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[2016 – 2020]

Climatic and hydrological changes in the Altiplano during the last millennium: new insights from annually-resolved paleoarchives

Proyecto FONDECYT regular Nº1161381
Investigador Principal Duncan Christie
Co-Investigador: R.O. Chávez, Ayudante: M. Olea

Una de las bioregiones mas extencias de grandes alturas es el Altiplano de Sudamerica en los Andes Centrales (~14°S-26°S, 4.000 de elevacion media y volcanes sobre los 6.700 msnm), el cual ha sido el medio fisico para el asentamiento de las comunidades locales por miles de años. Historicamente, las actividades humanas del Altiplano han sido fuertemente modeladas por las variaciones en el clima, particularmente por la disponibilidad del agua. Desde el siglo XX, los registros instrumentales han demostrado cambios criticos en el Altiplano por medio de una baja en la frecuencia en las lluvias, una disminución sostenida de los glaciares, y una tendecia positiva al calentamiento. Esto ha ocurrido en conjunto con un crecimiento de la demanda por recursos hidricos como resultado de un aumento en la población y una expanción a gran escala de la mineria. Los resultados de los modelos climaticos indican un aumento de la temperatura y de la aridez en la región del Altiplano, comprometiendo la disponibilidad de agua para la agricultura, la ganadería, las operaciones mineras a grandes escalas y la dinamica de las especies en los Andes central.

Los registros intrumentales en el Altiplano son inadecuados para comprender la variabilidad a largo plazo, la tasa de ocurrencia de eventos extremos o para refinar modelos hidrico-climaticos.

En este proyecto pretendemos complementar los limitados registros instrumentales, expandiendo nuestra actual red de anillos de árboles, a lo largo del Altiplano, más atrás en el tiempo para cubrir todo el último milenio. Además, planeamos combinar los registros de anillos de árboles de alta resolución con registros δ 18 O de núcleos de hielo para reconstruir los cambios hidrológicos en el Altiplano. Desarrollaremos nuevas reconstrucciones paleohidrológicas, calibrando estos proxies resueltos anualmente con parámetros hidrológicos socio-ambientalmente relevantes como niveles de lago, balance de masas de glaciares y productividad de humedales (NDVI).

One of the largest high-altitude semiarid bioregions of South America is the Altiplano plateau in the Central Andes (~14°S-26°S, 4.000 m mean elevation and volcanoes up to 6.700 m a.s.l), which has been the physical environment for the settlement of local communities for thousands of years. Historically, human activities in the Altiplano have been strongly modulated by variations in climate, particularly water availability. Since the 20th century, instrumental records have demonstrated critical changes in the Altiplano by means of less frequent rainfall events, sustained shrinking of glaciers, and a positive warming trend. These have occurred in conjunction with a growing demand for hydrological resources as a result of population increase and expanding large-scale mining. Results of climate models indicate an increase in future temperature and aridity in the Altiplano region, compromising water availability for agriculture, livestock, large-scale mining operations, and species dynamics in the Central Andes.

Instrumental records of water-related components of the Altiplano are inadequate for understanding long-term variability, the occurrence rate of extreme events, or for refining hydro-climate models.

In this project, we aim to to complement the limited instrumental records by expanding our present tree-ring field network across the Altiplano further back in time to cover the entire last millennium. Furthermore, we plan to combine the high-resolution tree-ring records with ice-core δ 18 O records to reconstruct hydrological changes in the Altiplano. We will develop novel paleohydrological reconstructions, calibrating these annually resolved proxies with socio-environmentally relevant hydrological parameters such as lake levels, glacier mass balance, and wetland productivity (NDVI).