Artículos

 

Evidencias geoquímicas y micropaleontológicas de cambios hidrológicos recientes en registros sedimentarios de la bahía de Jiquilisco, El Salvador

 

Geochemical and micropaleontological evidence of recent hydrological changes in sedimentary records of Jiquilisco Bay, El Salvador

 

Oscar Armando Amaya-Monterrosa¹, María Luisa Machain-Castillo²*, Ana Carolina Ruiz-Fernández³, Joan Albert Sanchez-Cabeza², Arturo Carranza-Edwards², Alejandro Cearreta⁴, Mayumy Amparo Cabrera-Ramírez⁵, Jaime Espinoza-Navarrete¹, Estephanie Meza-Guerrero⁶, Libia Hascibe Pérez-Bernal³, Alejandro Rodríguez-Ramírez²

 

¹ Laboratorio de Toxinas Marinas, Universidad de El Salvador, Final 25 Avenida Norte, Ciudad Universitaria, San Salvador, El Salvador.

² Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Unidad Académica Procesos Oceánicos y Costeros, Circuito Exterior s/n, Ciudad Universitaria, 04510 México DF. * Corresponding author. Email: machain@cmarl.unam.mx

³ Universidad Nacional Autónoma de México, Unidad Académica Mazatlán, Calz. J. Montes Camarena s/n, Col. Playa Sur, 82040 Mazatlán, Sinaloa, México.

⁴ Facultad de Ciencia y Tecnología, Universidad del País Vasco UPV/EHU, Apartado 644, 48080 Bilbao, España.

⁵ Departamento de Geología, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, 04510 México DF.

⁶ Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología, Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Unidad Académica Mazatlán, Calz. J. Montes Camarena s/n, Col. Playa Sur, 82040 Mazatlán, Sinaloa, México.

 

Received September 2014,
accepted December 2014.

 

RESUMEN

Este trabajo describe la variación espacial y temporal de las características geoquímicas, mineralógicas y micropaleontológicas (foraminíferos, ostrácodos y diatomeas) de sedimentos de marismas en la Reserva de la Biósfera Bahía de Jiquilisco, El Salvador. Las características de los sedimentos de las marismas estudiadas refieren ambientes sedimentarios contrastantes: el sitio Los Cedrones corresponde a un ambiente arenoso, pobre en materia orgánica, sin microfósiles (foraminíferos, ostrácodos, diatomeas) e influenciado por una hidrodinámica de alto nivel de energía, mientras que el sitio El Gimidor representa un ambiente lodoso, léntico, rico en materia orgánica y con mayor abundancia y diversidad micropaleontológica. Los núcleos sedimentarios, fechados con ²¹⁰Pb, mostraron cambios temporales (últimos 100 años) conspicuos en la composición mineralógica y elemental, así como en las tasas de acumulación, que sugieren modificaciones en el tipo de fuente y la magnitud del aporte sedimentario. Los intervalos de las tasas de acumulación sedimentaria observados en ambos sitios de muestreo fueron comparables: de 1.2 ± 0.9 a 3.4 ± 0.5 mm año^-1 en Los Cedrones y de 0.8 ± 0.2 a 4.0 ± 0.5 mm año^-1 en El Gimidor. Aun cuando existe una distancia de 13 km entre las dos marismas estudiadas, y pese a las marcadas diferencias en términos de tipo de ambiente sedimentario, composición elemental y agrupación de especies de microfósiles, los dos registros sedimentarios mostraron la huella de cambios hidrológicos, probablemente relacionados con el represamiento del río Lempa y el aumento del nivel marino en la zona durante los últimos 100 años.

Palabras clave: marismas, ²¹⁰Pb, microfósiles, cambio de nivel del mar, Complejo Bahía de Jiquilisco.

