tamaño.
La variación del tamaño de grano de las muestras que componen el testigo varían
según el ciclo ya mencionado, en donde el pico máximo de cada ciclo está
74
compuesto por granos magnéticos de tamaño más fino, y el inicio y el final de
éstos, compuestos por granos más gruesos, de mayor tamaño.
El testigo está compuesto principalmente de materiales de bajas coercitividades,
como la magnétita o Ti-magnétita, pero también podría haber una pequeña
contribución, no despreciable, de minerales como la greigita, que es un mineral de
gran importancia ambiental y climatológica, ya que se forma en ambientes donde
el contenido de oxígeno es escaso.
A partir del análisis biológico de las muestras, se determina que:
La cantidad de MO que compone el testigo es muy variable en función a la
profundidad de éste, con un valor mínimo de 1,6%, un máximo de 71,9% y una
media de 21,3% ± 18,5%.
El número de cápsulas de quironómidos encontradas en las muestras analizadas,
es muy variable. La subfamilia más abundante corresponde a la Subfamilia
Chironominae (tribu de Chironomini y Tanytarsini). El segundo lugar lo ocupa la
Subfamilia Tanypodinae. En particular, los quironómidos pertenecientes a la tribu
Chironomini son de ambientes con alta MO (Walker, 2001).
Se observa que los valores de 𝑘 son inversamente proporcionales con MO y el número
de cápsulas recolectadas. Por lo tanto, mediciones de 𝑘, podrían dar una primera
aproximación de cómo fue que varió el nivel del agua del lago. Lo que es positivo, ya
que dichas mediciones son rápidas, fácil de realizar y no hay destrucción de las
muestras.
El análisis conjunto de parámetros magnéticos y biológicos permitió relacionar el
porcentaje de MO, ARM/SIRM, conteo de cápsulas y 𝑘 con aumento o disminución del
nivel del agua, con las precipitaciones o deshielo de los glaciares del Monte Tronador.
No se puede inferir directamente si fue húmedo y frio o húmedo y cálido, ya que para
esto, deberíamos analizar bien qué tipo de genero de quironómido se observa en cada
muestra para definirlo.
75
Fue posible aplicar el modelo del nivel de agua utilizado para Patagonia Sur (Irurzun et
al., 2014, 2020, ya que el testigo del Lago Fonck se compone principalmente del
mineral magnétita, y por lo tanto el uso del cociente ARM/SIRM es fiable (se utilizó el
parámetro BCR como determinante para dicho análisis). Los mejores parámetros
magnéticos para realizar el análisis paleoclimático son 𝑘, y el cociente
multiparamétrico ARM/SIRM. En cuanto al no magnético, el contenido de MO fue útil
para este tipo de análisis, como también lo hubiese sido el análisis completo de
quironómidos.
En futuros trabajos, se recomienda contar con más de un testigo, ya que hay
procedimientos magnéticos y biológicos que producen destrucción de las muestras y
no puede realizarse el trabajo completo de mediciones magnéticas, de MO, cápsulas
de quironómidos y posibles dataciones. También se sugiere hacer un análisis de varios
testigos extraídos de distintos puntos del lago para tener un conocimiento más global
de éste.
76
ANEXO
Imágenes y descripción de los equipos utilizados para la realización de las
mediciones magnéticas.
Susceptibilímetro MS2B de Bartington Instruments Lt: permite medir susceptibilidad magnética en alta y baja frecuencia (4,7 kHz y 0,47 kHz respectivamente).
Desmagnetizador Molspin Ltd: Éste equipo desmagnetiza muestras utilizando 2 campos magnéticos distintos: uno directo o continuo y uno alterno de intensidad decreciente. Los valores de los campos utilizados con configurados por el operador.
Magnetizador de pulso ASC Scientific modelo ASCIM10: capaz de manejar campos desde 5 mT a 1144 mT usando 2 bobinas diferentes para distintos rangos de campo.
77
Magnetómetro JR6A AGICO: es un instrumento de laboratorio que se utiliza para las mediciones de magnetización remanente.
Bartington MS2WFP: Este sistema mide la susceptibilidad magnética de muestras en el rango de temperatura -200°C hasta 850°C. Se utiliza en la investigación de las propiedades magnéticas de los minerales y para la determinación de TC.
78
Materiales e instrumentación utilizada para la preparación de la muestras para la
separación y observación de quironómidos.
Balanza de precisión Pastillas de K(OH) Caja de Petri
Lupa binocular
Placa Bogorov
Piseta
Microscopio óptico
Pinza entomológica
Eppendorf
79
Tablas con la descripción estadística de las componentes mineralógicas y de los
valores de campo (BCR). También se adjuntan la tabla de los valores de las
componentes mineralógicas arrojadas por el programa Max UnMix derivadas de la
gráfica de la Figura 32.
80
81
82
Bibliografía
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