MATERIA ORGÁNICA EN LOS SEDIMENTOS DEL SISTEMA LAGUNAR HUIZACHE Y CAIMANERO: IMPORTANCIA, COMPORTAMIENTO Y SIGNIFICADO EN MODELOS DE PREDICCIÓN

Trabajo recibido el 27 de mayo de 1983 y aceptado para su publicación el 11 de abril de 1984.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

La importancia que representa el ecosistema costero para el desarrollo humano es de una magnitud considerable, no solo por que constituye un medio de explotación de recursos naturales ya sea bajo condiciones normales o de cultivo, sino también por ser un campo de interaciones ecológicas y de confrontamiento del ambiente marino y terrestre.

México es uno de los países que cuenta con mayor variedad en lagunas costeras y estuarios cuya utilización racional es relativa, dado el escaso conocimiento de los recursos bióticos, condiciones geológicas, hidrológicas y físicoquímicas que se encuentran relacionadas directamente con la productividad de estos cuerpos de agua.

A pesar de que son muchos los factores que le confieren a la zona costera su capacidad productiva, el estudio físicoquímico del ambiente acuático y sedimentario puede proporcionar información valiosa acerca de las fuentes de energía disponibles para los productores primarios.

El papel que juega el sedimento en el medio acuático es de primordial importancia, ya que es reflejo de lo que sucede en la columna de agua; en épocas de gran florecimiento el aporte de materiales orgánicos a la fase sedimentaria es mayor y dadas las características diagenéticas y geológicas de cada región, como tasas de sedimentación y velocidades de degradación (Stewart, 1958), se proporcionan materiales remineralizados para los consumidores primarios y alimentación para los consumidores bénticos, algunos de ellos de importancia comercial.

Dicha materia orgánica es la fuente de energía del sistema sedimentario y en donde los agentes biológicos son los principales factores de los cambios diagenéticos, lo que lleva a una transformación de materiales tanto en su composición como en sus propiedades físico químicas (Strakhov, 1960,vide Bordovskiy, 1965).

La mineralización de la materia orgánica en los estratos superficiales del sedimento, desarrolla procesos acelerados tanto físicos, químicos como biológicos, que se encuentran directamente relacionados con la calidad de la misma, que en las lagunas y estuarios por la escasa profundidad y mayor relación entre agua-sedimento, pone a disposición mas fácilmente substancias nutritivas. En los estratos mas profundos, existe una incorporación de materia orgánica estable, con procesos de cambio mas lentos.

Como resultado de una contribución relativa y diversa de compuestos químicos orgánicos e inorgánicos que llegan a las lagunas y estuarios, es importante comprender los efectos de los procesos bióticos y abióticos para predecir los cambios geo químicos de cada compuesto y elemento, y su posible efecto en los organismos, como también su balance entre el medio dulceacuícola y marino (Bewers y Yeast, 1977).

El objetivo del presente trabajo es evaluar el contenido de la materia orgánica en el sedimento y su evolución degradativa a través de proteínas y carbohidratos, así como su relación con los constituyentes de ciertas arcillas, en un ambiente costero de transición como lo es el sistema Lagunar de Huizache y Caimanero, Sin. Con esto se pretende desarrollar un modelo predictivo de la materia orgánica tomando en cuenta condiciones de diversidad regional y temporal. Dicho modelo puede ser con-liderado como un patrón de comparación para ambientes similares y se pueda definir el comportamiento e influencia de la materia orgánica en la fase sedimentaria.

Los estudios sobre materia orgánica (MO) en el sedimento de ambientes marinos, salobres y dulceacuícolas son muy variados y con diversos fines. Un aspecto biológico de los mas abordados ha sido la remineralización y redisponibilidad de sus productos a los consumidores primarios, base fundamental para las cadenas alimentarias (Richards et al; 1965; Darnell, 1967; Johannes, 1968; Heald, 1969; Parsons y Seki, 1970; Wetzel y Manny, 1972; Head, 1973; entre otros).

Otro enfoque sobre este mismo aspecto es el consumo de materiales detríticos por organismos bénticos, muchos de ellos de importancia comercial (Teal, 1962, Newell, 1965; Darnell, 1967; Odum y de la Cruz, 1967; Odum, 1970; ButIeret al. 1970; Fenchel, 1972; Mann, 1972; Edwards 1978; entre otros.

Desde el punto de vista químico se han desarrollado trabajos encaminados al estudio de las variaciones del potencial de óxido-reducción bajo la presencia de la materia orgánica y consecuentemente con aquellos elementoscorno el Fe, Mn, muchos de los casos relacionados con el movimiento del fósforo (Berner, 1963, 1973; Richards et al., 1965; Fenchel, 1970; Halberg, 1972; Jackson, 1975; Lindstrom, 1980; entre otros.