 

ABSTRACT

The geochemical, mineralogical, and micropaleontological (Foraminifera, Ostracoda, Bacillariophyta) spatial and temporal variations in marshland sediments from the Jiquilisco Bay Biosphere Reserve, El Salvador, are described. The sedimentary characteristics of two marsh sites reveal contrasting sedimentary environments: site Los Cedrones depicts a high energy environment with sandy sediments, low organic matter content, and no microfossils, while site El Gimidor represents a lower energy environment with muddy sediments rich in organic matter and more abundant and diverse microfossils. ²¹⁰Pb-dated sedimentary cores showed changes over time (last 100 years) in the mineral and elemental composition, as well as in the accumulation rates, suggesting changes in the type and magnitude of sediments delivered to the sites. Sediment accumulation rates were similar at both sites, ranging from 1.2 ± 0.9 to 3.4 ± 0.5 mm yr^- at Los Cedrones and from 0.8 ± 0.2 to 4.0 ± 0.5 mm yr^- at El Gimidor. Even though both marshes are located 13 km apart, and depict different sedimentary environments, elemental composition, and microfossil assemblages, both sedimentary records show the influence of hydrological changes, probably due to the damming of the Lempa River and the sea-level increase during the last 100 years.

Key words: marshes, ²¹⁰Pb, microfossils, sea-level changes, Jiquilisco Bay Complex.

 

Introducción

Uno de los impactos más importantes del cambio global sobre las zonas costeras es la elevación del nivel del mar, producto del deshielo de los casquetes polares y la expansión térmica del agua oceánica debido al calentamiento de la atmósfera y los océanos (Church et al. 2013). La elevación del nivel del mar es un problema ambiental de alto impacto para la sociedad debido, entre otros factores, a la pérdida de terrenos habitables e infraestructura económica en la zona costera, así como la salinización de los mantos acuíferos y terrenos. No obstante, la escasez de datos ambientales de largo plazo entorpece el desarrollo de medidas de protección y/o mitigación de ecosistemas frágiles, tales como los ecosistemas costeros.

El estudio de núcleos sedimentarios permite la reconstrucción histórica de cambios ambientales, para lo cual se requiere que exista un depósito de sedimentos continuo en el tiempo y se disponga de un fechado confiable. El método de fechado con ²¹⁰Pb permite reconocer discontinuidades en el perfil sedimentario y desarrollar geocronologías de hasta 100-150 años, por lo que es ampliamente utilizado para el estudio de las tendencias de los impactos del cambio global, tales como la contaminación por metales pesados o el incremento de las tasas de acumulación sedimentaria en sistemas acuáticos (e.g., Ruiz-Fernández y Hillaire-Marcel 2009). Adicionalmente, se ha demostrado que las tasas de acreción determinadas por el método de ²¹⁰Pb pueden ser útiles para determinar la magnitud del cambio del nivel marino (e.g., Lynch et al. 1989), ya que la velocidad de acumulación de algunos depósitos sedimentarios costeros, especialmente en las marismas altas, está controlada por el balance entre el aporte y la erosión del material debido a la acción de las mareas y, por lo tanto, las tasas de acreción siguen el ritmo de la elevación del nivel del mar (Smoak et al. 2013).

Los cambios en las condiciones ambientales de los sistemas acuáticos repercuten en la modificación de su morfología, su geoquímica y las estructuras comunitarias de ciertos organismos, razón por la cual el análisis de las características mineralógicas, la composición elemental y las asociaciones micropaleontológicas (e.g., foraminíferos, ostrácodos y diatomeas) en núcleos sedimentarios es ampliamente utilizado para evidenciar cambios en los ecosistemas del pasado, en particular en relación al nivel del mar (Cearreta et al. 2003, Kemp et al. 2013).

Los estudios mineralógicos permiten inferir las áreas fuente de los sedimentos costeros y dilucidar las características de energía del ambiente de depósito. Por ejemplo, sedimentos costeros ricos en cuarzo y minerales pesados se asocian con ambientes de alta energía (e.g., playas y canales de mareas), mientras que la presencia de evaporitas y materiales lodo-arenosos ricos en materia orgánica es indicativo de cuerpos lénticos de baja energía (Folk 1980). La susceptibilidad magnética puede ser útil para identificar cambios en las fuentes sedimentarias, bajo la suposición de que los minerales magnéticos (e.g., óxidos de hierro y titanio) de los sedimentos tienen un origen detrítico y que las variaciones de su suministro pueden resultar, entre otros, de alteraciones ambientales como la erosión de suelos (e.g., Ruiz-Fernández et al. 2005) o cambios en el nivel del mar (e.g., Ellwood et al. 2000).

