Evolución paleoambiental de la planicie costera de mar Chiquita (Buenos Aires, Argentina), basada en el análisis de diatomeas

Abstract

La progradación del delta del río Colorado estuvo íntimamente relacionada a los avances y retrocesos costeros asociados a las variaciones eustáticas del Holoceno. Las diatomeas representan uno de los proxies más utilizados en reconstrucciones evolutivas en este tipo de ambientes debido a su sensibilidad ante los cambios de la salinidad. El estudio de las diatomeas fósiles y las unidades litológicas de sucesiones sedimentarias de la llanura deltaica, permitieron inferir las condiciones hidroecológicas que se sucedieron en respuesta a las fluctuaciones holocenas del nivel del mar. Se analizaron tres sucesiones sedimentarias, una a 1,2 km de la costa actual (sitio La Chiquita, LCH), otra a 22 km (sitio Las Isletas, LI) y la tercera a 37 km de la desembocadura (sitio Ea. San Pedro, SP). Sólo el sitio LCH posee influencia marina actualmente. Los testigos fueron extraídos con técnicas de vibracoring. Dominaron las granulometrías psamíticas de arena fina y se identificaron estructuras sedimentarias. Las diatomeas se clasificaron según sus formas de vida y tolerancias a la salinidad. Las zonas diatomológicas se establecieron mediante análisis cualitativos y semicuantitativos (análisis de agrupamiento CONISS-single linkage, utilizando la distancia Bray Curtis y el modelo Brocken-stick). La búsqueda de análogos se realizó mediante un análisis NMDS (Non-Metric Multidimensional Scaling), comparando la similitud ecológica de los ensambles fósiles y los ensambles actuales presentes en los sedimentos superficiales de la ribera del río. Dominaron las diatomeas de hábito ticoplanctónico: Paralia sulcata y Cymatosira belgica en los ambientes marinocosteros, y diatomeas “fragilarioides” pequeñas en los ambientes fluviales. Entre estas últimas se destacaron Punctastriata spp., Staurosira spp., Pseudostaurosira spp. y Pseudostaurosiropsis geocollegarum. La sucesión sedimentaria LCH presentó analogía con los canales de mareas que actualmente funcionan en la desembocadura del río Colorado Nuevo, la sucesión sedimentaria LI con los ambientes fluviales actuales y la sucesión sedimentaria SP no tuvo análogos modernos. El sitio LCH fue afectado significativamente por la fluctuación holocena del nivel del mar y la progradación del lóbulo. Los canales de marea de ca. 11.000-7.800 años C AP, fueron inundados cuando la transgresión ocupó estos sectores. Los procesos de retrabajamiento y erosión asociados a la máxima influencia marina afectaron la preservación de las valvas, generando zonas estériles en el registro durante las etapas transgresivas. Durante la regresión del Holoceno tardío (ca. 1.300 años C AP), se desarrollaron planicies de mareas y marismas. El sitio LI presenta una evolución gradual desde un canal fluvial estuarino con influencia mareal a los ca. 7.000 años C AP, hacia un canal fluvial salobre-dulceacuícola análogo al río actual hace aproximadamente ca. 2.200 años C AP. La comparación de ambas sucesiones sedimentarias con modelos evolutivos deltaicos, permitió inferir un hiato en la sucesión sedimentaria LCH donde además, se identificó la sucesión de facies regresivas de planicie marea y marisma. En ambos testigos el aumento de la influencia fluvial/continental se asocia a la progradación del lóbulo deltaico hacia el Este, los últimos ca. 7.000 años C AP. El sitio SP no fue influenciado por la fluctuación del nivel del mar. Se infieren dos etapas evolutivas contrastantes asociadas a la dinámica meandriforme del río. Durante el Holoceno tardío (ca. 4.900-2.900 años C AP) se identificó la colmatación un cuerpo de agua somero semilótico con vegetación asociada y expuesto a períodos de desecación (laguna en medialuna). Co-dominaron diatomeas aerófilas, epífitas y bentónicas. Durante últimos ca. 150 años, las crecidas extraordinarias históricas reconectaron el meandro al cauce y las diatomeas planctónicas y ticoplanctónicas reemplazaron los ensambles preexistentes. En tiempos recientes la regulación del flujo y una marcada crisis hídrica, provocaron la disminución crítica del caudal y el aumento de la salinidad, lo que afectó a las comunidades de diatomeas favoreciendo el crecimiento de las “fragilarioides” por sobre otros taxones.