El enfoque geoquímico en ambientes marinos ha sido estudiado ampliamente, abordando aspectos como por ejemplo Mangelsdorf y Daniell (1969), cuantificaron el enriquecimiento de potasio en aguas intersticiales de sedimentos marinos; Berner et al. (1970), determinaron la alcalinidad por carbonatos en aguas intersticiales; Friedrnan y Gavish (1970), evaluaron los cambios químicos en el agua intersticial de sedimentos lagunares; Russell (1970), desarrolló una investigación sobre la interacción entre las arcillas y el agua de mar; Harris (1972), analizó la influencia de las reacciones agua-mineral en los estuarios sobre el balance del boro en los oceános; entre otras contribuciones sobre temas selectos.

Los estudios publicados en cuanto a composición mineralógica aunados a cambios diagenéticos bajo la presencia de MO en ambientes litorales, han sido menos favorecidos, esto es causado por la complejidad de aspectos hidrológicos, que deben ser tomados en consideración, ya que estos ambientes por su origen son altamente inestables; razón por la cual son escasos los trabajos que integran aspectos físicos, químicos, biológicos y geológicos. De las contribuciones que se pueden mencionar están: Mohr y Van Baren (1954); Berner (1971); Burton y Liss (1976), y de los mas actualizados los de Olausson y Cato (1980), que comprende estudios biogeoquímicos e incluye el manejo y recuperación de los estuarios sometidos a los efectos de la contaminación.

Las investigaciones realizadas en México en cuanto a éstos últimos temas son mas pobres aún. Las lagunas y estuarios en ambos litorales han sido estudiadas desde el punto de vista geológico, aparte de otros aspectos como biología, hidrología, etc. Específicamente en el sistema Lagunar de Huizache y Caimanero, se han desarrollado trabajos sobre la comunidad planetónica (Gómez-Aguirre, 1970); productividad e hidrología (Soto, 1969 y Arenas, 1970); biología del camarón (Cabrera-jiménez, 1970); vegetación sumergida (Ortega, 1970); batimetría y características granulometrico-geológicas (AyalaCastañares et al., 1970); comunidad pesquera (Warburton, 1978); pesquerías de peneidos (Edwards, 1978); balance anual de carbono, nitrógeno y fosfóro (Arenas, 1980).

El sistema Lagunar Huizache y Caimanero Sin. se encuentra localizado entre los 22°N y 105°55'E de la costa del Pacífico Mexicano. Los rasgos fisiográficos mas sobresalientes y toponimia se señalan en la figura 1.

Presenta un clima tropical con dos estaciones del año; la de lluvias que generalmente comprende entre junio-julio y octubre, y la estación de sequías en el que pierde el 70 % de su volumen aproximadamente (Soto, 1969), ayudada por su escasa batimetría. Según Mendoza von Borstel (1971), además de las mareas propias de la región, el nivel medio del mar adquiere un incremento a partir de mayo hasta septiembre para descender a principios de octubre, fenómeno que se hace sentir en dicho sistema.

Dos principales ríos fluyen al sistema, el Presidio al NO y al Baluarte al SE. Las amplias llanuras de origen pluvial constituidas por sedimentos finos, son el resultado de movimientos laterales de los dos ríos, además se presentan meandros del mismo origen y que dentro de las llanuras incluyen una variedad de sedimentos. Los elementos marinos constituyen bermas que se localizan en la barrera arenosa o Isla Palmito de la Virgen.

Los aspectos geomórficos que a continuación se mencionan han sido extraídos del trabajo in extenso de Ayala- Castañares et al. (1970). Este sistema lagunar se ha modificado paulatinamente disminuyendo sus dimensiones originales; esto se debe, por un lado, al aporte de materiales de arroyos pequeños hacia barlovento de la laguna, y aquellos sedimentos procedentes de tierra dentro en el lado NE y NO de los dos principales ríos, dando como resultado una madurez temprana.

El Presidio y el Baluarte en sus desembocaduras han erosionado al sistema de bermas, teniendo como resultado que en los extremos y a sotavento se localicen extensas áreas de manglar favorecidos por la retención de sedimentos finos, constituyendo amplias zonas de inundación que conectan a la isla con los depósitos arenosos aportados por los ríos.

Las lagunas no tienen comunicación directa con el mar ni con los ríos, y lo realizan a través de esteros angostos con amplias llanuras de inundación. El sistema lagunar actual es el remanente de un laguna de dimensiones significativamente mayores y que se originó durante el nivel del mar inferior al actual, alimentada por sedimentos fluviales re trabajados por las corrientes litorales; se independizó del océano por aportes marinos que actualmente constituyen la Barrena del Palmito de la Virgen y por el aporte de sedimentos de numerosos ríos y arroyos de tierra adentro, cavando cauces en sedimentos frescos aun sin consolidar, migrando y abandonando meandros que actualmente se aprecian.

El libre acceso de la marea a través de dos bocas, que posiblemente estuvieron alguna vez en comunicación con el océano, provocó dentro de la laguna el movimiento de dos masas de agua con direcciones opuestas, dando como resultado la depositación de sedimentos que llevaban en suspensión, lo cual dio origen al angostamiento que divide a los dos cuerpos de agua; posteriormente estos fueron llenados con sedimentos finos, limos y arcillas, restringiéndose más y mas la comunicación con los ríos y el mar. La erosión reciente ha incrementado sus dimensiones anteriores disminuyendo la profundidad, que aunado al oleaje producido por el viento que erosiona las riberas (especialmente la del NE), genera mayor velocidad de azolve, ampliando las zonas para ser cubiertas por agua pero de menor profundidad.

