El análisis de un cráter reconstituirá un millón de años del Bosque Atlántico

Investigadores de cinco países analizarán vestigios presentes en sedimentos para recontar la reacción de la vegetación de este bioma ante los cambios climáticos

Por Maria Fernanda Ziegler  |  Agência FAPESP – Parecía una perforación común destinada a la construcción de un pozo artesiano en una propiedad rural. Pero se trataba de la extracción de 50 metros de sedimentos almacenados en largos tubos de acero. Todo ello para recontar el último millón de años de la biósfera y la dinámica del Bosque Atlántico en un área situada en el extremo sur del municipio de São Paulo, en Brasil.

A comienzos del mes de agosto, un equipo de investigadores de las universidades de São Paulo (USP) y de Campinas (Unicamp), y del Instituto Francés de Investigación para el Desarrollo (IRD) inició la perforación y el análisis de sedimentos depositados en el cráter de Colônia, una depresión de 3,6 km de diámetro y hasta 450 metros de profundidad que se extiende a través de 10,2 km² en el barrio de Parelheiros, en la ciudad de São Paulo (lea más al respecto en: agencia.fapesp.br/23079).

La extracción de ese testigo –un término utilizado para denominar a las muestras extraídas del subsuelo– permitirá analizar vestigios contenidos en el sedimento, tales como material microbiano, polen, isótopos, gases de efecto invernadero y algas. Así será posible detectar registros de las variaciones de insolación que causaron los diversos ciclos glaciales e interglaciales en la historia del planeta, como así también los impactos que tuvieron los períodos de lluvias y de sequía sobre el Bosque Atlántico.

“Como esa región corresponde a una cuenca, fue posible que se acumularan sedimentos en el transcurso del período Cuaternario [los últimos 2,6 millones de años]. Los 50 metros de sedimentos que estamos extrayendo mostrarán registros de los últimos 800 mil años, llegando incluso al millón de años”, declaró André Oliveira Sawakuchi, integrante del proyecto y coordinador del Laboratorio de Espectrometría Gamma y Luminiscencia del Instituto de Geociencias de la USP, a Agência FAPESP. El laboratorio se equipó con el apoyo de la FAPESP y será uno de los lugares de análisis del material.

Para Sawakuchi, este estudio tiene importancia pues sirve como un registro de la relación entre los cambios en el Bosque Atlántico y los cambios en el clima. Esto podrá extrapolarse también a otros bosques tropicales.

“Existen estudios de este tipo orientados a bosques templados, pero son raros los que se han realizado en áreas tropicales. La información recabada no se relaciona únicamente con el bosque en sí mismo sino también con la cantidad de lluvias y con los períodos de sequía y de pluviosidad más intensa”, dijo Marie-Pierre Ledru, del Instituto Francés de Investigación para el Desarrollo (IRD), quien comparte la coordinación del proyecto con Sawakuchi.

El sedimento extraído del cráter de Colônia es sumamente rico en información sobre lo que pasó en la zona y también sobre la reacción del bioma de Bosque Atlántico ante los diversos cambios climáticos. Con base en el análisis de los componentes orgánicos contenidos en el sedimento y de sus isótopos (la variación de elementos químicos), es posible obtener información sobre el tipo de vegetación y incluso del agua de lluvia que cayó hace miles de años.

“Las plantas absorben los isótopos de hidrógeno del agua de lluvia. De este modo, los vestigios de plantas preservados en los sedimentos constituyen otro tipo de archivo climático”, dijo Sawakuchi. Otro buen indicio sobre el pasado del Bosque Atlántico es el análisis del polen disperso por el sedimento, que permite detectar la diversidad florística de las plantas que existían en el lugar.

Mediante el análisis de los gases presentes en los poros del sedimento, será posible también investigar de qué manera actúa la comunidad de microbios que vive en el subsuelo en la producción de gases tales como el dióxido de carbono y el metano, causantes del efecto invernadero.

“Las preguntas que intentamos responder están relacionadas con esos ciclos naturales que forman parte del clima de la Tierra. Durante los últimos 800 mil años hubo una serie de glaciaciones en una frecuencia de alrededor de 100 mil años. En nuestro proyecto de investigación contamos con diferentes frentes de estudios que permitirán realizar un análisis amplio de ese período”, dijo Patricia Roeser, integrante del proyecto e investigadora del Centro Europeo de Investigación y Enseñanza de Geociencias Ambientales (Cerege), con sede en Francia.

Centros de investigación integrados

El análisis del material recolectado se concretará en tres etapas. La primera consiste en la perforación y la extracción de testigos, en tanto que la segunda estará constituida por los análisis de los gases de efecto invernadero, como así también de la microbiología del sitio.

