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Los incendios forestales son importantes modeladores del paisaje. La quema de vegetación no tiene únicamente efectos negativos en los ecosistemas, ya que también promueve el reciclado de los nutrientes en el suelo y la sucesión en las comunidades vegetales. Para que un incendio ocurra de manera natural, se requiere de diferentes factores: el primero es un periodo prolongado de sequías y alta temperatura que favorezcan la ausencia de humedad en el suelo y vegetación. El segundo factor se asocia con altos niveles de insolación que pueden promover la producción de fuego; a lo largo del año, la insolación y la temperatura atmosférica cambian, siendo mayor en muchos lugares, entre ellos el centro de México durante los meses de primavera y verano (marzo-septiembre), aunque hay ciclos milenarios (de miles de años) en los que la actividad solar ha variado globalmente. El tercer factor se vincula al tipo de vegetación (p. ej. bosques o pastizales) y su conectividad en el ecosistema que modifican la cantidad de biomasa calcinada y la duración del incendio. Finalmente, eventos repentinos como erupciones volcánicas que promueven incendios en escalas de tiempo, de horas a días.
En el centro de México, 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; sin embargo, solo 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 del país, incendios forestales de grandes magnitudes ocurrieron por diversos procesos naturales.
Partículas carbonizadas obtenidas de los sedimentos del lago de Chalco. La edad de las partículas es de aproximadamente 12 mil años. Al ser mayores a 100 micrones, se consideran «primarias» o locales. Fotografía: Rodrigo Martínez-Abarca.
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 (p. ej. 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.
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 de madera, 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.
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 (2017).
Después de su producción, las partículas pueden seguir dos rumbos. El primero es ser transportadas por el viento, inmediatamente después de ser producidas, 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 cuerpo de agua, constituyendo las partículas secundarias. Para fines prácticos, los paleo-climatólogos consideramos como partículas primarias a todos los restos carbonizados mayores a 100 micrones de diámetro y cuya posible fuente es local (dentro de la cuenca de depósito). Mientras que las partículas menores a 100 micrones 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).
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 paleoclimática, 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). 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.
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 (2017).
Un ejemplo: Incendios de hace 12 mil años en el centro de México
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 el de ceniza «Pómez Toluca Superior», un paquete 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, una escasa —casi nula— concentración de material carbonizado fue depositado. La ausencia de incendios en la región, se vinculó a las características climáticas que prevalecían durante ese periodo, como baja insolación de primavera, así como la presencia de grandes comunidades de pastizales que constituían poco combustible para la quema.
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. Esto se observa en la gran concentración de material carbonizado secundario encontrado posterior al depósito de la ceniza volcánica, lo que permitió inferir que posiblemente los incendios fueron de gran magnitud y, en consecuencia, 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 solo la insolación, temperatura, humedad o tipo de vegetación, son detonantes para la quema forestal.
Para Saber Más:
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. y 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: http://rmcg.geociencias.unam.mx/index.php/rmcg/article/view/1090/1354
Martínez-Abarca, R. (2020). Lagos: testigos del pasado. Revista Saber Más, (52), 22-25. https://www.sabermas.umich.mx/secciones/articulos/863-los-lagos-testigos-del-pasado.html
Rodrigo Martínez-Abarca. Investigador doctoral, Instituto de Geosistemas y Bioindicación, Universidad Técnica de Braunschweig, Alemania.
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