La predominancia de sedimentos arcillolimosos es indicadora de la senectud de las lagunas. La distribución de material sedimentario es debida a la acción de azolve originada por las corrientes inducidas por el viento, cambios de temperatura y fluctuación del nivel de las aguas estacionales, que concuerdan con la batimetría.

Según Ayala-Castañares et al. (1970), bajo el criterio de Inman y Chamberlain existe una predominancia de arcilla pobremente clasificada; en la región periférica de Caimanero se encuentra límo muy fino, muy pobremente clasificado; y frente al Tapo Hacienda arena muy fina, pobremente clasificada. Dentro de su mineralogía general el cuarzo es el mas abundante variando del 41 a 92 %, feldespatos del 5 al 57 %, minerales obscuros del 2 al 22 %, fragmentos de roca ígnea y metamórfica del 0 al 7 % y las micas en trazas.

En la elección de la localidades de nuestro se tomó en cuenta como factor importante la batimetría de la laguna, que lleva consigo tanto la distribución de la vegetación sumergida, vegetación periférica, estado de humectación y en cierta forma la distribución diferencial granulométrica. La colecta del material sedimentario se realizó fundamentalmente durante la estación de lluvias. Se eligieron dos transectos; uno que va de Mataderos a las Coloradas y que incluye las estaciones 1 a 6, y el otro que se inicia de la parte media del anterior hacia el Tapo Hacienda con las estaciones 7 a 11, ambos transectos fueron muestreados en el mes de septiembre de 1975 y octubre de 1977. La mayoría de estas estaciones se mantienen inundadas durante todo el año. Las estaciones localizadas frente a Puente Quemado (12 y 13), lado Este del Tapo Caimanero (14, 15 y 16) y la ubicada al E del Tapo Hacienda (17), a diferencia de las anteriores, se ven sometidas a condiciones de desequedad periodicamente; éstas fueron muestreadas en diciembre de 1976 (Fig.2).

Fig. 2. Localización de estaciones para muestreo de sedimentos.

Las muestras de material sedimentario fueron colectadas por medio de nueleadores de PVC y vidrio de 6 cm de diámetro interno y 20 cm de altura. Dichos núcleos se conservaron en refrigeración a 2°C para ser transportados al laboratorio donde fueron procesados; cada uno fue cortado en secciones transversales de 3 cm de espesor o profundidad y que en la sección de resultados son referidos como niveles. Cada fracción fue colocada en cápsulas de porcelana para la determinación de peso seco a 60°C durante 12. El material seco se pulverizó, homogeneizó y tamizó en una maya de 0.5 mm de abertura.

El contenido de materia orgánica (MO) y carbonatos totales fueron cuantificados por la perdida a la ignición a 550ºC y 950ºC, respectivamente, durante una hora (Dean, 1974). Las proteínas (CHON) se evaluaron mediante la reacción de Biuret (Ellman, 1972) y los carbohidratos (CHO) solubles en agua (a 90ºC durante 2 hr) por la técnica de antrona de Dreywood (1946), Roe (1955) y Zill (1956).

Para la cuantificación de Ca, Fe, Mg, K y Na totales en el material sedimentario, se efectuó una fusión con metaborato de litio y disolución con ácido nítrico al 3 %. Los tres primeros elementos fueron estimados por absorción atómica y los dos últimos por análisis flamométrico. Los resultados obtenidos son expresados en miligramo por gramo de peso seco (ps).

Las variaciones globales, anuales, regionales y por nivel son discutidas individualmente. El análisis de varianza e interacciones se aplicó a los resultados de los años 1975 y 1977. Así mismo se recurrió para su interpretación al análisis estadístico de correlación múltiple; los coeficientes de correlación se calcularon globalmente, por año, por región y por nivel. Finalmente se presenta un modelo predictivo global de la MO y los deslosados por ano con sus correspondientes errores estandarizados.

La materia orgánica en ambientes litorales proviene de diversas fuentes: producción primaria dentro del ecosistema acuático, biota terrestre, material erosionado y lixiviado que llega a las lagunas y estuarios a través de los ríos de procedencia continental. La materia orgánica (MO) que permanece indegradable en la columna de agua es incorporada al sedimento donde sufre procesos lentos de diagénesis. Según Parsons y Seki (1970), los procesos biológicos que se llevan al cabo en el sedimento son de magnitud mayor que los procesos químicos, como por ejemplo la producción primaria, respiración y mineralización de la MO, causan cambios significativos en el contenido de oxígeno, Eh, pH y en consecuencia de las formas del Fe, Mn, S y contenido de carbonatos (Bordovskiy, 1965)

La MO particulada representa la fuente mas importante para el sedimento. Manheim et al. (1970), han estimado que la particulada representa de un 20 al 40 % en ambientes costeros. En la mayoría de los medios acuáticos la MO disuelta es mayor que la particulada, sin embargo en las lagunas y estuarios son frecuentemente similares. La mayor parte de las aguas de los ríos son ácidas o neutras con baja tensión iónica y la mezcla que se sucede en las aguas estuarinas, alcalinas y con alta tensión iónica, remueven compuestos orgánicos e inorganicos, además son ambientes de alta productividad biológica, dando como resultado una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos.