La composición elemental de sedimentos costeros puede ayudar a identificar la transición de ambientes (e.g., influencia terrígena versus marina, debido a la elevación del nivel del mar) mediante la evaluación del registro temporal de la concentración de elementos enriquecidos en el agua de mar (e.g., Cl, Na y Br; Sadiq 1992) y los elementos tradicionalmente usados como indicadores (proxies) del aporte de sedimentos terrígenos (e.g., Al, Ti, Rb, Zr; Pattan et al. 2005).

En el presente trabajo se reportan los primeros datos de la distribución espacial y temporal de la composición geoquímica, mineralógica y micropaleontológica de sedimentos superficiales y de núcleos sedimentarios fechados con ²¹⁰Pb, recolectados en el Complejo Bahía de Jiquilisco (CBJ) en El Salvador, con el objetivo de identificar las evidencias de los cambios hidrológicos (e.g., represamiento del río Lempa y cambios en el nivel del mar) ocurridos durante los últimos 100 años.

 

Materiales y métodos Área de estudio

El CBJ se ubica al sureste de El Salvador (fig. 1), y ha sido reconocido como sitio RAMSAR desde 2005 y como reserva de la biósfera de la UNESCO desde 2007. Posee la mayor extensión perenne de humedales en el país, con ecosistemas de agua salobre y grandes extensiones de bosque salado (~18,700 ha), incluyendo las especies de mangle Rhyzophora mangle, Rhyzophora racemosa, Rhizophora harrisonii, Avicennia germinans, Avicennia bicolor, Conocarpus erecta y Laguncularia racemosa, así como el mangle de agua dulce Bravaisia integerrima. El CBJ es una importante zona de anidación para especies de aves marino-costeras y de producción pesquera. El clima en el CBJ es de sabana tropical-caliente, con una temperatura promedio anual de 28 °C y un máximo de 36 °C. La precipitación anual varía entre 1600 y 2000 mm, principalmente de mayo a octubre, y la evapotranspiración media anual es de 1944 mm (MARN/ AECI 2004).

El CBJ se encuentra ubicado entre dos ríos. El río Lempa, que descarga sus aguas al océano Pacífico en el extremo oeste de CBJ, tiene un caudal medio de 175 m³ s^-1 y a lo largo de su curso, cuenta con tres presas hidroeléctricas construidas entre 1954 y 1983 (Cerrón Grande, 5 de Noviembre y 15 de Septiembre), ubicadas entre 49 y 99 km de la zona de estudio. El río Grande San Miguel, que descarga en la parte media-oriental de CBJ, tiene un caudal medio de 24 m³ s^-1 (SNET 2004).

La mayor parte del territorio de El Salvador está cubierto por rocas de origen volcánico. La sucesión estratigráfica en la zona de CBJ está compuesta por aluviones cuaternarios que recubren a estratos volcánicos (Holoceno-Pleistoceno) de composición basáltica, andesítica y dacítica (MARN 2013).

 

Muestreo

Los núcleos sedimentarios se recolectaron manualmente (push core) en agosto de 2012, mediante el uso de tubos de PVC de 10 cm de diámetro, en dos zonas de marismas (fig. 1): Los Cedrones (núcleo ELS-I, 44 cm de longitud) y El Gimidor (núcleo ELS-II, 50 cm). Las zonas de muestreo se ubicaron en terrenos planos, más elevados que la franja de manglar, inundables de manera intermitente (durante la marea alta), y alejados de la intervención humana y el acceso al ganado. Los núcleos se abrieron longitudinalmente y se cortaron secciones de 1 cm de espesor.

En cada sitio de muestreo también se recolectaron muestras de sedimento superficial con la ayuda de espátulas de plástico y un aro de PVC (10 cm de diámetro, 1 cm de profundidad, ~78 cm³ de sedimento). Se determinó la altura relativa de cada punto de muestreo con relación a la superficie del núcleo previamente recolectado, con una resolución de 1 mm, mediante el uso de una estación total Sokkia, modelo SET630RK/D22845, y un GPS Trimble, modelo Pro XT (fig. 1).

