Paleohidrología y cambios climáticos abruptos en el noreste de la Península Ibérica durante los últimos 20.000 añosel registro lacustre de Estanya (Huesca)

Abstract

Las lagunas de Estanya constituyen un sistema kárstico ubicado en el Prepirineo (NE de España), en la zona de transición entre los Pirineos y la Cuenca del Ebro, caracterizados por regímenes bioclimáticos subatlánticos y submediterráneos, respectivamente. Este trabajo pretende reconstruir la evolución paleohidrológica de las lagunas a lo largo de los últimos 21.000 años mediante el análisis multidisciplinar de sondeos del relleno sedimentario del lago principal (Estanque Grande de Abajo). Además del estudio sedimentológico y composicional, este estudio incluye paleoindicadores geoquímicos elementales (Fluorescencia de Rayos X) e isotópicos (¿13C en materia orgánica y ¿13C y ¿18O en calcita) y biológicos (polen, diatomeas y quironómidos) que han permitido reconstruir de una forma semi-cuantitativa diversas variables hidrológicas (e.g. salinidad, productividad orgánica, nivel del lago) y ambientales (e.g., aportes detríticos, composición de la vegetación local y regional) a diferentes escalas de tiempo. La cronología de la secuencia está basada en 22 dataciones radiocarbónicas y en otros métodos radiométricos (137Cs y 210Pb) para los sedimentos más recientes. El lago actual está caracterizado por una elevada profundidad (dos subcuencas de 12 y 20 m) y por la estratificación estival de las aguas, de composición química sulfatada-cálcica y con concentración moderada (3.300 µS cm-1). La hidrología está controlada por los aportes subterráneos procedentes del acuífero local y por las pérdidas mediante evaporación. La sedimentación actual en la laguna está fundamentalmente influenciada por la batimetría y se diferencian tres subambientes de depósito principales: la plataforma litoral productora de carbonatos; el talud y las zonas distales, éstas últimas afectadas por condiciones anóxicas estacionales y por el depósito de sedimentos finos detríticos. La estratigrafía sísmica de la cuenca muestra tres grandes unidades coherentes con la secuencia sedimentaria: (i) una unidad basal, caracterizada por facies sísmicas transparentes y restringida a los depocentros de las dos subcuencas, depositada durante el Tardiglacial; (ii) una unidad intermedia, caracterizada por reflexiones continuas de alta amplitud, correspondiente al Holoceno; y (iii) una unidad superior con reflexiones paralelas intensas que comprende los últimos 800 años de depósito. Estas dos últimas unidades se depositaron a lo largo de toda la cuenca, indicando un ascenso en la lámina de agua con respecto a la unidad tardiglacial, que condujo a la conexión de las dos cubetas. También se ha puesto de manifiesto la presencia de numerosos depósitos gravitacionales. Por su parte, el modelo de facies sedimentarias ha permitido delimitar 7 unidades y 28 subunidades a lo largo de la secuencia, que representan diferentes ambientes de depósito, caracterizados por sus correspondientes asociaciones de facies, que se han ido sucediendo a lo largo de la historia sedimentaria de la cuenca. La base de la secuencia (Unidad VII) está caracterizada por el depósito de facies carbonatadas, depositadas en un lago somero salobre, que dan paso a facies yesíferas laminadas y bandeadas representativas de un lago salino de profundidad moderada (Unidad VI). El paso a la Unidad V marca el retorno a condiciones salobres, tal y como indica la presencia de facies carbonatadas, que progresivamente son reemplazadas por facies yesíferas hacia techo. La Unidad IV, compuesta por facies carbonatadas masivas y yesos nodulares se depositó en un complejo de lago salino efímero - llanura de barros, y representa las condiciones más someras experimentadas en la historia de la cuenca. Estos sedimentos son sustituidos por facies organogénicas y yesíferas, representativas de un lago salino profundo con tapetes microbianos durante el depósito de la Unidad III. Finalmente, tras la unidad transicional II, la parte superior de la secuencia (Unidad I) está dominada por facies clásticas, depositadas en un lago de aguas dulces a salobres con estratificación estacional o permanente (similar al sistema actual). Como la mayoría de los registros del ámbito europeo y mediterráneo, la secuencia indica condiciones predominantemente áridas durante el Tardiglacial, caracterizadas por niveles bajos en la lámina de agua, alta salinidad y baja productividad, que se invierten durante el Holoceno dando lugar a condiciones de mayor humedad. Los eventos de cambio climático a escala suborbital ocurridos durante el último