“El drilling [el lugar de la perforación] está ubicado a 100 metros de distancia del minilaboratorio. Se trae el material al minilaboratorio, donde se realizan los muestreos. Esto debe hacerse lo antes posible para evitar el riesgo de contaminación. Posteriormente, las muestras se les envían a investigadores de diversos países”, dijo Roeser, responsable del análisis en el sitio.

En esta tercera etapa se efectuarán los análisis en vestigios tales como isótopos, polen y algas, que estarán a cargo de expertos distribuidos por diversos centros de investigación del mundo.

“Es un proyecto interdisciplinario que cuenta con 17 investigadores, expertos provenientes de distintas áreas. Se realizarán análisis en laboratorios de la USP y en países tales como Suiza, Francia, Estados Unidos y Alemania. Luego el material de los testigos retorna a Brasil para quedar archivado en la USP”, dijo Ledru.

Cráter, lago y turbera

Este proyecto de investigación, denominado Tropicol, no es el primer estudio sobre la vegetación de la zona del cráter de Colônia. Esta área viene siendo estudiada desde la década de 1960 en lo atinente a la formación del cráter, que es el resultado de la probable caída de un meteorito. Pero sólo a partir de la década de 1980 se pusieron en marcha los estudios sobre el clima y la vegetación.

“No existen muchas investigaciones de esta índole en el mundo. Los estudios de sondeos profundos de actividad microbiana en los continentes –dejando de lado la investigación oceánica– empezaron hace menos de 10 años. Y los primeros resultados muestran que existe una relación del período glacial o del período interglacial con el tipo de comunidad microbiana. Veremos cómo es esto en el caso del cráter de Colônia. Estamos curiosos por saber los resultados de los análisis”, dijo Roeser.

En una perforación realizada en 2014 en el cráter situado en la zona sur de São Paulo, en el marco del Proyecto Temático intitulado "Dimensions US-BIOTA São Paulo" –que produjo testigos de 14 metros de profundidad, y que, por ende, se restringe a los últimos 250 mil años– se descubrió que durante un largo período de tiempo existió un lago dentro del cráter. La alteración de lago a área pantanosa se habría producido hace aproximadamente 120 mil años.

“Ya sabemos que los sedimentos de acá son ricos en polen y materia orgánica, un buen material para el estudio de la evolución del Bosque Atlántico, por ejemplo. Otro hecho curioso consiste en que a partir de los 11 metros de profundidad encontramos sedimentos depositados en el lago. La mayoría de los sedimentos que ocupan el cráter son de este tipo. Esto quiere decir que en la mayor parte de su tiempo de existencia, el cráter habría sido un lago”, dijo Sawakuchi.

Se sabe también que el cráter tiene aproximadamente un espesor máximo de 450 metros de sedimentos acumulados, de acuerdo con el proyecto de investigación intitulado "Investigación geofísica de la estructura de Colônia, São Paulo", apoyado por la FAPESP. “El objetivo en el futuro consiste en realizar perforaciones y obtener muestras de esos 450 metros. Así será posible contar con un muestro de las rocas de la base del cráter para definir si se produjo efectivamente el impacto de un meteorito. Las imágenes satelitales del cráter no dejan dudas, pero este estudio aportaría la confirmación proveniente de las rocas”, dijo Ledru.

La investigadora afirma que el material que se ha recolectado ahora en el cráter podrá darles impulso a nuevos estudios sobre los cambios climáticos y el Bosque Atlántico.

“Estamos interesados en estudiar en el futuro de qué manera la variación de la energía solar impacta sobre la biodiversidad, generando procesos de extinción y de surgimiento de especies. Se conoce poco sobre esto hasta ahora. No contamos con respuestas relativas al proceso natural de extinción, y en la actualidad atravesamos un proceso de extinción en gran medida causado por el hombre”, dijo Ledru.

La estudiosa explica que el planeta está pasando por una nueva etapa del ciclo solar –cuando la actividad del sol se vuelve más intensa, a una frecuencia aproximada de 11 años–, al tiempo que los gases de efecto invernadero se encuentran a altos niveles.

“Será importante conocer esos efectos de los cambios de energía en el sustrato de los bosques tropicales. Así podremos saber de qué manera los cambios de energía pueden impactar sobre futuras extinciones y sobre el surgimiento de especies, y hacer un enlace entre el pasado y el presente que sufre la acción del hombre, para crear algo completamente nuevo en la Tierra. Es por ahora tan sólo una nueva posibilidad de estudio. Las investigaciones referentes al clima, al paleoclima y a la paleobiología requieren de diversos indicadores como los captados en el cráter de Colônia”, dijo Ledru.