Laguna Maule: Vulcanismo y Sequía en 700 años

Un reciente estudio científico publicado en la prestigiosa revista indexada Diatom Research ha reconstruido siete siglos de historia ambiental de la Laguna del Maule, un lago andino en el centro de Chile, revelando cómo el vulcanismo y las sequías han modelado profundamente la biodiversidad acuática y la resiliencia de este ecosistema volcánico. Esta investigación científica, liderada por la Dra. Maria Laura Carrevedo Goytía, se centró en el análisis de microalgas acuáticas, con especial énfasis en las diatomeas subfósiles de los Andes centrales, reconocidas como bioindicadores excepcionales que preservan su estructura de sílice en los sedimentos. Ubicada a más de 2.000 metros de altitud en la Cordillera de los Andes, la Laguna del Maule ha sido testigo de erupciones volcánicas y periodos de severa sequía, cuyos impactos en la flora algal han sido desvelados, proporcionando una valiosa línea base para entender la variabilidad ecológica natural y los efectos del cambio climático. Este trabajo es fundamental para la paleolimnología y la conservación ecosistemas acuáticos de alta montaña.

El estudio, una investigación científica de largo aliento, documenta cambios ecológicos significativos en la Laguna del Maule a lo largo de los últimos ~700 años, impulsados por la actividad volcánica y los fenómenos climáticos. Se observó un incremento en la diversidad de algas tras la deposición de tefra, con el desarrollo de distintas asociaciones de diatomeas, especialmente diatomeas subfósiles Andes centrales, que favorecieron a taxones alcalifilos-circunneutrales. Además, una megasequía reciente provocó un notable cambio de diatomeas planctónicas a bentónicas, resultado de la expansión de las áreas costeras y el fomento de una mayor diversidad de géneros birráfidos. Estos cambios biodiversidad acuática sequía Chile reflejan la adaptación microalgas Laguna Maule a condiciones ambientales extremas.

Esta investigación científica de gran envergadura fue liderada por la Dra. María Laura Carrevedo, investigadora postdoctoral del Instituto de Ecología y Biodiversidad (IEB) y del Laboratorio de Paleoecología de la Pontificia Universidad Católica de Chile . El equipo de investigación multidisciplinario estuvo compuesto por investigadores chilenos y especialistas internacionales de alto nivel, incluyendo al Dr. Claudio Latorre Hidalgo (IEB y PUC), Dr. Luciano Alejandro Caputo Galarce, U. Austral de Chile, Dr. Fernando Daniel Alfaro Ayllon, Universidad Mayor, Ana Luisa Herrera, PUC, Dr. Matías Frugone Álvarez, Universidad Católica de la Santísima Concepción, y Blas Valero Garcés, Instituto Pirenaico de Ecología, España. Su experiencia combinada en ecología acuática, paleoecología, geología y vulcanología fue fundamental para la comprensión integral de la historia ambiental Laguna del Maule 700 años.

El estudio se realizó en la Laguna del Maule, un singular lago andino ubicado en la Cordillera de los Andes central de Chile, cerca de la frontera con Argentina, a una altitud de aproximadamente 2 mil metros sobre el nivel del mar. Se trata de una cuenca volcánica que alberga una flora algal particular y poco comprendida ecológicamente. Las características limnológicas, como los valores de clorofila (1.3–1.8 µg l-1), son indicativos de un lago oligotrófico. Aunque ha sido moderadamente impactada por actividades humanas como el ecoturismo, la pesca deportiva y la construcción de represas, sus condiciones de alta altitud y el clima frío y ventoso la convierten en un ecosistema sensible a los cambios climáticos.

La investigación abarcó un periodo que se extiende por los últimos ~700 años, proporcionando una visión detallada de la historia ambiental de la Laguna del Maule. Dentro de este marco temporal, el estudio identificó eventos climáticos de gran relevancia que moldearon el ecosistema lacustre, como una anomalía climática con sequía entre los años 1300 y 1400. También se registró el impacto de la Pequeña Edad de Hielo, un fenómeno de bajas temperaturas y formación de hielo en la superficie del lago que ocurrió entre los siglos XVI y XIX. En las últimas décadas, los efectos del calentamiento global en los Andes, junto con una megasequía, han reducido significativamente la superficie del lago

Este estudio es de vital importancia en la ciencia y la academia por varias razones. Las diatomeas son reconocidas como excelentes bioindicadores de cambios ecológicos, debido a su rápida y sensible respuesta a las variaciones en la química del agua (pH, nutrientes, conductividad). Su prevalencia como organismos silíceos en los sedimentos los convierte en una herramienta poderosa para reconstrucciones paleoambientales. La caracterización de las microalgas modernas y subfósiles en la Laguna del Maule establece una línea base crucial para el monitoreo calidad agua de los Andes chilenos. Además, contribuye a la comprensión de la resiliencia del ecosistema volcánico de la Laguna del Maule ante los impactos del cambio climático y el vulcanismo, aspectos clave para la conservación de los ecosistemas acuáticos de alta montaña.