El aporte de MO al sedimento en lagunas y estuarios es altamente favorecido por la macrovegetación; Mann (1972), ha estimado que menos del 10 % de la producción de macroalgas entra en las cadenas de pastoreo, el resto es descompuesto por microorganismos del sedimento. La producción de la vegetación del sistema costero es muy significativa, comparada con los sistemas adyacentes. La producción de las marismas ha sido evaluada en 685 gC/m²/año y solo es consumida en un 10% directamente, el resto pasa a formar parte del sedimento. La producción de macrofitas ha sido calculada entre 500 y 1000 gC/m²/año (Mann, 1972) y para el fitoplancton entre 100 y 200 gC/m²/año (Ryther, 1969).

La densidad y estructura de las comunidades bénticas tiene gran importancia en la distribución vertical y horizontal de los materiales orgánicos, como fue registrado por Rhoads y Young (1970).

Vosjan y Olangzuk-Neyman (1977), vide Bordovskiy (1965) observaron que la mineralización de la MO puede llegar a ser intensa en ambientes anaeróbicos con alto contenido en sulfatos; sin embargo Nelson (1972), ha encontrado que la descomposición en ambientes sedimentarios estuarinos en anearobiosis, es menos eficiente en términos energéticos que los ambientes aeróbicos, ya que por lo tanto se requiere de mayor cantidad de MO mineralizada. Los compuestos orgánicos y minerales del sedimento forman parte de un sistema heterogéneo. La MO es la principal fuente de energía de este sistema y los agentes biológicos son el factor determinante del estado diagenético temprano.

Strakhov (1960), citado por Bordovskiy (1965), definió a la diagénesis como un estado biogenético de transformación de los sedimentos presentado alteraciones en su composición y cambio en las propiedades físico químicas de los mismos. El efecto de los organismos escarbadores en los sedimentos es importante no solo por el efecto mecánico, sino también por el efecto biológico, físico y químico ya que transfieren materiales de estratos inferiores a superiores y visceversa. Sinitsa (1941),vide Bordovskiy (1965), encontró que estos organismos pasan grandes cantidades de oozes a través de su tracto digestivo equivalente a 3 o 4 veces su propia biomasa en 24 hr, lo que indica que los sedimentos son retrabajados en un 80-90 %, llegando algunos a reducir la talla del sedimento considerablemente. Strakhov (1960) videBordovskiy (1965), observó que el contenido de MO en el sedimento fue mas bajo en aquellas localidades pobladas por estos microorganismos que en sus alrededores.

La actividad bacteriana es un agente poderoso tanto en la escala de tiempo como en la multiplicidad de sus efectos sobre la MO, y esto se debe a la diversidad de microorganismos, encontrándose una relación directa entre su abundancia y la cantidad de MO.

Las transformaciones de la MO en la superficie del sedimento en ambientes de baja tasa de sedimentación, como el marino, pueden ser sustanciales y esto conducirá aparentemente, a la incorporación de muy poca materia orgánica estable, cuya lenta descomposición no utiliza todo el oxígeno combinado. En tales condiciones las propiedades físico químicas del medio y su composición permanecen poco afectadas por períodos largos (Bordovskiy, 1965). La amplitud de la zona bacteriana activa esta relacionada directamente con la tasa de sedimentación. En aguas litorales donde se acumulan rápidamente los sedimentos, las bacterias pueden presentarse en estratos mas profundos; en ambientes de sedimentación lenta, las bacterias se localizan en las capas mas superficiales, predominando fórmas esporuladas en estratos de mayor profundidad.

La composición granulométrica afecta significativamente la distribución de las bacterias; en sedimentos de grano fino se encuentran absorbidas, mientras que en los arenosos se encuentran en estado libre. Rodina (1960), observó que cuando se encuentran adsorbidas, la tasa de descomposición de la MO puede ser restringida. Experimentalmente se ha visto que en sedimentos arenosos, la MO fue descompuesta en un 95% en 40 días, en cambio en sedimentos arcillosos fue en un 75 % en el mismo período (Oppenheimer 1960a, 1960b).

Vassoyevich (1955) vide Bordovskiy (1965), demostró que la MO controla la diagénesis, en particular a la composición química de la fase líquida, dónde se realizan las mayores modificaciones, a tal grado que el agua intesticial se enriquece de compuestos procedentes de la descomposición de la MO, y en cambio el agua supraadyacente se puede encontrar empobrecida. Dicha descomposición puede llegar a modificar el pH por el CO₂ producido (Nelson, 1972).

