4. Discusión
4.4 Los periodos fundamentales de la serie de tiempo de Si
Los periodos fundamentales encontrados en las series de tiempo del porcentaje de Si y Al de los sedimentos de Pescadero aplicando el ASE (ver Tabla 2) los complementamos con la variabilidad encontrada en otros registros del hemisferio norte reportados en la literatura que incluimos en la tabla comparativa del Apéndice 1. En esta tabla sintetizamos los periodos fundamentales encontrados en diferentes registros paleoclimáticos del hemisferio norte (marcados con *). Estos se calcularon a partir de los datos originales a los que aplicamos la misma metodología de análisis de series de tiempo utilizados con los geoquímicos de este trabajo. Para el resto la información (es decir los que no calculamos con datos originales) los periodos fundamentales se obtuvieron directamente de la revisión bibliográfica. Los aspectos relevantes de cada estudio son el proxy utilizado, la duración del registro, su resolución, el componente del clima al que está asociado, su ubicación, sus periodos fundamentales y el forzamiento propuesto para explicar estos periodos. Con la información de esta tabla general comparativa se obtuvo una tabla resumen (Tabla 4) en la que se encuentran únicamente los periodos fundamentales que el registro de cuenca Pescadero tiene en común con los otros registros.
Tabla 4. Períodos fundamentales compartidos entre los sedimentos de la Cuenca Pescadero y otros estudios de registros paleoclimáticos del hemisferio norte
Sitio Referencia Periodos fundamentales compartidos Groenlandia Grootes et al. 1994 900 520 260 150
Noruega Sejrup et al. 2001 280 85 Norte América Viau et al. 2006 900 Cueva Dongge Wang et al. 2005 900 558 159
Cuenca Pescadero 900 520 400 270 160 85
Cuenca Cariaco Haug et al. 2001 950 500 400
Mar de Arabia Gupta et al.2005 586 152 83 Laguna Juanacatlan Metcalfe et al 2010 500 C. del Diablo Bernal et al 2010 540 400 235 Estrecho de Makassar Linsley et al 2010 535
Los modos de variación PC1 y PC2 son generalmente los que explican el mayor porcentaje de la varianza (ver Figura 22). Estos primeros modos generalmente coinciden con los períodos más largos o frecuencias mas bajas, como son los periodos de 900, 520 y 400 años, que son compartidos con un mayor número de registros como se observa en la tabla 4. Para mostrar gráficamente esta característica en las figuras 29 y 30 están representados en un gradiente latitudinal los diferentes registros para los periodos de 900 y 500 años, respectivamente.
Figura 29. El periodo de 900 años obtenido aplicando el ASE a las series de tiempo de: a) el paleoregistro de las temperaturas del hielo en Groenlandia derivadas del δ18O de núcleos de hielo
(Grootes et al., 1994); b) la temperatura continental de Norte América basada en registros de polen fósil (Viau et al., 2006); c) la precipitación en la región del monzón Mexicano basada en el porcentaje de Si en Cuenca Pescadero (este trabajo); d) la precipitación en cuenca Cariaco reflejada en el porcentaje de Ti (Haug et al, 2001); e) la actividad solar reconstruida a partir de 14C residual y 10 Be
en anillos de árboles y núcleos de hielo (Solanki et al., 2004).
a
b
c
e
d
Figura 30. El periodo de 500 años obtenido aplicando el ASE a las series de tiempo de: a) la precipitación en la región del monzón Mexicano basada en el porcentaje de Si en Cuenca Pescadero; b) la precipitación en el estado de Guerrero basada en el δ18O de una estalagmita en la
cueva del Diablo (Bernal et al., 2010); c) la precipitación en cuenca Cariaco reflejada en el porcentaje de Ti (Haug et al., 2001); d) la temperatura superficial del mar en el estrecho de Makassar en Indonesia a partir del δ18O de foraminíferos pláncticos (Linsley et al., 2010); e) la
actividad solar reconstruida a partir de 14C residual y 10 Be en anillos de árboles y núcleos de hielo
(Solanki et al., 2004).
d
e
c
b
a
Para cuantificar la correlación del registro de Pescadero con los otros registros en los periodos de 900 y 500 años, se realizó un análisis de coherencia B-Tukey utilizando el método espectral cruzado, considerando significativas las coherencias con un valor mayor a 0.335 (Figura 31).