Los sedimentos recolectados se secaron hasta un peso constante en estufa a una temperatura inferior a 60 °C. Se tomaron alícuotas para el análisis de tamaño de grano y microfósiles, y el resto se molió en mortero de porcelana y se conservó en bolsas de polietileno hasta su análisis.

 

Análisis de laboratorio

El análisis de la composición elemental (Al, Fe, Mn, Si, Ti, Rb, Zr, Br, Cl) se realizó en muestras de sedimento comprimidas manualmente con un apisonador de teflón, en un espectrómetro de fluorescencia de rayos X (XRF, por sus siglas en inglés, Xepos-3 de Spectrolab) en atmósfera de He. La susceptibilidad magnética (SM) se determinó con un analizador Bartington MS2 acoplado a un sensor de frecuencia simple MSG2. La distribución de tamaño de grano se determinó por difracción de rayo láser con un analizador Malvern Mastersizer 2000. La concentración de materia orgánica y de carbonatos se estimó a través de la determinación de las pérdidas por ignición a 550 y 950 °C (PPI₅₅₀ y PPI₉₅₀), respectivamente. Para el fechado de los sedimentos, se determinó la actividad de ²¹⁰Pb a través de su descendiente radioactivo ²¹⁰Po por espectrometría alfa (Ortec Ametek, modelo 576A) según el método descrito por Ruiz-Fernández y Hillaire-Marcel (2009); los resultados se expresan en años de la era común. El control de calidad de los análisis realizados incluyó la determinación de blancos analíticos, el análisis de réplicas (n = 6) para evaluar la precisión de los análisis, y el análisis de materiales de referencia para determinar la exactitud de los métodos. Los resultados del análisis de materiales de referencia IAEA-158, IAEA-405 y IAEA-433 para XRF, IAEA-300 para ²¹⁰Pb, Bartington G-039 para SM, y Malvern QAS3002 para tamaño de grano, se encontraron en el intervalo de sus valores certificados (1σ). Los coeficientes de variación fueron <8% para los análisis de XRF, PPI₅₅₀ y PPI₉₅₀; <5% para ²¹⁰Pb y tamaño de grano; y <3% para SM.

Las muestras para foraminíferos, ostrácodos y diatomeas se lavaron con agua corriente a través de un tamiz de 63 μηι, se secaron a temperatura ambiente y se tiñeron con Rosa de Bengala (Murray 2006). Los residuos secos se revisaron con un microscopio estereoscópico. Los organismos extraídos se determinaron taxonómicamente y se cuantificaron agrupando los individuos vivos (teñidos) y muertos (no teñidos) en una asociación total debido al reducido número de ejemplares presentes. Se cuantificaron las diatomeas presentes en esta fracción. Para el análisis mineralógico, se realizaron láminas delgadas de muestras de la fracción arenosa de los sedimentos y se hicieron conteos de granos de diferentes campos con un microscopio petrográfico (Potter 1978).

 

Resultados

Sedimentos superficiales

Sitio ELS-I (Los Cedrones)

Los sedimentos superficiales del sitio ELS-I fueron predominantemente arenosos (68-83%), con concentraciones bajas de materia orgánica (PPI₅₅₀ <1.2%) y de carbonatos (PPI₉₅₀ 1-6%, excepto en la estación 1, con 13%), y una composición elemental casi homogénea (fig. 2). La fracción arenosa estuvo compuesta en su mayoría por cuarzo (40-55%), plagioclasas (10-20%), minerales pesados (5-35%) y fragmentos de rocas volcánicas (5-30%) y sedimentarias (5-10%). Los minerales pesados fueron más abundantes en la parte central de la marisma (estaciones 11 a 16). No se encontraron foraminíferos, ostrácodos ni diatomeas en ninguna de las muestras superficiales analizadas.