Los cambios diagenéticos se manifiestan en la formación de minerales autigénícos en los sedimentos del fondo, bajo la presencia de la MO, actividad mierobiana y condiciones fisícoquimicas adecuadas. La MO en el sedimento, según algunos autores, continúa su transformación por largo tiempo y es por eso que en estratos mas profundos diminuye su concentración tanto para la zona costera como para el océano. Según Emery y Rittenberg (1952), el contenido de carbono orgánico se reduce en un 50 % en los 75 cm de profundidad en sedimentos costeros.

Los ciclos biogeoquímicos pueden estar separados en espacio y tiempo, conducidos por la sucesión de microorganismos que son los mas importantes (Lindstrom, 1980). Posiblemente los cambios de energía en la interfase aguasedimento son mas intensos.

Dentro de los cambios más característicos durante la diagenésis son las variaciones del estado de óxido reducción; según Strakhov (1960) videBordovskiy (1965), el Fe presente en los sedimentos se encuentra como Fe(OH)₃ y es transformado durante la diagénesis a diversos minerales autigénicos y en parte es convertido a Fe++. Strakhov y Zalmanzon (1955) vide Bordovskiy (1965), enfatizan que el balance de compuestos mineralógicos autigénicos en formaciones sedimentarias en el medio marino, está en función de la MO presente en el sedimento cuando empieza la reducción del Fe.

Los compuestos férricos son reducidos a ferrosos como resultado de la oxidación de la MO. Bordovskiy (1965), señala que si se conoce la cantidad del ión ferrosos en el sedimento, es posible estimar la cantidad de carbono requerido en la reducción y por lo tanto la cantidad de MO inicial; sin embargo hay que considerar que parte de la MO pudo haber sido utilizada en otros procesos de reducción como el del azufre u otros. Lindstrom (1980), encontró variaciones estacionales en el contenido total de Fe, siendo en primavera de 20-32 mg/g ps y en otoño de 16-18 mg/g ps.

La alteración de las condiciones fisicoquímicos en el sedimento, es el reflejo de la formación regular de un número de minerales autigénicos, los cuales desarrollan una frecuencia definida., que manifiesta la intensidad de la óxidoreducción. Estos minerales formados continuamente bajo un potencial redox: definido, la alteración del pH y movilidad de ciertos iónes, están relacionados directamente con la descomposición de la MO.

Las moléculas orgánicas pueden ser absorbidas en partículas minerales, pueden presentar intercambio catiónico o reaccionar quimicamente (Weiss, 1969). Pérez-Bodríguez et al. (1977), han investigado específicamente la adsorción de las proteínas por arcillas.

Ciertas arcillas tienen la propiedad de flocular a la MO y ésta a su vez conduce a ciertos cambios químicos atrapando elementos traza, que se encuentran asociados al sedimento. Pérez Rodríguez et al. (1977), han realizado estudios sobre la capacidad de intercambio entre las arcillas y elementos como el Mg y el K, que son disminuidos de la columna de agua. Esta capacidad de intercambio se ve modificada fuertemente por las condiciones de óxido-reducción en el sedimento, razón por la cual los diferentes autores, encuentran en ambientes estuarinos, valores disímiles en aquéllos elementos que no presentan cambio de valencia.

Según la importancia que tiene la MO en el sedimento, a continuación se discuten los resultados del material obtenido del sistema Lagunar Huizache y Caimanero, bajo el análisis detallado anteriormente.

En el material sedimentario correspondiente a las localidades muestreadas en 1975, el contenido de MO fue muy heterogéneo, variando entre 2.16 a 15.40 %, con una tendencia a disminuir en los diferentes niveles muestreados (Tabla 1). En la región Este (estaciones 1 a 4) el promedio fue de 11. 19 %, sección a la cual se le denominó area Al. En las cercanías de la Barra (estación 6) y parte del transecto frente al Tapo Hacienda (estación 7), el contenido de MO fue escaso y homogéneo en los distintos niveles muetreados, el promedio fue 5.19 %, sección llamada área A2. La zona ubicada frente al Tapo Hacienda (estaciones 8, 9 y 10) se caracterizó por presentar valores muy irregulares, siendo altos en el nivel superficial y bajos en los inferiores, con un promedio de 8.12 % (denominada A3).

Con respecto a la concentración de CHON, los valores son en su mayoría bajos, oscilando entre el límite inferior de estimación hasta 1.72 mg/g ps. El nivel superficial presentó las cifras más altas disminuyendo en los mas profundos; a pesar de que en ciertas localidades se encontró un nivel intermedio de concentración mayor. Algunas estaciones se caracterizaron por un alto contenido de MO y valores bajos de CHON. Regionalmente no es posible distinguir patrón alguno (Tabla 1).

TABLA 1 COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SEDIMENTO (SEPTIEMBRE, 1975)

En los CHO sobresale su escacez (indetectable a 0.466 mg/g ps) y su tendencia a la disminución con la profundidad; tampoco delimitan áreas según su concentración (Tabla 1).