El estudio se realizó con el objetivo fundamental de comprender las respuestas del fitoplancton al volcanismo y las variaciones climáticas en un lago andino que aún presenta una flora algal poco conocida. Los investigadores buscaron proporcionar una caracterización exhaustiva de los grupos de fitoplancton modernos y las diatomeas subfósiles, explorar las relaciones entre las asociaciones de diatomeas y la deposición de tefra, y estudiar el impacto del reciente calentamiento global en las comunidades microalgales de la Laguna del Maule. Otro propósito crucial fue distinguir la variabilidad ecológica natural del lago de los efectos del impacto antropogénico en los lagos, estableciendo una línea base que respalde futuras políticas de conservación.

La investigación requirió expediciones a la Laguna del Maule en 2011 y 2015 para recolectar muestras de agua y un testigo de sedimento de 49 cm de largo. Se midieron parámetros limnológicos como temperatura, conductividad, pH y oxígeno disuelto, y se analizaron nutrientes (TN, TP) y clorofila-a. Para el estudio del fitoplancton, se contaron células con un microscopio invertido y se estimó la biomasa algal. Las diatomeas se procesaron para obtener laminillas permanentes y se identificaron y contaron más de 400 valvas por laminilla utilizando microscopía óptica y de barrido electrónico (SEM), permitiendo el estudio diatómeo detallado. La datación por radiocarbono, 137Cs/210Pb y la capa de tefra Quizapu establecieron un modelo de edad que abarca los últimos ~700 años.

La Dra. María Laura Carrevedo establece que: “Lo que queríamos entender es cómo los eventos volcánicos y las sequías, afectaban a la biodiversidad del lago, a lo largo de 700 años. Nos centramos en los microorganismos, principalmente las diatomeas, que son excelentes testigos microscópicos de esos cambios. Estas microalgas son útiles para investigar, porque su estructura de sílice se preserva muy bien en los sedimentos, lo que nos permite conocer qué organismos vivían en el pasado y cómo respondían a cambios ambientales. Además, las microalgas tienen un rol clave en los ecosistemas, ya que contribuyen a la producción de oxígeno y al ciclo del carbono y nitrógeno”. Además, la Dra. Carrevedo también destacó que:, “Después de una erupción, encontramos que las especies de diatomeas rápidamente cambiaron según el pH del agua, pero favoreciendo a aquellas más adaptadas a ambientes alcalinos”. Claudio Latorre, coautor, explica: “Así como las erupciones volcánicas fertilizan los suelos de los bosques, también son capaces de alterar la diversidad de diatomeas, la que aumenta después de cada erupción” Latorre Hidalgo agregó que el estudio puede ayudar a conocer el impacto humano sobre la cuenca, sirviendo como “Una especie de línea base del lago en ausencia de perturbaciones humanas” La Dra. Carrevedo concluyó que la Laguna del Maule ha demostrado una "notable resiliencia" a pesar de las condiciones desafiantes y la alta diversidad de algas.

El descubrimiento científico de la respuesta del fitoplancton al volcanismo en lagos andinos y la sequía en la Laguna del Maule sienta las bases para futuras investigaciones y aplicaciones prácticas. La Dra. María Laura Carrevedo adelantó que ya está trabajando en un nuevo proyecto que profundizará aún más en la historia ambiental de la Laguna del Maule, abarcando un periodo de 13 mil años. Esto permitirá una comprensión aún más robusta de los patrones a largo plazo y la resiliencia de los ecosistema volcánico de la Laguna del Maule. La continuidad de la exploración de las diatomeas como “grandes detectives del pasado” es crucial para predecir cómo la biodiversidad se adaptará a futuros cambios climáticos y efectos de la tefra en el pH del agua del lago.

Este artículo científico, publicado en una revista científica, proporciona una caracterización esencial de las microalgas en el lago andino Laguna del Maule, estableciendo una línea base vital para el monitoreo de la calidad del agua en escenarios de cambio climático. Los hallazgos sobre la respuesta del fitoplancton al volcanismo y la sequía, destacando el efecto tefra pH agua lago y el aumento de diversidad tras erupciones, son cruciales para entender la adaptación microalgas Laguna Maule y la resiliencia de los ecosistemas altoandinos. La publicación científica de esta productividad científica no solo mejora nuestra comprensión de la paleolimnología y la biología acuática Chile, sino que también ofrece un soporte invaluable para las políticas de conservación de ecosistemas acuáticos sensibles en regiones volcánicas, subrayando la importancia de estos entornos únicos para las comunidades humanas.

EQUIPO DE INVESTIGADORES