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RELACIONES EMPRICAS ENTRE PARMETROS MAGNTICOS YPALEOCLIMTICOS EN SEDIMENTOS CUATERNARIOS

Alfredo Peralta1* , Vincenzo Costanzo1, Eduardo Carrillo2, Milagrosa Aldana1

1Universidad Simn Bolvar. Dpto. Ciencias de la Tierra, Caracas, Venezuela2Universidad Central de Venezuela. Instituto de Ciencias de la Tierra, Caracas, Venezuela

Resumen

En este trabajo se estudian propiedades magnticas de sedimentos cuaternarios de la Laguna de Mucuba(oeste de Venezuela), tales como susceptibilidad magntica ( ), remanencia anhistertica (ARM),magnetizacin remanente isotrmica (IRM) y cociente S (CS) entre otros. Nuestro objetivo es establecrelaciones empricas, entre los datos obtenidos de ncleos que abarcan un perodo de 2200 aos apro(10.880-12.950 aos) e indicadores paleoclimticos de isotpos de oxigeno 18 ( 18O). Estas relaciones sellevan a cabo mediante el uso del algoritmo de Redes Neuronales Difusas (RND). Hasta ahora se hestablecido que existe una correspondencia entre los parmetros magnticos medidos y la curva de 18O,habindose hallado correlaciones entre los datos de origen y los datos inferidos con un R 2 deaproximadamente 0,8.

Abstract

In this research we have studied magnetic properties of Quaternary lacustrine sediments from Mucubalake in western Venezuela (i.e. magnetic susceptibility , anhysteretic remanent magnetization ARM,isothermal remanent magnetization IRM and S ratio). In order to find an empirical relationship betweethe bulk magnetic properties measured in two cores that encompass around 2200 years (10.880-12.95Yrs) and paleoclimatics indicators of oxygen 18 isotopes ( 18O), we have used the hybrid algorithm of Neuro-Fuzzy Logic . So far we have found a correspondence between some magnetic parameters and t 18O curve with a correlation R 2 of around 0,8 between the measured and the calculated data.

Introduccin

El presente trabajo busca establecer relaciones empricas entre parmetros magnticos e indicadore paleoclimticos ( 18O) en sedimentos lacustres del cuaternario, a travs del algoritmo computacional deRedes Neuronales Difusas (RND) Para esto se obtuvieron datos de ncleos de la Laguna de Mucuba(Venezuela) de NRM, , IRM y cociente S, ARM y temperaturas de Curie. Los datos de 18O fuerontomados de la base de datos de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). La Lagunade Mucubaj, junto con la Laguna Negra y Los Patos, forma parte del complejo lagunas glaciares localiza

en de la Regin Occidental de Venezuela, especficamenteen Los Andes de Mrida (Fig.1). Esta laguna es afectada porel tectonismo Andino (Falla de Bocon) y por periodos deglaciaciones-desglaciaciones (Carrillo et. al, 2007). LaLaguna se encuentra delimitada por morrenas, y esatravesada por la falla de Bocon (FB), Se encuentra a unaaltura de 3550 m.s.n.m. posee un permetro de 2.3 km, unlargo mx. de 785 m, un ancho mx. de 450 m, profundidad16 m en su parte ms profunda, un volumen de agua de 1.5millones de m3. (Carrillo et. al, 2007).

Figura 1. Localizacin Geogrfica del rea de estudio. Losrecuadros blancos indican la ubicacin de la laguna. (Carrillo etal, 2007)

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magnticos y los cambios climticos globales que se reflejan en la variabilidad de los 18O. Estosresultados se podran interpretar como consecuencia de una influencia significativa de los cambioclimticos globales sobre los parmetros magnticos.

Metodologa

En este estudio se analizaron dos ncleos: el MUCL 03-B y MUCL O2-B, ambos provenientes del nclecompuesto MUCL 02-02. Las muestras se prepararon en cajas de 2 x 2 cm. aproximadamente (10muestras) abarcando 2 metros de secuencia estratigrfica que corresponden a edades entre 10.880 12.950 aos (con un vaco de informacin entre los 12.000 y 12.400 aos entre un ncleo y otro).

En todas estas muestras se midieron la susceptibilidad magntica ( ), magnetizacin remanente isotrmica(IRM e SIRM), la remanencia anhistertica (ARM) y las temperaturas de Curie.Para asignar las edades a cada muestra fue necesario transformar los valores de profundidades a edadePara esto se eliminaron las partes de cada ncleo correspondientes a eventos turbidticos, ya que stos naportan informacin paleoclimtica y posen un diferente sentido cronolgico dentro de la seccin. L primera edad se tom en la base del propio ncleo (turbidita) y la otra fu correlacionadestratigraficamente del ncleo MUCL 02-01 (turbidita al tope).