Los muestreos realizados en 1976 incidieron en la región Este periférica, en donde la laguna disminuye estacionalmente en sus áreas humectadas. Los valores de MO mostraron en esta ocasión mayor homogeneidad, y la tendencia a la disminución con la profundidad no fue tan evidente. La concentración de MO osciló entre 3.06 a 11.03 %, correspondiendo a Puente Quemado la primera y al Tapo Hacienda lado Caimanero la segunda. Aquellas estaciones más próximas al centro del sistema lagunar, resultaron ser más Sajas comparadas con las similares del muestreo anterior (Tabla 2). Durante este muestreo las CHON fueron menores en concentración pero mas homogéneas, no obstante fue posible observar un nivel empobrecido. Los CHO solo fueron significativos en lacapa superficial (Tabla 2).

TABLA 2 COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SEDIMENTO (DICIEMBRE, 1976)

El contenido de MO en las estaciones muestreadas en 1977 (semejantes a las de 1975) variaron de 6.60 a 14.40%, con mayor regularidad en el sentido vertical como horizontal. La diferencia de concentración desde la superficie hasta el nivel muestreado fue escasa, llegándose a presentar la misma concentración en ciertas estaciones (Tabla 3).

Siguiendo el mismo patrón de división en secciones, denominadas áreas, la Al (estaciones 1 a 5) presentó un promedio de 10. 60 %, para la A2 (estaciones 6 y 7) 9.83 %, y para la A3 (estaciones 8 a la 11) 8.85 % de MO. La agrupación en secciones fue confirmada por análisis de varianza el cual aportó un 99.99 % de confiabilidad (Tabla 4). El análisis de las interacciones mostró que el contenido de MO en los años 1975 (C1) y 1977 (C2), solo hubo cierta semejanza en el nivel superficial, ya que los inferiores se condujeron diferencialmente; así mismo el aporte anual a la fase sedimentaria fue de magnitudes distintas, no sólo en los dos años, sino también en la distribución por áreas (Fig 3 a, b, e, d, e).

TABLA 3 COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SEDIMENTO (OCTUBRE 1977)

Esto fue corroborado también por el análisis de varianza (Tabla 4).

Los valores de CHON fueron aparentemente mayores en 1977 (desde inapreciable hasta 2.6 mg/g) que los registrados en 1975 en las mismas localidades (Tabla 3), con una disminución en los niveles mas profundos, no obstante se observó un aumento en los últimos niveles de muestreo, fenómeno observado en el año anterior.

La característica principal de los sedimentos en 1977, fue el aumento significativo en la concentración de CHO en aproximadamente dos veces lo encontrado en 1975 para la mayoría de las estaciones (0.07 a 1.03 mg/g ps); otro hecho particular fue su regularidad tanto vertical como horizontal, lo cual hace suponer un aporte reciente o continuo de materiales orgánicos al sedimento.

Fig. 3. Interacciones entre Áreas (A), Niveles (B) y, Años (C1 1975 y C 2 1977) para Materia Orgánica.

TABLA 4 DIFERENCIACIÓN ESPACIO- TIEMPO (ÀREAS, NIVELES Y AÑOS) DE LOS PARÁMETROS ESTUDIADOS ATRAVÉS DEL ANÁLISIS DE VARIANZA (POR CIENTO).

Específicamente para el contenido de CHON y CHO, no se efectuaron divisiones en áreas, ya que sus concentraciones mostraron valores que en la mayoría de las ocasiones no rasaban a la unidad, muy heterogéneos y muy difíciles de agrupar.

Las concentraciones más bajas de MO observadas en la laguna fueron inferiores a aquellas registradas en sedimentos procedentes de praderas de fanerógamas acuáticas (De la Lanza y Arenas, 1978), pero más altas comparativamente que las del medio marino. Stewart (1958), cuantificó un contenido de MO de aproximadamente 1 % en la Laguna de San Miguel, Baja California, que lo interpreta como alta tasa de acumulación de MO, una dilución por clásticos baja, y una descomposición alta con un bajo enterramiento. Los valores más bajos de MO determinados en los sedimentos de la Laguna de Huizache y Caimanero a una profundidad de 9 cm (Tablas 1, 2 y 3) sobrepasan al 2%, lo cual da lugar a pensar en: una alta tasa de acumulación, baja dilución por claéticos, una posible baja tasa de descomposición y un alto enterramiento, por lo tanto una preservación alta.

Para Stewart (1958), la MO puede ser mas abundante en sedimentos finos que en gruesos, y en el sistema lagunar que ahora se analiza predominan sedimentos arcillo-limosos y solo cerca de la barra predominan los arenosos (AyalaCastañares et al., 1970), dónde se encontraron los valores más bajos de MO (2.5%). Stewart (1958) señala que la Laguna de San Miguel presenta altas tasas de acumulación de MO aunada a aperturas alternadas de la barra con cambios ambientales catastróficos que conducen a elevadas mortandades de organismos. La Laguna de Huizache y Caimanero, presenta altas tasas de azolvamiento, alta acumulación de MO, dos estaciones marcadas al año (estiaje y lluvias), topografía somera, efecto de viento que erosiona las riberas y retrabaja los sedimentos antiguos que conduce a mayor velocidad de azolve, que de acuerdo con su ciclo geomorfológico se encuentra en una etapa de senectud temprana (Ayala- Castañareset al., 1970). Bajo esta condición es fácil pensar que se conduzcan cambios drásticos como los señalados por el citado autor; sin embargo, dada la someridad de este cuerpo lagunar y su dinámica, el medio para el desarrollo de organismos bentónicos no es tan desfavorable como para provocar mortandades.