The progradation of the Colorado River delta was intimately linked to coastal advances and retreats related to Holocene eustatic changes. Diatoms are one of the most frequently used proxies in evolutionary reconstructions for this type of environments due to their sensitivity to salinity changes. The study of fossil diatoms and lithologic units in sedimentary sequences of the deltaic plain allowed the inference of the hydro-ecologic conditions that prevailed in response to the Holocene sea level changes. Sedimentary successions were analyzed at three sites: La Chiquita (LCH) located 1.2 km inland from present-day coastline; Las Isletas (LI) 22.0 km inland and Ea. San Pedro (SP) located 37.0 km from the river mouth. LCH is the only site currently subject to marine influence. Sediment cores were extracted with the vibracoring sampling methodology. The dominant granulometry corresponded to fine sands; additionally some sedimentary structures were identified throughout the core. Diatoms were classified based on their life form and salinity tolerances. Diatom zones were established based on qualitative and semiquantitative analyses (Constrained Incremental Sums of Squares-CONISS cluster analysis-single linkage, applying Bray Curtis distance and a Brocken-stick model). The search for modern analogues was carried out through a Non-Metric Multidimensional Scaling (NMDS) analysis, comparing the ecological similitude between fossil and modern assemblages. Tychoplanktonic diatoms such as Paralia sulcata and Cymatosira belgica were dominant in coastal-marine environments, while small “fragilarioids” dominated fluvial environments. Among the latter, Punctastriata spp., Staurosira spp., Pseudostaurosira spp. and Pseudostaurosiropsis geocollegarum were the most frequent. The assemblages from the LCH core were analogous to the ones from tidal channels that are currently active at the mouth of the Colorado Nuevo river, likewise LI core assemblages were analogous to present-day fluvial environments. SP core did not match any modern analogues. LCH site was significantly affected by Holocene sea-level fluctuations and the progradation of the deltaic lobe. Tidal channels (ca. 11,000-7,800 years C BP) were flooded when the sea transgression occupied these sections. In transgresive context, erosive and re-working processes associated to the maximum marine influence affected valves preservation, yielding barren sections on the sedimentary record. Tidal flats and marshes developed during the late Holocene regression (ca. 1,300 years C BP). LI site showed a gradual evolution from an estuarine fluvial channel with tidal influence at ca. 7,000 years C BP towards a brackish-freshwater fluvial channel, analogous to the present-day river ca. 2,200 years C BP. The comparison of both sedimentary sequences with deltaic evolution models allowed to infering a hiatus in the LCH core, and the identification of successive regressive facies comprising a tidal flat and marsh. For both sequences the increase in the fluvial/continental influence is associated with the eastward progradation of the deltaic lobe during the last ca. 7,000 years C BP. The SP site was not influenced by sea-level fluctuations. Two contrasting evolutionary stages, associated with a meandriform drainage pattern of the river could be inferred. Accordingly, during the late Holocene (ca. 4,900-2,900 yr C BP) a shallow, semilotic water body (oxbow lake) was filled up, and subject to desiccation periods as evidenced by the co-dominance of aerophilous, epiphytic and benthic diatoms and associated riparian vegetation. Then, during the last ca. 150 years, historical extraordinary floodings reconnected this meander with the main channel, with planktonic and tychoplanktonic diatoms taking over existing assemblages. In recent times, river-flow regulation in conjunction with a marked hydric crisis caused a critical reduction of the average flow and a salinity increase, which affected diatom assemblages favoring “fragilarioids” over other taxa.