ciclo glacial en el Atlántico Norte han sido registrados en Estanya como cambios abruptos caracterizados por una respuesta sincrónica de todos los paleoindicadores. Así, el Bölling/Allerød (GI-2) y el Younger Dryas (GS-1) se han identificado como ascensos y descensos rápidos en el nivel del lago, respectivamente. Sin embargo, las condiciones de máxima aridez se produjeron aproximadamente durante el llamado "Mystery Interval" (18.000-14.500 años antes de la actualidad) y durante el GS-1. A diferencia de otras reconstrucciones llevadas a cabo en la zona, en Estanya existieron balances hídricos positivos durante algunos periodos dentro del Último Máximo Glacial, y el aumento en la humedad efectiva asociada al comienzo del Holoceno se produjo con un cierto desfase cronológico y con un abrupto aumento en el nivel del lago hace 9.400 años. Esta cronología coincide con algunas secuencias del sur de la Península Ibérica y del norte de África. Por su parte, el Holoceno, tradicionalmente considerado como un período climáticamente estable, presenta una gran variabilidad hidrológica, alternando períodos de elevada salinidad y menor disponibilidad hídrica con etapas húmedas, caracterizadas por un incremento en el nivel del lago y una mayor escorrentía superficial y aporte de sedimentos. El período de máxima humedad se produjo durante el Holoceno temprano y medio (9.400 - 4.800 años antes de la actualidad) finalizó en un periodo árido en torno a hace 4.500 años, ampliamente documentado en la Cuenca Mediterránea, seguido de una leve recuperación de los niveles hidrológicos. Hace 1.200 años se produjo un aumento drástico en el nivel del lago que dio lugar a la máxima altura de la lámina de agua durante el último milenio, interrumpida por una nueva crisis de aridez hace 800 años, probablemente asociada al Período Cálido Medieval. Sobre esta estructura tradicionalmente admitida del Holoceno se superponen otras fases de menor duración caracterizadas por una mayor disponibilidad hídrica (centradas alrededor de 8,6; 6,2 y 4,8 miles de años antes de la actualidad) probablemente relacionadas con la variabilidad de alta frecuencia intra-Holocena registrada en otras secuencias marinas y continentales del Mediterráneo Occidental y el Atlántico Norte. La puesta en cultivo de la cuenca de Estanya tras la conquista cristiana de la zona en el siglo XIII provocó un drástico aumento en la tasa de sedimentación (de 0,2 a 2,1 mm/año) y marcó el comienzo del reflejo del impacto humano en la hidrología y la sedimentación del lago. Durante el Período Cálido Medieval se registraron las condiciones más cálidas y secas del último milenio, en el contexto de una presión humana limitada, que dieron paso a la Pequeña Edad de Hielo (años 1300 a 1850 DC), con menores temperaturas y mayor humedad efectiva. Este periodo presenta una compleja estructura interna en la que alternan etapas húmedas (1300 - 1380, 1450 - 1750, siglo XIX) y diversas crisis de aridez (1380 - 1450, alrededor de 1750). Durante el siglo XIX, se alcanzó el máximo nivel del lago, dando lugar a la la máxima expansión de los subambientes litorales debido a la inundación de la plataforma litoral. Finalmente, a lo largo del siglo XX se produjo una ligera reducción en el volumen del lago, en el contexto de mayores temperaturas y menor presión humana en la zona. El modelo de facies sedimentarias de Estanya ha permitido deducir los principales factores que afectan a la sedimentación actual y pasada del mismo: la actividad kárstica, el balance hídrico y las fluctuaciones en el nivel del lago, la estratificación del mismo, los aportes detríticos y los procesos de gravedad. La variabilidad climática reconstruida a partir de la secuencia de Estanya muestra sincronía con las principales fases climáticas registradas en el Atlántico Norte, pero al mismo tiempo, existen grandes similitudes con las fases áridas reconstruidas para el Sur de la Península Ibérica y el Norte de África. El clima del NE de la Península Ibérica durante los últimos 21.000 años ha estado esencialmente determinado por los procesos del Atlántico Norte pero existe una gran influencia de la dinámica subtropical. Por otra parte, los principales cambios hidrológicos y medioambientales que se han producido en Estanya a lo largo del último milenio son el resultado de la interacción entre el clima y las actividades humanas. No obstante, la coincidencia de las fases húmedas con etapas de menor actividad solar y fases negativas de la Oscilación del Atlántico Norte sugiere un importante control climático a través de la radiación solar, tal y como se ha constatado en otras secuencias mediterráneas.