 

Sitio ELS-II (El Gimidor)

Los sedimentos del sitio ELS-II fueron predominantemente limosos (59-86%), con altos porcentajes de materia orgánica (PPI₅₅₀ 1 6-19%) y bajo porcentaje de carbonatos (PPI₉₅₀ 3 -7%). La fracción arenosa de los sedimentos estuvo compuesta principalmente por restos vegetales y un 5-20% de líticos, principalmente plagioclasas y líticos volcánicos. La composición elemental fue muy similar entre las muestras (fig. 2), las cuales tuvieron mayor concentración de elementos indicadores de influencia marina (i.e., Na, Cl, Br) y menor de terrígenos (Rb, Al, Si, K, Ti, Zr) que las observadas en el sitio ELS-I (Los Cedrones).

Aunque se encontraron foraminíferos, ostrácodos, diatomeas y algunos gasterópodos (tabla 1), debido a su baja diversidad y abundancia no fue posible la delimitación de subambientes en la zona de estudio. Se encontraron ocho especies de foraminíferos, dos de origen marino, Nonionella sp. y Neogloboquadrina dutertrei (d'Orbigny), probablemente introducidas vía los canales de marea, y numerosos fragmentos de foraminíferos aglutinados. Las especies más abundantes en orden decreciente fueron Arenoparella mexicana (Kornfeld), Cribroelphidium gunteri (Cole), Ammotium salsum (Cushman y Brönnimann) y Ammonia tepida (Cushman). Textularia sp. y Trochamina inflata (Montagu) sólo presentaron un ejemplar cada una. Todas estas especies toleran amplios intervalos de salinidad y son características de lagunas costeras, estuarios y manglares (Murray 2006). Las poblaciones de ostrácodos presentaron también baja diversidad y abundancia. En orden decreciente, las especies más abundantes fueron Perissocytheridea sp., Perissocytheridea cf. P. meyerabichi (Hartmann), Cyprideis castus Benson y dos ejemplares de Loxoconcha? magnipustulosa Swain y Gilby. Estos organismos se han encontrado en aguas salobres, en un amplio intervalo de salinidad, en diversas partes del Pacífico americano (e.g., Hartmann 1956, Sandberg 1966, Swain y Gilby 1967, Phleger 1967). Se encontraron escasas diatomeas planctónicas de origen marino y sólo se registró su presencia, pues pueden haber sido transportadas por aves acuáticas.

 

Núcleos sedimentarios fechados con ²¹⁰Pb

Los perfiles de las actividades de ²¹⁰Pb de los núcleos ELS-I y ELS-II (fig. 3) exhibieron una tendencia decreciente con la profundidad, lo cual indica un depósito continuo de sedimentos, aunque los valores de actividad del núcleo ELS-I (sedimento más arenoso) fueron mucho menores que los del núcleo ELS-II (sedimento más fino). Las cronologías se calcularon utilizando el modelo de flujo constante (Sanchez-Cabeza y Ruiz-Fernández 2012) y las incertidumbres se estimaron utilizando el método de Monte Carlo con 30,000 simulaciones (Sanchez-Cabeza et al. 2014). La edad más antigua estimada para el núcleo ELS-I fue de 105 ± 8 años (sección 22-23 cm) y de 163 ± 7 años para el núcleo ELS-II (32-33 cm).

Las tasas de acumulación másica (TAM) y sedimentaria (TAS) mostraron notables y coincidentes variaciones a lo largo del tiempo en ambos núcleos, y los intervalos de valores obtenidos para los dos núcleos fueron muy similares (fig. 3). En el núcleo ELS-I, las TAM aumentaron de 0.18 ± 0.15 g cm^-2 año^-1 (sección 21-22 cm, año 1912) a 0.36 ± 0.05 g cm^-2 año^-1 en la sección superficial (año 2011), y se observaron dos máximos pronunciados en 1944 (sección 15-16 cm) y 2002 (sección 3-4 cm). El intervalo de TAS mostró su valor mínimo de 1.2 ± 0.9 mm año^-1 en la sección 20-21 cm (año 1920) y un máximo de 3.4 ± 0.5 mm año^-1 en la superficie del núcleo. Se identificó claramente un máximo en 1944 (3.0 ± 0.2 mm año^-1), seguido de un incremento casi lineal a partir de 1971.