Figura 31. Gráficos de la coherencia para los periodos de 900 años (gráficos de la izquierda) y 500 años (gráficos de la derecha) mostrando ejemplos de valores significativos (gráficos superiores) y no significativos (gráficos inferiores) de espectro cruzado de cuenca Pescadero con los registros de: a) precipitación en la cueva de Dongee en China (Wang et al., 2005); b) la variabilidad solar (Solanki
et al., 2004); c) temperatura de Norte América (Viau et al., 2006); d) precipitación de la Cuenca de Cariaco Venezuela (Haug et al., 2001). La línea vertical roja marca el pico de frecuencia correspondiente al periodo mencionado y la línea punteada es el valor de la coherencia del espectro cruzado de B-Tukey.
a
b
Tabla 5. Los valores de coherencia del espectro cruzado de los otros registros con Pescadero.
Los valores significativos de coherencia se encuentran por arriba de 0.335 (Figura 31 y tabla 5). Se observa que no todos los valores de coherencia de los espectros cruzados son significativos, lo que representa que esos proxis no estarían correlacionados en la duración de los periodos de 900 y 500 años. Esta falta de coherencia en el espectro cruzado entre los sedimentos de la Cuenca de Pescadero y los registros de polen en Norte América para el período de 900 años, o entre los registros de Ti de la Cuenca de Cariaco y el de la temperatura superficial del mar del estrecho de Makassar para el ciclo de 500 años, se podría explicar por diferencias metodológicas en los registros, como la resolución del registro, el método de datación y más importante aún, la construcción de la cronología de cada uno de los registros (Tabla 6). Este no es un problema exclusivo de este trabajo; Fleitmann et al. (2003) lo describen muy efectivamente en sus intentos de consensuar la edad del inicio del monzón entre los Himalayas y el del sur de la Península Arábiga, y también en las correlaciones que trata de establecer en la variabilidad de escalas decadales a centenarias entre ambas regiones. Esta dificultad supuso la mayor limitación Fleitmann et al. (2003) para interpretar si el debilitamiento del monzón de la India había sido gradual o abrupto, debido bien a la baja resolución temporal o bien a la incertidumbre en los modelos
Coherencia del espectro cruzado con Pescadero (significancia >0.335)
Periodo de 900a Periodo de 500a
Groenlandia 0.411
Norte América 0.105
Cueva Dongee 0.627 0.433
Cueva del Diablo 0.458
Cuenca Cariaco 0.562 0.177
Estrecho Makassar 0.27
de edad. En general, estos resultados difieren en casi todos los registros continentales y marinos del paleomonzón asiático.
Tabla 6. Intervalo de tiempo, resolución y método de datación de los diferentes registros Sitio del
registro Referencia
Tiempo de
registro Resolución Datación Groenlandia Grootes et al 1994 10 ka 9 a 14C Norte América Viau et al 2006 14 ka 5 a 14C
Pescadero Este estudio 6 ka 1 a 14C
Dongee Wang et al 2005 9 ka 6 a 232Th C del Diablo Bernal et al 2010 11 ka 50 a 232Th Cariaco Haug et al 2001 14 ka 5 a 14C Makassar Linsley et al 2010 15 ka 40 a 14C Manchas Solares Solanki et al 2004 11 ka 10 a 14C
Una posible solución sería sincronizar todas las cronologías para tener mayor certeza a la hora de demostrar qué tan semejantes son las señales de los periodos de 500 y 900 años entre el registro de Pescadero y los demás. Sin embargo, esto complicaría y alargaría innecesariamente nuestro trabajo ya que carecemos actualmente de los datos de las dataciones radiocronométricas que utilizaron para construir las cronologías que utilizan en cada uno de los trabajos mencionados. Además de esta falta de sincronía atribuida a los fechamientos (dataciones), también es importante tener en cuenta que el ritmo individual de las transiciones en los diferentes registros obedece, de entre otros aspectos, a la ubicación geográfica del componente del clima, a mecanismos de retroalimentación no lineal del sistema climático, a forzamientos internos tales como interacciones océano- atmósfera-hielo, y a otros procesos estocásticos.
