Variaciones en la circulación del Pacífico Sur-Oriental durante el pleistoceno medio y tardío (último millón de años): evidencias a partir de isótopos estables de oxígeno y carbono y de asociaciones de foraminíferos bentónicos.

Abstract

Hasta la fecha son escasos los estudios de los cambios en circulación superficial y profunda durante el Cuaternario Tardío en el Pacífico Sur Oriental (PSO), específicamente en el Sistema de Corrientes Perú-Chile (SCPC). En esta tesis se determinaron los cambios en circulación y flujo de carbono orgánico en el SCPC basados en una aproximación con varios indicadores preservados en el testigo GeoB 3388-1 localizado al norte de Chile (~25ºS) y que abarca el último millón de años de sedimentación. Estos indicadores incluyen: los cambios temporales en las asociaciones de foraminíferos bentónicos, los isótopos estables de oxígeno y carbono (δ18O y δ13C) de foraminíferos planctónicos y bentónicos y su diferencia (Δδ13Cp-b), y las propiedades de los sedimentos tales como el carbono orgánico total (Corg) y el carbonato de calcio (CaCO3). Basados en los indicadores de disolución disponibles (razón foraminíferos bentónicos y planctónicos (razón B/P) y el contenido de CaCO3) y cambios faunales de foraminíferos bentónicos (asociaciones, infauna vs epifauna y tasas de acumulación) se distinguieron dos grandes períodos principales durante el último millón de años: Intervalo 1 (desde el Estadio Isotópico Marino (MIS) 25 hasta el MIS 11, ~1000-406 ka) está caracterizado por marcadas fluctuaciones en las tasas de acumulación de foraminíferos bentónicos (BFAR) y en las abundancias relativas de especies relacionadas con cambios en el carbono orgánico, especialmente después de la Transición del Pleistoceno Medio (MPT; 0.9 millones de años), sugiriendo fuertes fluctuaciones de carbono, acompañados por la extinción de especies del grupo Stilostomella. Durante el Intervalo 2 (~ 338 ka hasta MIS 1) la dominancia de Epistominella exigua (MIS 9 & 10) y de Nutallides umboniferus (MIS 8 & 5-6) refleja pulsos de alimento que pueden ser el resultado de un cambio ambiental significativo después del MIS 11 (i.e. el Evento del Brunhes Medio, MBE). A escala Glacial-Interglacial no se encontraron diferencias en las asociaciones de foraminíferos bentónicos en relación con cambios en el contenido del carbono orgánico. La sorprendente covarianza entre los registros de δ13C de foraminíferos planctónicos y bentónicos indica que estos registros no han sido alterados por variaciones regionales en la paleoproductividad (lo cual resultaría en una anticorrelación en los valores de δ13C de planctónicos y bentónicos). Encontramos que tanto para el registro de isótopos estables de carbono de foraminíferos planctónicos (δ13Cp) como de bentónicos (δ13Cb), el ciclo dominante es el de la excentricidad. Además, se confirma el cambio de una ciclicidad de 40 ka a 100 ka aproximadamente hace 0.9 Ma, para el registro de δ13Cb, relacionado con la Transición del Pleistoceno Medio (MPT). Además, para ambos registros se descartan las hipótesis de que el forzamiento sea exclusivamente de altas (δ13Cp, superficial) o bajas latitudes (δ13Cb, profunda): a) Aunque el parecido del δ13C de planctónicos con otros testigos del Océano Sur indicaría un mecanismo común con cambios en altas latitudes del hemisferio sur, las diferencias del orden de ~1‰ (MIS 13) y ~0.5‰ (MIS 11) entre los 13C del Pacífico Tropical (ODP 847) y Subtropical (GeoB 3388-1) sugieren que la circulación superficial fue diferente entre el Pacífico Ecuatorial Oriental y el Pacífico Suroriental en estos estadios. Un escenario tipo-El Niño con reducción en las celdas de Hadley y Walker ha sido propuesto como el mecanismo que explica estos valores máximos en 13Cp. Si tales cambios fueron generados por condiciones tipo- El Niño- (o La Niña), teniendo en cuenta el débil forzamiento orbital durante los estadios MIS 13 y 11 (MBE), entonces se debería considerar que los mecanismos forzantes de eventos El Niño estarían desacoplados de los parámetros orbitales. b) Por otra parte, la similaridad del registro δ13C con los testigos ODP 849, 846 & 1123 sugieren un mecanismo común proveniente de las altas latitudes del hemisferios sur. La producción de Agua Antártica de Fondo en la corriente de borde occidental de Nueva Zelanda ha sido invocada como una explicación para los cambios en circulación de la cuenca del Pacífico especialmente durante los ultimos 500.000 años.