Se recopilaron datos de 18 O en la base de datos de la NOAA (von Grafenstein,1999). Estos datos debancorresponder a las edades de las muestras y a su intervalo de muestreo. Luego se correlacionaron lo parmetros magnticos en edad con sus correspondientes valores de 18O.

Una vez correlacionados los parmetros magnticos con los valores de 18O se escogieron de formaaleatoria 70 % de los datos para entrenar el sistema hbrido de RND, con el fin de inferir valores de 18O yobtener relaciones empricas entre propiedades magnticas e indicadores paleoclimticos globales sobre 100 % del universo de datos.

Resultados y anlisis

Una vez obtenidos los datos magnticos se generaron los perfiles. En la figura 3 se muestran los perfilde , ARM e IRM. A los 480 cm aprox se observa una caida anmala en los valores, lo cual se defincomo la posible entrada del holoceno (lnea roja) y el fin de la ltima glaciacin con una edad de 11.50aos (calBP calibrated years before present ). Ntese que en los perfiles existe cierta correlacin entrelos picos y valles (lneas verdes), sobre todo para el ncleo 03-B, que resulta el de mayor inters poinvolucrar un cambio de clima importante, la entrada del Holoceno y el fin de la ltima glaciacinTambin se generaron perfiles de cociente S, ARM/IRM e IRM/k.

En la figura 4 se presentan los perfiles de susceptibilidad magntica y O18 con las profundidadestransformadas en edades. De todo el universo de muestras se tomaron solamente 64 paleoclimticas, resto de las muestras corresponden a secuencias turbidticas, es decir a eventos abruptos que no poseeinformacin del clima al momento de su deposicin. De las muestras resultantes se tomaron los datos paentrenar el sistema de RDN y as luego inferir sus respectivos valores de 18O. En dicha figura se observa

la posible correspondencia entre indicadores paleoclimticos globales y , que a su vez se correlacionacon otros parmetros magnticos como ARM e IRM (picos y valles figura 3). La lnea roja seala ucambio abrupto en ambos perfiles, debido a que se encuentra a los 11.500 aos aproximadamente, escambio se le atribuye al principio del Holoceno lo que se podra traducir como un cambio de periodglaciar a interglaciar, es decir un fuerte cambio climtico

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Figura 3. Perfiles en profundidad (cm) deSusceptibilidad Mag-ntica, ARM e IRMsucesivamente. Encolor azul el ncleo03-B y en rosa elncleo 02-B. La lnearoja indica la posibleentrada del Holoceno.Las lneas verdesindican posibles corre-laciones entre los parmetros (picos yvalles).

Figura 4. A la izquierda se muestra el perfil desusceptibilidad magntica paleoclimtica de los ncleos03-B y 02-B (azul y rosa)vs aos calBP. A la derecha semuestra el perfil de 18O (von Grafenstein, 1999) para elintervalo de edades de inters. La lnea roja corresponde ala entrada del Holoceno fin de la ltima glaciacin.

Seguidamente se realizarn las pruebascomputacionales RND. Para esto se generaron matrices

aleatorias con el 70 % del universo de datos, resultandouna matriz 43 x 3, donde las dos primeras columnascorresponden a los valores de entrada (en este caso parmetros magnticos) y la tercera y ltima columnacorresponden a la salida asignada ( 18O) para dichasentradas, de manera tal que el sistema se entrena ygenera una estructura de prediccin que se compruebacon el 100 % del universo de datos. De generarse una buena correlacin entre los datos de entrenamiento ylos predichos, podramos asumir que existe entoncesuna relacin emprica no lineal a travs de la cual se pueden predecir valores de 18O. Posteriormente se

realizaron pruebas y combinaciones entre los parmetros de entrada con el fin de discriminar cual de lo parmetros magnticos es ms eficaz en la prediccin de 18O. En primera instancia se realizaron las pruebascon solo un parmetro de entrada. , ARM, IRM, CS, ARM/IRM e IRM/ . De estos parmetros el quemejor funcion fue , dando una correlacin final del 63 % aprox. Luego se combinaron cada uno de los parmetros con de manera tal que ahora las pruebas se realizaron con 2 parmetros de entrada. De todasestas combinaciones y ARM de entrada generaron una correlacin del 81% entre los datos de 18Ooriginales y los inferidos por las RND. Posteriormente se combinaron ARM e IRM como parmetros dentrada generando tambin resultados satisfactorios 80% (R 2 = 0.8). Estos son los ms relevantes no obstanteel par e IRM obtuvo una correlacin del 77 %, mientras que y CS un 63%.