El análisis de espectro cruzado de cuenca Pescadero y el registro de variabilidad solar muestra una coherencia significativa para los periodos de 900, 500, 400 y 85 años. Esta observación junto con la anteriormente discutida tendencia de largo período controlada por la precesión de los equinoccios, apoya la hipótesis de que la variabilidad solar controla
parcialmente la intensidad de las lluvias de verano, al menos desde el Holoceno medio hasta al presente.
Numerosos trabajos han demostrado que los periodos de escalas centenarias son coherentes con la variabilidad solar, es el caso del estudio de Wang et al. (2005) quienes a partir de registros de δ18O de una estalagmita en la cueva de Dongee en China, muestran cómo la variabilidad del monzón asiático a escalas de tiempo centenarias es coherente en las periodicidades de 512, 206 y 159 años presentes en la actividad solar. En su reciente trabajo Gupta et al. (2005) muestran los espectros cruzados del registro del porcentaje de foraminíferos pláncticos utilizados como índice del monzón de verano en India, y el registro 14
C como proxy de la producción solar. También muestran cómo estos dos registros comparten los periodos de 226, 150, 132, 117 y 82 años para los últimos 11 ka, apoyando su hipótesis inicial, en la que proponen que un aumento en la producción solar (como forzamiento externo y directo) aumenta la intensidad del monzón de verano. Los datos sobre la actividad solar que Gupta y colaboradores utilizaron para correlacionar con la variabilidad del monzón de verano en India son los publicados por Solanki et al (2004), y son los mismos que utilizamos en este estudio para realizar el análisis espectral cruzado con los datos de la Cuenca de Pescadero con los que muestran coherencias significativas para los períodos centenarios.
Aunque el mecanismo que une la actividad solar y las periodicidades en la precipitación es aun materia de debate, algunos autores como Goñi et al. (2001) y Barron et al. (2003) han sugerido que la clave podría estar en los contrastes del sistema de presiones atmosféricas del Pacifico norte: la baja presión de las Aleutianas y la alta presión subtropical del Pacifico Norte. Estos autores proponen que una reducción en el mínimo de irradiancia solar causaría el enfriamiento de la atmósfera en el suroeste de Estados Unidos durante el invierno, intensificando la alta presión del Pacifico Norte y a su vez los vientos del noroeste. Por el contrario, durante el verano las variaciones en la irradiancia solar probablemente afectarían la migración hacia el norte de la Zona de Convergencia Intertropical, la cual intensificaría el flujo de aguas tropicales (cálidas) hacia el Golfo de California aumentado la temperatura superficial del mar, favoreciendo por un lado la evaporación y por otro lado el contraste térmico entre el mar y el continente, repercutiendo
finalmente en la intensificación de las lluvias de verano en la región del monzón. En apoyo a esta idea Mitchel et al (2002) proponen en su trabajo acerca de la evolución del monzón a través del Holoceno, que la precipitación monzónica en Arizona y Nuevo México no puede alcanzar esta ubicación hasta que las temperaturas superficiales del mar excedan los 26˚ C, temperatura que solo se alcanza hasta el verano en la boca del Golfo de California (Douglas et al., 1993).
Nuestros resultados indican que el registro de la Cuenca Pescadero comparte períodos centenarios con otros paleoregistros climáticos, tanto distantes como regionales, pero sobre todo con el registro del 14
C residual. Estos resultados también apoyan el modelo que propone de que los ciclos de la producción solar son uno de los forzamientos importantes que modulan las lluvias de verano en la región del monzón mexicano a escalas de tiempo centenarias y multidecadales por lo menos desde el Holoceno medio al presente.
4.5 Comparación de la variabilidad secular del registro completo, con el último siglo