En condiciones anaeróbicas la descomposición de los CHO (compuestos preferenciales por los microorganismos), conduce a la liberación de CO,con acumulación de ácidos orgánicos.

Swain (1970), estimó una concentración de CHO de 28 mg/g como azúcares hidrolizables en el sedimento en un sistema dulceacuícola; el valor máximo registrado en la Laguna de Huizache y Caimanero para carbohidratos solubles alcanza apenas 1.3 mg/g, con un valor promedio de 0.5 mg/g; cifras poco significativas, que pueden sugerir un aprovechamiento microbiano alto.

Las transformaciones de la MO en el sedimento pudieran ser analizadas desde el punto de vista de sus subproductos como lo son las CHON y los CHO, pero también en forma indirecta por los cambios que genera en los constituyentes de las arcillas (Fe, Mn, Ca, CO₃, entre otros). Por tal motivo se desarrolló un análisis de correlación múltiple para todos los parámetros aquí estudiadus (Tabla 5).

El análisis de correlación entre la MO, CHON y CHO fue empleado para conocer la proporcionalidad de la descomposición de los materiales orgánicos, lo cual permitió observar lo siguiente; la correlación global entre MO/CHO fue significativa (r=0.427α<0.05) con un aumento en sus coeficientes cuando fueron referidos por año, áreas (secciones) y niveles de profundidad, siendo éstos:

1975r=0.624α<0.05, Al r 0 0.670 α< 0.05; para 1977 r = 0.479 α< 0.05, A2 r = 0685 α < 0.05, A3r = 0.812 α 0.05.

La correlación global indica un comportamiento no muy definido de la MO cuando se degrada en sus componentes más sencillos; sin embargo, el análisis detallado por tiempo (años) y espacio (áreas), manifiesta una proporcionalidad en la descomposición de laMO, lo cual puede depender de la calidad del aporte y su magnitud, así como las características ambientales bióticas y abióticas, como lo señala Godshalk y Wetzel (1978) en la columna de agua.

TABLA 5 CORRELACIÓN MÚLTIPLE GLOBAL DE LOS PARÁMETROS ESTUDIADOS

La correlación global entre MO/CHON, mostró un coeficiente semejante al anterior (r = 0. 442α < 0.05). Los cálculos para cada año sólo presentaron un coeficiente significativo para 1977 y específicamente para el área A3 (r = 0.762α< 0. 05). Estas correlaciones comparadas con las de MO/CHO, definen que el proceso de transformación de la MO en referencia a sus CHON es poco predecible, ya sea por la diversidad en calidad de origen o selectividad en su consumo.

La correlación entre CHON/CHO presentó un coeficiente global significativo debido posiblemente al alto numero de muestras trabajadas (r = 0.550α< 0.05). A pesar de ésto, tal correlación pudo deberse a que como productos de la MO sean mas proporcionales desde el punto de vista químico, aún cuando no definan la calidad de la fuente de origen ni el proceso. Desglosada la correlación global entre años se encontró un aumento en los coeficientes como se muestra en la Tabla 6.

El coeficiente de el área Al en 1977 fue el de los más altos de los tres años, lo que da lugar a pensar en una degradación de material fresco. En el área A3 se alcanzó el valor más alto, lo cual puede significar un aporte regional diferencial de materiales orgánicos en los que la vegetación es la fuente principal, que de hecho es visiblemente heterogénea.

En lo que respecta a los parámetros inorgánicos analizados en este trabajo, se pudo observar que las concentraciones de Fe, K y Ca caen dentro de la roca sedimentaria (Mason, 1966). El Mg se encontró en muy bajas concentraciones, el Na y Co, corresponden a ambientes salobres.

TABLA 6 CORRELACIÓN ENTRE CHON/CHO POR AÑO, ÁREAS Y NIVELES

Fierro

El contenido de Fe en los 3 años en las localidades estudiadas, presentó una variación entre 20.7 a 65.0 mg/g ps. En 1975 el promedio fue de 41.3 ± 9.4 mg/g, con una oscilación entre 20.7 a 62.1 mg/g, con una tendencia gencralizada a la disminución con la profundidad, observándose en la mayoría de las estaciones un nivel intermedio de mayor concentración, semejante a lo sucedido con la MO; esto es justificable por las reacciones de óxido-reducción entre ambos. El contenido de Fe presentó una distribución en secciones, como las discutidas en el contenido de MO; la denominada área Al (estaciones 1 a 4), A2 (estaciones 6 y 7) y A3 (estaciones 8, 9 y 10). En la primera se calculó un promedio de 41.5 mg/g, la segunda 29.98 mg/g y la última 47.05 mg/g.

En las localidades muestreadas en 1976 se observaron valores entre 27.1 y 65.0 mg/g, con la presencia de un nivel de mayor concentración (Tabla 2).