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Al Dr. Kais Mohamed (grupo GEOMA), de la Universidad de Vigo quien de manera gentil ydesinteresada me brindo el apoyo y conocimiento necesario, durante mi estancia en su institucin.

Referencias

Audemard, F.A., Pantosti, D., Machette, M., Costa, C., Okumura, K.,Cowan, H., Diederix, H., Sawo

Participants, 1999. Trench investigation along the Merida section of the Bocon fault (central VenezuelaAndes). Tectonophysics 308, 121.Carrillo, E., Audemard, F.A., Beck, C., Cousin, M., 2002. Sedimentary disturbances in Late Quaternary fluvilacustrine deposits of the Los Zerpa moraine, induced by the Bocon Fault, Mrida Andes, Venezuela. 5International Symposium on ndean Geodynamics. Toulouse, 16-18 September 2002, pp. 125128.Carrillo, E, Beck a, Franck A. Audemard, Eva Moreno d, Ollarves. 2007. Disentangling Late Quaternaclimatic and seismo-tectonic controls on Lake Mucubaj sedimentation (Mrida Andes, Venezuela). ESEVIER.Cuddy S.J. and Glover P.W.J., 2001. The application of fuzzy logic and genetic algorithms to oil exploratioIn: John R. and Birkenhead R. (Eds.), Developments in Soft Computing . Physica Verlag, Heidelberg, NewYork, 167 174.

Da Silva, A., Vincenzo Costanzo-lvarez, Nuri Hurtado, Milagrosa Aldana, Germn Bayona, OswaldGuzmn, Diego Lpez-Rodrguez, Study of a possible correlation between Miocene global climatic changand magnetic proxies 18O, using neuro fuzzy logic analysis: stratigraphic well Saltarn 1A (Llanos foreland basin, Colombia). Aceptado para publicacin en Studia Geophysica et Geodaetica Springer Netherlan(Science Citation Index) Volumen 54, Issue 4 2010Helle, H.B., Bhatt A. and Ursin B., 2001. Porosity and permeability prediction from wireline logs usinartificial neural networks: a North Sea case study.Geophys. Prospect. , 49, 431 444Hurtado, N., Aldana M. and Torres J., 2008. Comparison between neuro-fuzzy and fractal models for permeability prediction.Comput. Geosci. , 13, 181 186.Giegengack, R., Grauch, R.I., Sahagam, R., 1976. Geometry of Late Cenozoic displacement along the BocoFault, Venezuelan Andes. Boletn de Geologa Publicacin Especial 7/2, 12011223

Giegengack, R., 1984. Late Cenozoic tectonic environments of the central Venezuelan Andes. GeologicSociety of America Memoir 162, 343364.Prez, O., Bilham, R., Bendick, R., Hernndez, N., Hoyer, M., Velandia, J., Moncayo, C., Kozuch, M., 200Velocidad relativa entre las placas del Caribe y Sudamrica a partir de observaciones dentro del sistema d posicionamiento global (GPS) en el norte de Venezuela. Interciencia 26, 6974.Mahaney, W., Milner, M.W., Voros, J., Kalm, V., Htt, G., Bezada, ,Hancock, M.G.V., Aufreiter, S., 2000Stratotype for the Mrida Glaciation at Pueblo Llano in the northern Venezuelan Andes.Journal of SoutAmerican Earth Sciences 13, 761774.Rull, V., 1996. Late Pleistocene and Holocene climates of Venezuela. Quaternary International 31, 8594.Salgado-Labouriau, M.L., Schubert, C., 1976. Palynology of Holocene peat bogs from the central Venezuelan

Andes. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 19, 147156.Schubert, C., 1982. Neotectonics of Bocon Fault, western Venezuela. Tectonophysics 85, 205220.Von Grafenstein, U., H. Erlenkeuser, A. Brauer, J. Jouzel, and S.J. Johnsen, 1999, A Mid-European DecadIsotope-Climate Record from 15,500 to 5000 Years B.P., Science, Volume 284, Number 5420, pp. 1654-165Jun 4 1999.