Proyectos de investigación en parques nacionales: 2011-2014 RECONSTRUCCIÓN DE CAMBIOS CLIMÁTICOS ABRUPTOS A PARTIR DE REGISTROS DE CUEVAS EN EL PARQUE NACIONAL DE ORDESA Y MONTE PERDIDO: FORMACIONES DE ESPELEOTEMAS Y DEPÓSITOS DE HIELO ANA MORENO1, MIGUEL BARTOLOMÉ1,2, CARLOS SANCHO MARCÉN2, CARLOS PÉREZ MEJÍAS1,2, BELÉN OLIVA URCÍA3, MARÍA LEUNDA1, MIGUEL SEVILLA CALLEJO1, ÁNCHEL BELMONTE RIBAS2, HEATHER STOLL4, ISABEL CACHO5, ANTONIO DELGADO HUERTAS6, Mª CINTA OSÁCAR SORIANO2, ARSENIO MUÑOZ JIMÉNEZ2, BLAS VALERO GARCÉS1 Y PENÉLOPE GONZÁLEZ SAMPÉRIZ1 RESUMEN El estudio de la dinámica de los sistemas morfogenéticos en el pasado y en la actualidad y su relación con el clima es fundamental para poder anticipar las consecuencias del cambio global. Los espacios protegidos de montaña son lugares de estudio especialmente válidos por la sensibilidad de sus sistemas ante los cambios ambientales del pasado. Singular relevancia adquieren los sistemas morfogenéticos endokársticos. Las formaciones espeleotémicas y los depósitos de hielo fósil que se encuentran en las cavidades del Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido resultan ser archivos excepcionales de in- formación de los cambios hidrológicos y térmicos del último ciclo glaciar. Este estudio muestra los re- sultados derivados del seguimiento instrumental de varios parámetros ambientales e hidrológicos dentro y fuera de una serie de cavidades, por un lado, y, la reconstrucción paleoclimática a partir del registro isotópico obtenido de los espeleotemas, por otro. Así, se presentan nuevos datos de la variabi- lidad climática en el Parque desde los últimos 60.000 años, con especial énfasis en el Holoceno (últimos 11.700 años) y, con mayor detalle, en los últimos 2000 años. Palabras clave: Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido, espeleotemas, cuevas de hielo, isótopos estables, seguimiento instrumental, último ciclo glaciar, Holoceno. 1 Instituto Pirenaico de Ecología – CSIC, Avda. Montañana 1005, 50059 Zaragoza. Direccion de contacto: [email protected]. Otros: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]. 2 Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad de Zaragoza, C/ Pedro Cerbuna, 12, 50009 Zaragoza csan- [email protected], armuñ[email protected], [email protected], [email protected]. 3 Departamento de Geología y Geoquímica, Universidad Autónoma de Madrid. Francisco Tomás y Valiente 7, 28049 Madrid, España. [email protected]. 4 Departmento de Geología, Universidad de Oviedo, C/Arias de Velasco, s/nº 33005 Oviedo [email protected] 5 GRC Geociències Marines, Facultad de Geología, Universidad de Barcelona, C/Martí i Franqués, s/nº, 08028 Bar- celona [email protected]. 6 Laboratorio Biogeoquímico de Isótopos Estables, Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, Avda. Las Palmeras nº 4, 18100, Armilla (Granada) [email protected]. 371 MORENO, A. Y COLS «Reconstrucción de cambios climáticos abruptos en el P. N. de Ordesa y Monte Perdido» ABRUPT CLIMATE CHANGE RECONSTRUCTED IN THE ORDESA AND MONTE PERDIDO NATIONAL PARK FROM SPELEOTHEMS AND ICE DEPOSITS SUMMARY The study of the dynamics of natural systems in the past and today and their relation to climate is fun- damental to anticipate the consequences of Global Change. Natural protected parks, particularly those located in the mountains, are specially sensitive to past environmental changes. In that context, endo- karstic systems are particulary relevant. Speleothems and ice deposits studied in several cavities of Or- desa and Monte Perdido National Park are found to be exceptional archives of hydrological and temperature changes occurring during last glacial cycle. This study shows the obtained results through, on one hand, the monitoring study of environmental parameters inside and outside several cavities and, on the other hand, the paleoclimate reconstruction from the isotopic study of speleothems. There- fore, new data are presented about the climatic variability in the Park for last 60,000 years, including the Holocene (last 11,700 years) and, with more detail, the last 2000 years. Key words: Ordesa and Monte Perdido National Park, speleothems, ice cave deposits, stable isotopes, instrumental monitoring, last glacial cycle, Holocene. INTRODUCCIÓN (5) identificar feedbacks importantes en la variabi- lidad climática. Los modelos paleoclimáticos de- Los estudios paleoclimáticos sarrollados hasta la fecha no son capaces de reproducir satisfactoriamente los cambios obser- Desde hace varias décadas sabemos que el Cam- vados y, por lo tanto, se está todavía lejos de com- bio Global es una realidad instalada definitiva- prender completamente el cambio climático mente entre nosotros a la que nos hemos de futuro. Por todo ello, se debe seguir profundi- adaptar