Dinámica del clima y vegetación en el Páramo de Berlín (Complejo Santurbán), norte de la Cordillera Oriental de Colombia, durante el período Tardiglacial Manuela Andrea Rueda Trujillo Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Agrarias, Departamento de Ciencias Forestales Medellín, Colombia 2018 Dinámica del clima y vegetación en el Páramo de Berlín (Complejo Santurbán), norte de la Cordillera Oriental de Colombia, durante el período Tardiglacial Manuela Andrea Rueda Trujillo Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de: Magíster en Bosques y Conservación Ambiental Director: Ph.D. César Augusto Velásquez Ruíz Línea de Investigación: Paleoecología de Ecosistemas de Alta Montaña Grupo de Investigación: Palinología y Paleoecología Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Agrarias, Departamento de Ciencias Forestales Medellín, Colombia 2018 Este trabajo de investigación fue financiado de forma conjunta por la Universidad Nacional de Colombia y Colciencias en el marco de la Convocatoria 714-2015 para Proyectos de Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación en Ambiente, Océanos y Biodiversidad. Agradecimientos Al profesor César Augusto Velásquez Ruíz, director del presente trabajo de investigación, por brindarme la oportunidad de participar en este proyecto y por su acompañamiento constante a lo largo de todo mi proceso de formación de posgrado. Su dedicación como docente durante las sesiones guiadas de “Paleoecología del Cuaternario” y “Tópicos avanzados en Medio Ambiente” fue un aporte esencial a mi proceso de aprendizaje. A Ivonne Marcela Castañeda Riascos, miembro del grupo de investigación de Palinología y Paleoecología, por su amistad, compañía y paciencia durante los días de mayor trabajo. A los demás miembros del grupo de investigación Diana Arboleda Oviedo, Santiago David Valle, Luisa Fernanda Patiño Restrepo y al profesor Norberto Parra Sánchez por su contribución en el procesamiento de las muestras para polen, estratigrafía y pérdidas por ignición. A la profesora María Isabel Vélez Caicedo por haber facilitado logísticamente todo el proceso de análisis geoquímico desde el envío de las muestras a Canadá hasta la fase de mediciones. A los profesores Carlos Alveiro Monsalve Marín y Raúl Giovanni Bogotá Ángel por su disposición como jurados de tesis y por sus aportes en la mejora del presente trabajo. A los Laboratorios de Paleoecología y Génesis del Suelo de la Universidad Nacional de Colombia, y al Large Lakes Observatory de la Universidad de Minesotta Duluth por haber puesto a disposición del proyecto sus instalaciones, equipos y materiales en el procesamiento de los diferentes proxies. Finalmente, deseo agradecer a mis padres por haberme apoyado en la realización de mi posgrado y haberme enseñado la importancia de la disciplina desde mis estudios en el Colegio. Su compañía y ánimos durante mis días de estudio en casa fueron muy importantes para llevar a feliz término este proyecto. Resumen El Tardiglacial (~ 18000 – 11653 años cal AP) es el período de transición entre las condiciones frías del Último Máximo Glacial (LGM) y el clima cálido del Holoceno. En los trópicos, los patrones de temperatura durante este período fueron relativamente similares a los del hemisferio norte, con estadiales fríos e interestadiales cálidos, pero las condiciones de humedad fueron muy variables. Conocer los patrones de variación de la paleoprecipitación durante este período es de vital importancia debido a la similitud que podría existir entre el calentamiento actual y los cambios abruptos del clima que tuvieron lugar durante el Tardiglacial. Sin embargo, a la fecha son muy pocos los estudios paleoclimáticos de alta resolución en Colombia que tienen registro de este período. La presente investigación consiste en un estudio paleoecológico de alta resolución (~ 40 años/cm) en el noreste de los Andes colombianos para el período de tiempo entre 18009 y 11662 años cal AP. Los sedimentos estudiados corresponden a los cm 68 – 229 del núcleo PB1, recuperado en un complejo lagunar de origen periglacial perteneciente al Complejo de Páramos Jurisdicciones Santurbán – Berlín (72°49’24.2’’W, 07°06’37.4’’N, 3.570 msnm). Los proxies utilizados en la reconstrucción del clima y la vegetación fueron el polen, los contenidos de Titanio y Hierro, la estratigrafía y las Pérdidas por Ignición (LOI) a una resolución de 1 cm. La cronología del núcleo se basa en un total de 16 dataciones con radiocarbono AMS, de las cuales 6 corresponden al período Tardiglacial. Como resultado general se tiene que en el Páramo de Berlín las condiciones más húmedas tuvieron lugar durante las fases de menor temperatura hacia el comienzo del estadial Heinrich 1 – H1 y en el Younger Dryas – YD, a la vez que el bosque alcanzó