En el núcleo ELS-II, las TAM incrementaron de 0.04 ± 0.01 g cm^-2 año^-1 (32-33 cm) a 0.15 ± 0.01 g cm^-2 año^-1 en la superficie del núcleo (año 2011). Al igual que en el núcleo ELS-I, los valores de las TAM mostraron una tendencia general creciente hacia la superficie del núcleo, con un máximo pronunciado en el año 1944 (15-16 cm). Las TAS aumentaron desde el valor mínimo de 0.8 ± 0.2 mm año^-1 en 1856 hasta un máximo subsuperficial de 4.0 ± 0.5 mm año^-1 en 1942, luego disminuyeron a 1.6 ± 0.2 mm año^-1 en 1972, para elevarse de nuevo progresivamente hasta 4.0 ± 0.4 mm año^-1 en 2009.

 

Caracterización geoquímica, mineralógica y micropaleontológica de los núcleos sedimentarios

Sitio ELS-I (Los Cedrones)

Los sedimentos del núcleo ELS-I fueron predominantemente arenosos (>59%), con bajo contenido de materia orgánica (PPI₅₅₀ <5%) y carbonatos (PPI₉₅₀ <2%). La composición mineralógica observada fue 26-34% de cuarzo, 20-30% de minerales pesados, 16-27% de plagioclasas, 12-26% de líticos volcánicos y 2-8% de líticos sedimentarios (tabla 2). La presencia de cuarzo, el alto contenido de minerales pesados (principalmente piroxenas y magnetitas) y la ausencia de líticos volcánicos alterados son indicativos de un ambiente de depósito de alta energía. No se encontraron restos de microfósiles en los sedimentos.

Los perfiles de distribución de tamaño de grano y las concentraciones de Al y Fe mostraron escasa variación con la profundidad. Las concentraciones de Si y Rb mostraron una tendencia decreciente hacia la superficie del núcleo, en contraste con los valores de SM y las concentraciones de Ti y Zr que mostraron una tendencia decreciente con la profundidad (fig. 4). El decremento de las concentraciones de Si y Rb, y el incremento de las concentraciones de Ti, Zr y la SM indican la presencia de sedimentos terrígenos que proceden de fuentes detríticas distintas. Las concentraciones de Mn, Br y Cl aumentaron desde el fondo hasta aproximadamente 25 cm de profundidad, a partir de donde las concentraciones de Br y Cl decrecieron hasta sus valores mínimos (6 cm de profundidad) para luego incrementarse hacia la superficie (fig. 4). Los cambios en las concentraciones de Br y Cl probablemente están asociados a variaciones en el aporte de agua marina durante el periodo de tiempo comprendido en el núcleo sedimentario; es decir, el segmento con los valores mínimos de ambos elementos (14-6 cm; i.e., 1954-1965) representa el periodo de menor influencia marina.

 

Sitio ELS-II (El Gimidor)

Los sedimentos del núcleo ELS-II fueron predominantemente limo-arenosos con arcilla (>17%) y más arenosos en la base (de 30 a 50 cm de profundidad) (fig. 4). Los sedimentos contuvieron abundantes restos vegetales y presentaron porcentajes considerablemente altos de materia orgánica (PPI550 >16%) y de carbonatos (PPI₉₅₀ 4-18%). Entre 20 y 40 cm de profundidad se observó la presencia de yeso, y los valores mínimos de materia orgánica y carbonatos (figs. 4, 5). Los perfiles de concentración de Al, Fe, Ti y Zr mostraron escasa variabilidad con la profundidad, lo cual indica una fuente terrígena constante. En contraste, los perfiles de concentración de Si y Rb mostraron tendencias crecientes entre el fondo del núcleo y 30 cm de profundidad (año 1884) y desde 15 cm de profundidad hasta la superficie, con una sección intermedia (12-30 cm, 1884-1960) que mostró la tendencia contraria. Los perfiles de concentración de Mn, porcentaje de arenas y valores de SM mostraron los valores más altos entre el fondo y 30 cm de profundidad, y en las capas suprayacentes se observaron los valores más bajos y homogéneos. Los perfiles de concentración de Br y Cl mostraron valores casi constantes desde el fondo del núcleo hasta 30 cm de profundidad, una tendencia creciente entre 30 y 12 cm (1960), una tendencia decreciente entre 12 y 3 cm (1960-2002), y finalmente un incremento hacia la superficie.