y que además supone un desafío al que zando en el estudio de los cambios climáticos rá- hemos de responder (eg. DUARTE et al. 2006). Sin pidos del pasado con el fin de entender y predecir embargo, a pesar de encontrarnos ante un suceso los cambios en elsistema climático actual y las res- probablemente excepcional en la historia de la puestasde los sistemas naturales y de nuestras so- Tierra, podemos avanzar en su comprensión a ciedades. partir de la mucha y valiosa información obtenida de los archivos geológicos que nos muestran Entre los archivos que reconstruyen el clima del cómo fue el clima del pasado y cómo, a lo largo pasado, las formaciones de espeleotemas y los re- del tiempo, respondieron los diferentes sistemas gistros de hielo fósil constituyen fuentes de infor- geológicos, ecosistemas y sociedades humanas a mación excepcional de los cambios climáticos, la variabilidad climática. En este sentido, los ar- tanto térmicos como del régimen de precipitacio- chivos paleoclimáticos están siendo muy útiles nes del pasado. La proporción de isótopos de oxí- para (1) extender el registro instrumental de se- geno (δ18O) en los espeleotemas es un indicador ries de datos meteorológicos de las últimas déca- muy útil para reconstruir cambios en la dinámica das hasta los últimos miles de años; (2) entender climática puesto que la composición isotópica de la variabilidad climática natural a diferentes es- la estalagmita depende de la temperatura de la calas de tiempo; (3) comprender la sensibilidad cueva y de la composición isotópica del goteo de los diferentes sistemas a los cambios del clima; (LACHNIET, 2009). A su vez, ésta se encuentra (4) caracterizar escenarios de cambio climático; e relacionada con la composición isotópica del agua 372 Proyectos de investigación en parques nacionales: 2011-2014 de lluvia que, tras infiltrarse, alimenta el goteo rica, lagos e ibones, y 22 cumbres que superan (MCDERMOTT 2004). Los valores de δ13C están los 3000 m de altitud. más ligados al tipo de vegetación desarrollada sobre la cueva y a varios procesos que tienen En el Parque no existen muchos sistemas natura- lugar en el suelo en relación con el CO2. Por otro les capaces de albergar información paleoclimá- lado, las cuevas heladas, además de constituir un tica. De hecho, los únicos datos disponibles elemento singular de alto valor patrimonial, son proceden de registros lacustres localizados en al- excelentes sensores de los cambios ambientales, gunos de los elementos más paradigmáticos. Así, ya que tanto el volumen de la masa de hielo, a partir de registros como la secuencia de los lla- como sus cambios isotópicos responden a pará- nos de La Larri (altitud de 1560 m), donde se en- metros asociados al clima (LUETSCHER et al. cuentra un importante paleolago originado por el 2005). Así, debido precisamente al Calentamiento bloqueo hace más de 35000 años de un valle late- Global están en riesgo de desaparecer en un ral por la morrena principal del glaciar de Pineta, tiempo breve por lo que es fundamental obtener o del registro del lago de Marboré, situado a toda la información que contienen. mayor altura (2600 m), se puede reconstruir la historia paleoambiental desde el último retroceso La precisión que se puede conseguir en la data- glacial (SALAZAR et al. 2013; VALERO-GARCÉS ción de los diferentes archivos paleoclimáticos es et al. 2013). El trabajo realizado en Marboré nos uno de los aspectos principales en este tipo de in- habla de un periodo más húmedo que el actual vestigaciones, sobre todo si se pretende conocer entre 9000 y 4000 años antes del presente, con la respuesta ambiental ante cambios climáticos abundantes aportes detríticos al lago y una mayor abruptos del pasado. Tanto en espeleotemas (téc- bioproductividad. Además, la transición de hace nica del U-Th) como en el hielo (14C en restos or- 5000 – 4500 años representa el cambio más signi- gánicos), las cronologías pueden llegar a ficativo de todo el Holoceno y se interpreta como presentar gran resolución y exactitud (DORALE una respuesta al incremento global de la aridez et al. 2004), constituyendo este aspecto una de sus (OLIVA-URCIA et al. 2013). Por otro lado, es tam- mayores ventajas. Por otro lado, las posibles limi- bién muy importante el efecto de la Pequeña taciones que presentan estos estudios pueden pa- Edad del Hielo (entre 1350 y 1850 AD) en el Par- liarse mediante (1) la monitorización de los que Nacional de Ordesa manifestado en el avance sistemas kársticos para entender bien en cada de los glaciares (GARCÍA-RUIZ et al. 2014) y en caso qué factores están controlando las variacio- los cambios en el tipo de sedimentación en el lago nes registradas en los espeleotemas y en el hielo, de Marboré, donde esta pulsación fría se identi- (2) utilizando