Reconstrucción de la variabilidad hidro climática durante los últimos 17000 años en el Altiplano de la región Cuzco, Perú.

Abstract

El Altiplano del Cuzco, en los Andes centrales, destaca por su biodiversidad y relevancia histórica como cuna de culturas ancestrales como los Incas. Es esencial como fuente hídrica para la agricultura, consumo humano y actividades industriales, pero su balance hídrico es vulnerable a la relación precipitación- evaporación, regulada por patrones atmosféricos de los océanos Atlántico y Pacífico y el sistema monzónico sudamericano. La región es altamente susceptible al calentamiento global y cambios ambientales, subrayando la urgencia de desarrollar planes de adaptación. Para ello, es fundamental comprender a fondo su variabilidad hidroclimática y prever eventos extremos. Esta investigación analiza la respuesta del Sistema de Monzón Sudamericano y su impacto en la vegetación del Altiplano durante los últimos 17000 años. Para ello, se emplearon biomarcadores de ceras de fósiles vegetales en sedimentos lacustres de la laguna endorreica Isquina Sacacani (14°S, 71°O; 4,291 m.s.n.m.). El estudio abarcó el análisis estratigráfico de un registro sedimentario de 6 metros de longitud, la datación del material, la evaluación de la distribución- abundancia de las ceras y sus relaciones, y análisis isotópicos específicos de compuestos de origen terrestre. Los resultados revelaron una historia compleja e interrelacionada en términos climáticos, hidrológicos y biológicos, destacando fluctuaciones climáticas significativas en períodos clave como: Heinrich 1, Boiling-Allerød, Antarctic Cold Reversal, Younger Dryas y el Holoceno. Estas variaciones fueron impulsadas por fuerzas orbitales que alteraron la insolación tropical y desplazaron la Zona de Convergencia Intertropical, modulando la intensidad del monzón sudamericano y el hidroclima regional. Además, se observó una sincronía con registros paleoclimáticos regionales en la señal δ²Hwax, y un desacople con los del hemisferio norte, confirmando el efecto "sube y baja bipolar" entre ambos hemisferios climáticamente. También se detectaron cambios significativos en los últimos 100 años, coincidiendo con el Calentamiento Moderno, lo que indica un impacto antropogénico en el ecosistema del Altiplano Cusqueño.

The Cuzco Altiplano, located in the central Andes, stands out for its rich biodiversity and historical significance as the cradle of ancient cultures such as the Incas. This region plays a crucial role as a water resource for surrounding communities, supporting agriculture, human consumption, and industrial activities. However, its water balance is highly sensitive to the precipitation-evaporation relationship, regulated by atmospheric patterns influenced by the Atlantic and Pacific Oceans, as well as the South American Monsoon System (SAMS). The region's high susceptibility to global warming and other environmental changes highlights the urgent need for adaptive planning. To address this, it is essential to thoroughly understand its hydroclimatic variability and anticipate extreme events. This research examines the response of SAMS and its impact on vegetation in the Altiplano over the past 17000 years. The study employed plant-wax biomarkers preserved in lacustrine sediments from the endorheic Lake Isquina Sacacani (14°S, 71°W; 4,291 m a.s.l.). The investigation included the stratigraphic analysis of a 6- meter sediment core, radiocarbon dating, evaluation of the distribution and abundance of plant waxes, and isotope-specific analyses of terrestrial compound biomarkers. The results revealed a complex and interconnected history of climatic, hydrological, and biological changes. Significant climatic fluctuations were identified during key periods such as Heinrich Event 1, Bølling-Allerød, Antarctic Cold Reversal, Younger Dryas, and the Holocene. These variations were driven by orbital forces that altered tropical insolation and displaced the Intertropical Convergence Zone (ITCZ), modulating the intensity of SAMS and the regional hydroclimate. Furthermore, a synchronicity was observed with regional paleoclimatic records in the δ²Hwax isotopic signal, along with an antiphase relationship with Northern Hemisphere records, confirming the "see-saw" effect between hemispheres. Additionally, notable changes were observed in the last 100 years, coinciding with the Modern Warm Period, indicating anthropogenic impact on the Cuzco Plateau ecosystem.