Se encontró un total de 10 especies de foraminíferos bentónicos, de las cuales las más abundantes fueron Arenoparella mexicana y Trochamina inflata, ambas características de ambientes salobres (estuarios y marismas). Hacia la cima del núcleo se encontraron especies como Bolivina interjuncta bicostata (Cushman) y Bulimina mexicana Cushman, ambas de origen marino. Los foraminíferos planctónicos (de ambiente marino) estuvieron representados por ocho especies, todas escasas y concentradas en los 12 cm superiores. Se encontraron diatomeas planctónicas de origen marino a lo largo de la mayor parte del núcleo, pero fueron un poco más abundantes en los centímetros superiores.

 

Discusión

A pesar de estar separados por más de 13 km, la similitud de los registros de TAM y TAS en ELS-I y ELS-II es notable y fue atribuida a causas regionales y no locales. El decremento abrupto en las TAM y TAS en ambos núcleos a principios de la década de 1950 probablemente esté relacionado con la construcción de las presas en el río Lempa. Las marismas estudiadas presentan características geoquímicas, mineralógicas y micropaleontológicas diferentes, probablemente como resultado de su distinta posición geográfica en el sistema estuarino-lagunar del CBJ. Los sedimentos del núcleo ELS-I son gruesos, contienen cuarzo y minerales pesados (piroxenas y magnetitas principalmente) y no tienen líticos volcánicos alterados, lo cual indica un ambiente de alta energía que recibe aportes de lugares cercanos, tales como los canales lagunares y a la barrera al este de la desembocadura del río Lempa. La ausencia de microfósiles probablemente se debe a la alta energía del ambiente, lo cual no es propicio para la preservación de los foraminíferos cuyas testas son frágiles.

El núcleo ELS-II es más rico en materia orgánica y contiene yesos, plagioclasas y líticos volcánicos alterados que sugieren bajos niveles de energía, como en lagunas y esteros (Folk 1980). La ausencia de cuarzo y su riqueza en líticos volcánicos (alterados y no alterados) parece indicar aportes directos probablemente de los aparatos volcánicos de Tecapa, que se ubican a menos de 20 km del sitio (MARN 2013). La menor energía del sitio ELS-II permitió una mejor preservación del registro micropaleontológico. Los proxies analizados y las preferencias ecológicas de los microorganismos hallados sugieren cambios en las condiciones ambientales a lo largo de la secuencia sedimentaria, que se describen a continuación:

• De la base del núcleo hasta 43 cm de profundidad, la presencia de los foraminíferos bentónicos A. mexicana y T. inflata y de fragmentos de Ammobaculites indica ambientes salobres de una laguna costera. Extrapolando las tasas de acreción obtenidas para los últimos 100 años, estos materiales se depositaron desde la segunda mitad del siglo XVIII hasta inicios del siglo XIX.

• De 42 a 29 cm (hasta 1884) no hay foraminíferos, tan sólo algunas diatomeas. La presencia de yeso, en algunos niveles muy abundante, sugiere un sistema evaporítico, probablemente causado por la disminución en la profundidad de la laguna, con inundaciones intermitentes como lo atestiguan las tasas de acreción más bajas de todo el núcleo (fig. 3). Las concentraciones de Mn indican condiciones de mayor oxigenación para esta parte de la columna sedimentaria, lo cual confirma el depósito subaéreo. Se encuentran asimismo los valores más bajos de materia orgánica, carbonatos, Si y Rb, y los valores más altos de SM que podrían deberse a la mayor abundancia de minerales magnéticos de origen volcánico (tabla 2).