mayores representaciones en el espectro polínico. El interestadial Bølling – Allerød - BA fue un período igualmente húmedo, pero con tendencia progresiva a hacerse seco, mostrando las condiciones de menor humedad durante el Tardiglacial. La disminución en la humedad se dio en cuatro fases, cada una de mayor intensidad: 17366 – 16700, 16700 – 15531, 15531 – 14327 y 14327 – 13213 años cal AP. La señal del YD se vio reflejada en dos fases, la primera se dio a partir de 13213 años cal AP y se caracterizó por un aumento en la humedad que condujo a una mayor representación del bosque, la segunda se dio a partir de 12400 años cal AP y se caracterizó por una tendencia a condiciones secas que se extendieron hasta el Holoceno Temprano. Los resultados obtenidos dan soporte a una asimetría en la paleoprecipitación del norte de los Andes colombianos con respecto a otros sitios ubicados en los Llanos Orientales, la Cordillera de Mérida y en las tierras bajas de Venezuela, que puede ser debida a variaciones en la forma en intensidad de la Zona de Convergencia Intertropical (ITCZ), adicionales a su patrón de migración norte – sur a largo plazo. La respuesta del bosque andino a los cambios en la humedad, indica que, en páramos secos, la precipitación podría funcionar como un factor limitante que influencia de manera considerable el desplazamiento de los cinturones de la vegetación de alta montaña. Palabras clave: Tardiglacial, estadial Heinrich 1, Younger Dryas, paleoprecipitación, ITCZ, norte de los Andes. Abstract Climate and vegetation dynamics in the Paramo de Berlin (Santurban complex), north of the Eastern Cordillera of Colombia, during the Lateglacial period The Lateglacial (~ 18000 – 11653 cal yr BP) was the transition period between Last Glacial Maximum (LGM) cold conditions and Holocene warm climate. Temperature patterns during this period were relatively similar in northern and tropical latitudes, with cold stadials and warm interstadials, but humidity conditions were quite variable. Knowledge about paleoprecipitation patterns during this period is of crucial importance due to the possible existence of similarities between global warming consequences and abrupt climate change effects during Lateglacial. Nevertheless, most cores available in Colombia until now have been studied at low resolutions and discontinuities are usually encountered in the sediments of this period. In this research a high resolution (~ 40 yr/cm) paleoecological study from the northeastern Colombian Andes is presented, with a time interval from 18009 to 11662 cal yr BP. The studied sediments correspond to the 68 – 229 cm interval of Core PB1, recovered from a lakes complex of periglacial origin at Complejo de Páramos Jurisdicciones Santurbán Berlín (72°49’24.2’’W, 07°06’37.4’’N, 3.570 m altitude). Climate and vegetation history were reconstructed based on pollen, stratigraphy, Titanium and Iron contents, and Loss On Ignition (LOI) at 1 cm resolution. Core chronology relies in 16 organic sediment samples dated by 14C AMS dating, six of which are part of Lateglacial sediments. As a general result, the more humid conditions at Páramo de Berlin took place during the coldest phases at the beginning of Heinrich 1 – H1 stadial and during the Younger Dryas - YD. At the same time, forest pollen representation was relatively high during these phases. The Bølling – Allerød – BA interstadial was also humid, but a progressive humidity decrease was registered during this period and the lowest Lateglacial humidity conditions took place previous to its end. Humidity decrease followed a four - step decline: 17366 – 16700, 16700 – 15531, 15531 – 14327 and 14327 - 13213 cal yr BP. Younger Dryas signal was reflected in two phases. The first, from 13213 to 12400 cal yr BP, was characterized by a humidity increase and a major forest representation, the second, from 12400 cal yr BP onward, was characterized by a tendency to dry conditions which extended until Early Holocene. These results give support to a paleoprecipitation asymmetry in sites located in the northern Colombian Andes with respect to other sites in Llanos Orientales, Cordillera de Mérida and Venezuelan lowlands, caused probably by Intertropical Convergence Zone (ITCZ) variations in form and intensity in addition to its north – south long term migration pattern. Andean forest response to humidity changes indicate that, in dry páramos, precipitation could function as a limiting factor which influences greatly the high mountain vegetation belts displacement Keywords: Lateglacial, Heinrich 1 stadial, Younger Dryas, Paleoprecipitation, ITCZ, Northern Andes. Tabla de Contenido Pág 1. Introducción ............................................................................................................. 1