Reconstruyendo los incendios del pasado

Los incendios forestales son importantes modeladores del paisaje. La quema de vegetación no tiene únicamente efectos negativos en los ecosistemas, sino que también promueve el reciclado de los nutrientes en el suelo y la sucesión en las comunidades vegetales. En el centro de México, por ejemplo, un importante porcentaje de la quema forestal ocurre entre los meses de Febrero y Abril, cuando la insolación de primavera es máxima y la cantidad de lluvia es mínima. 

Figura 1. Incendio forestal ocurrido en Tacámbaro, Michoacán (México) en Mayo de 2020. Foto por: Ing. Isamar González, Tecnológico Superior de Tacámbaro.

Actualmente, sólo el 2% de los incendios forestales son naturales, es decir, no influyen las actividades humanas. Pero en el pasado, mucho tiempo antes de que las grandes civilizaciones mesoamericanas poblaran el centro y sur de México, los incendios forestales de grandes magnitudes ocurrieron por diversos procesos naturales. Pero, ¿Cómo lo sabemos? 

La información requerida para reconstruir los incendios del pasado se obtiene de los sedimentos depositados en el fondo de los lagos. Estos sistemas acuáticos son trampas de material orgánico (restos de organismos) e inorgánico que se producen tanto fuera como dentro del lago. Al ser cuerpos de agua relativamente estables y de baja energía, todo el material que llega y se deposita en su fondo se preserva a lo largo de miles de años. Como parte del sedimento, pequeñas partículas de carbón — producto de la quema forestal— son depositadas y resguardadas. 

Figura 2. Incendio forestal en la cima del Volcán Teuhtli (2017) al sur de la Ciudad de México. Al frente se observa el Lago de Chalco. A la derecha se ilustran los depósitos presentes en el fondo del lago. El material más antiguo se ubica por debajo de los más recientes. Fotografías: Laboratorio de Paleolimnología, UNAM (2017).

Las partículas carbonizadas se producen durante los incendios forestales en tres etapas. Durante la primera etapa, la temperatura ambiental es menor a 250°C, ocasionando la pérdida de compuestos volátiles como vapor de agua y oxígeno. Durante la segunda, ocurre la carbonización de los restos maderosos, lo que produce ceniza en temperaturas que pueden alcanzar hasta 600°C y con bajas concentraciones de oxígeno. Finalmente, en la tercera etapa, la temperatura supera los 600°C provocando ausencia de oxígeno y la producción de micropartículas de carbón en un proceso llamado pirólisis. 

Después de su producción, las partículas pueden tener dos caminos. El primero es ser transportadas por viento inmediatamente después de ser generadas hasta un lago cercano, constituyendo lo que se conoce como partículas primarias. El segundo camino es ser depositadas en el suelo y permanecer ahí durante meses o años hasta que un evento de lluvia las transporta por arrastre hasta un lago cercano, constituyendo las partículas secundarias. Para fines prácticos, los paleo-climatólogos consideramos como partículas primarias a todos los restos carbonizados mayores que 100 micras de diámetro y cuya posible fuente es local (dentro de la cuenca de depósito). Mientras que las partículas menores que 100 micras se clasifican como secundarias y de posible origen regional (fuera de la cuenca de depósito) ya que estas pueden recorrer largas distancias (hasta 100 km). 

Figura 3. Fotografía de partículas carbonizadas obtenidas de los sedimentos del Lago de Chalco. La edad de las partículas es de aproximadamente 12 mil años. Al ser mayores que 100 micras se consideran «primarias» o locales. Fotografía: Rodrigo Martínez-Abarca (2017)

Posterior a la obtención de un testigo o “núcleo” de sedimento del fondo del lago, el material carbonizado es extraído mediante diferentes técnicas. Los paleo-científicos cuantificamos y medimos las partículas procesadas, ya que conocer el contenido de estas en el sedimento a diferentes profundidades y edades nos permite entender tanto su origen como la posible severidad del incendio. En una reconstrucción paleo-climática, tener alto contenido de partículas indica incendios severos que calcinaron grandes extensiones de bosques. Si de dicho material carbonizado, un alto porcentaje son partículas primarias indica que los incendios fueron cercanos al lago (locales) o por el contrario, si hay un alto porcentaje de partículas secundarias, los incendios se dieron en áreas lejanas (regionales). 

Aunque la mayor cantidad de técnicas estadísticas para la detección automática de “paleo-incendios” mediante partículas carbonizadas en sedimentos lacustres se ha desarrollado en regiones templadas de Estados Unidos y Europa, en zonas tropicales se continúa con el desarrollo de técnicas eficientes que distingan incendios locales de regionales.

Un ejemplo: El caso de incendios de hace 12 mil años en el Lago de Chalco. 

El lago de Chalco, ubicado al extremo sur de la Ciudad de México, es un reservorio de sedimentos de más de 200 mil años. Sin embargo, en sus depósitos más superficiales se encuentran diversos depósitos volcánicos. Uno de ellos es la tefra “Pómez Toluca Superior”, un depósito de ceniza de aproximadamente 12 cm de espesor que se produjo durante una de las grandes erupciones del volcán Nevado de Toluca (Estado de México) hace 12 mil años. Un estudio reciente analizó las partículas carbonizadas antes y después del depósito volcánico, encontrando que previo a la erupción, pocos incendios ocurrían en el entorno del lago debido a que las características climáticas de la zona, como baja insolación de primavera, así como la presencia de grandes comunidades de pastizales —poco combustible para la quema— que prevalecían en la región. Sin embargo, las zonas montañosas estaban cubiertas de bosques de pino y encino, por lo que cuando la actividad volcánica inició, grandes incendios calcinaron la vegetación del volcán y las partículas producidas viajaron cerca de 85 km hasta llegar al Lago de Chalco. 

Lo anterior nos hace reflexionar sobre el papel que tiene el vulcanismo en la producción de incendios en el pasado, ya que no solamente la insolación, temperatura, humedad o tipo de vegetación son detonantes para la quema forestal. 

Figura 4. Volcán Nevado de Toluca en el Estado de México. Derecha: fotografía del depósito producido durante una de las erupciones del Nevado de Toluca hace 12 mil años (Pómez Toluca Superior; PTS) y que se registran en el Lago de Chalco (Ciudad de México). Fotografía: Monserrat Amezcua y Laboratorio de Paleolimnología (2019).
Página de divulgación del autor: Facebook: Divulgación Terrologa (@DivTierra)

Referencias: 

Comisión Nacional Forestal [CONAFOR] (2020) Reporte Semanal Nacional de Incendios Forestales al 7/05/2020. https://www.gob.mx/conafor/documentos/reporte-semanal-de-incendios 

Martínez-Abarca L. R, Lozano-García S., Ortega-Guerrero B., Caballero M., (2019) Regímenes de incendios en la Cuenca de México durante periodos de actividad volcánica en el Cuaternario tardío). Mexican Journal of Geological Science. 36 (2), 259-269. DOI: https://doi.org/10.22201/cgeo.20072902e.2019.2.1090

Martínez-Abarca R. (2020), Lagos: testigos del pasado, Revista Saber Más, 52, 22-25. ISSN: 2007- 7041. https://www.sabermas.umich.mx/secciones/articulos/863-los-lagos-testigos-del-pasado.html 

Foto de portada por Matt Howard tomada de Unsplash