• De 28 a 12 cm (1892-1955), el incremento en las concentraciones de Br y Cl señala el aumento progresivo de la salinidad de los sedimentos. Esto indica la inundación del sitio de estudio con aguas marinas, en buen acuerdo con el incremento en la abundancia de sedimentos finos enriquecidos en materia orgánica acarreados por el agua y, consecuentemente, el aumento progresivo de las tasas de acreción y la presencia de foraminíferos indicadores de condiciones lagunares (fig. 5).

• Entre 11 y 3 cm (1960-2002), el núcleo presenta escasa microfauna; entre 11 y 7 cm, la asociación está compuesta por una mezcla de especies lagunares y marinas (fig. 5); y entre 6 y 3 cm, la microfauna es ligeramente más abundante y presenta mayor número de organismos de origen marino, lo cual sugiere una mayor influencia marina. En este intervalo de tiempo, las TAS muestran valores bajos; este periodo coincide con la construcción de las presas en el trayecto del río Lempa, lo cual ocasionó la retención de sedimentos gruesos, que dejaron de llegar hasta el sitio de estudio. Con la reducción del aporte sedimentario, es probable que haya iniciado un proceso de erosión costera (comúnmente observado en barreras arenosas o playas, Bird 2008) y el aporte de sedimentos costeros al sitio de estudio, tal como lo sugiere la presencia de foraminíferos bentónicos (fig. 5), lo cual podría ser el origen del aumento de las concentraciones de Si y Rb (entre 11 y 3 cm, fig. 4) y de la dilución de las concentraciones de Br y Cl, aunque las altas concentraciones de estos dos últimos elementos siguen indicando la prevalencia de condiciones marinas durante este periodo.

• En la parte superior del núcleo (2003-2011) vuelve a aumentar la tasa de acreción, probablemente debido a una combinación de diversos factores; por ejemplo, una mayor erosión en la cuenca de drenaje, relacionada con cambios en el uso de suelo y actividades agrícolas (e.g., cultivos de algodón y caña de azúcar, principalmente), y el aumento del nivel del mar.

La disminución de las concentraciones de Mn en la parte superficial del núcleo (26-0 cm) es probablemente resultado de bajas concentraciones de oxígeno, producto de las altas concentraciones de materia orgánica registradas en los sedimentos (las cuales explican también los bajos valores de SM hacia la superficie del perfil, fig. 4). La disolución de oxi-hidróxidos de Mn y la difusión de Mn²+ en el agua intersticial es el resultado de condiciones reducidas (Farmer y Lovell 1984), que puede ser también la razón de la disolución de los carbonatos.

En el pasado, las tasas de acreción han sido influenciadas por cambios hidrológicos, como la retención de sedimentos en las presas construidas en el río Lempa. Recientemente, si bien se ha reconocido que globalmente el nivel del mar ha aumentado durante el último siglo (Church et al. 2013), el ascenso del nivel marino local es resultado de la interacción de diversos fenómenos globales (e.g., el derretimiento de los casquetes polares y la expansión térmica de los océanos) y locales (e.g., la actividad tectónica y el aporte sedimentario). En el CBJ, las evidencias micropaleontológicas, sedimento-lógicas y geoquímicas de los núcleos recolectados en las dos marismas estudiadas indican que, en los últimos años, ha habido una mayor influencia de condiciones marinas en la zona. A pesar de la sismicidad de El Salvador, parece ser que la actividad tectónica no interviene directamente en la elevación del nivel del mar, ya que las tasas de acreción observadas en los núcleos estudiados son similares a los valores globales de aumento en el nivel del mar propuestos por Church et al. (2013).

 

Agradecimientos

Esta investigación fue financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT, México, proyecto CB 2010-153429). Los investigadores agradecen a la Administración Nacional de Acueductos y Alcantarillados (ANDA) de El Salvador su apoyo en el levantamiento topográfico de los sitios de muestreo, a Humberto Bojórquez en el trabajo analítico, a X Antonio Nava-Fernández en el procesamiento micropaleontológico, a Eduardo Morales y Ricardo Ramírez en el análisis sedimentológico, a Germán Ramírez y Carlos Suárez en la elaboración de mapas, y a Yaneth Alvarado y Maira Flores en la recolección de los núcleos.

 

Referencias

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