En los muestreos efectuados en 1977, en aproximadamente las mismas localidades que en 1975, la variación en el contenido de Fe fue de 33.2 a 58.2 mg/g. Su concentración promedio fue de 46.27 + 7.4 mg/g; asimismo se pudo observar un nivel de mayor concentración. La distribución en áreas hechas en 1975 también fue registrable en este año, aún cuando no se presentaron los mismos valores. En Al se calculó un promedio de 47.82 mg/g; A2 de 44.67 mg/g y en A3 de 45.53 mg/g. En este caso los promedios no distan mucho entre sí; sin embargo, dicha división fue corroborada por análisis de varianza obteniéndose un grado de confianza del 99.99 %; este mismo análisis mostró una diferencia entre los niveles del 99.5 %, como se señala en la Tabla 4.

El empleo del análisis de interacciones entre años, áreas y niveles tiene por objeto en este trabajo el definir el comportamiento de los mismos sin manifestar cual o cuales procesos se llevan a cabo en el sedimento. Este análisis mostró que la conducta de las áreas y los niveles fue más o menos semejante aunque con un aporte anual diferencial, como se muestra en la Fig. 4 (a, b, e, d, e).

Fig. 4 Interacciones entre Áreas (A), Niveles (B) y, Años (C1 1975 y C2, 1977) para Fierro.

El comportamiento de las áreas según sus niveles fue muy similar aunque de magnitudes diferentes; sin embargo en 1977 se presentó una disminución en los niveles muy marcada sin definición de los mismos. Estos resultados hacen pensar que las condiciones diagenéticas se conducen diversamente en tiempo y espacio muy reducidos, aunadas a variaciones a mayor escala (anuales) y a condiciones sedimentarias bióticas y abióticas muy diversas, características de los ambientes de transición como las lagunas costeras.

Tomando en consideración la importancia que tiene el Fe sedimentario en los procesos diagenéticos, bajo la presencia de la MO, se efectuaron las correspondientes correlaciones, calculándose un coeficiente global entre MO/Fe bajo pero significativo (r = 0.472α<0.05). Solamente para 1976 el coeficiente fue significativaniente alto (r = 0.781 α<0.05), alcanzando en el primer nivel una cifra aun mayor (r = 0. 900α< 0. 05). Para 1977 la correlación fue aceptable en el nivel 2, de aproximadamente 6 cm, de la área A2; lo cual puede significar en parte, que las reacciones asociadas entre MO y Fe (redox) sean más predecibles a partir de estos niveles.

Dentro de la matriz de correlación, el Fe mostró específicamente coeficientes bajos negativos y en ciertos casos positivos con los C0₃, cuando fueron referidos a años, áreas y niveles. El coeficiente global para los tres años, no Presentó ningún significado (r = 0.178,α < 0. 10), pero considerando la posibilidad de existencia de siderita (FeCO₃, se desglosaron en el tiempo y el espacio. El coeficiente para 1975 fue de poco valor, pero las áreas Al y A2 mostraron cifras altamente significativas (r = -0. 748α < 0 - 05 y r = 0.979α<0.05 respectivamente). Es importante hacer notar que para 1976 la correlación fue poco significativa pero positiva (r = 0.458α <0.05), lo que puede señalar la distribución irregular de siderita. Para 1977 el coeficiente más alto correspondió a el área Al (r = -0. 678 α < 0. 05), que en el nivel n3 (9 cm de profundidad) fue mayor (r = -0. 943α < 0. 05).

De lo analizado hasta ahora, es notorio que el área Al es la que ha presentado mayor número de correlaciones, lo que posiblemente signifique mayor estabilidad del ambiente sedimentario; una de las características de esta área o sección es que se encuentra ubicada en la región lagunar que permanece humectada durante todo el año, y los efectos de desecación y resquebrejamiento no se presentan como un factor de transformaciones del sedimento (Arenas y De la Lanza, 1981)

Magnesio

Las concentraciones de Mg registradas en la Laguna de Huizache y Caimanero, no corresponden a los de origen arcilloso, el valor más alto obtenido de 4.79 mg/g, es aproximadamente la mitad de lo encontrado en material suspendido inorgánico en un río con 9.4 mg/g (Postma, 1980); la cuarta parte de las limolitas con 15 mg/g (Mason, 1966); o la sexta parte de material rocoso con 24.4 mg/g (Postma, 1980).

En los transectos estudiados en 1975 se obtuvieron valores que van de 0.46 a 4.79 mg/g ps con un promedio de 1.88 ± 0.88 mg/g; así mismo se presentó una tendencia a la disminución con la profundidad, y en ciertas estaciones un nivel intermedio de mayor concentración, que parece corresponder con los aumentos de MO y Fe. La diferenciación en secciones o áreas no fue clara y el análisis de varianza aportó apenas un 80% de confianza.

La región muestreada en 1976 presentó concentraciones entre 1.04 a 3.5 mg/g ps, con un promedio de 2.38 ± 0.70 mg/g. La tendencia a la disminución con la profundidad fue menos marcada, permaneciendo en ciertas estaciones un nivel intermedio de mayor concentración.

En 1977 el Mg varió entre 1.79 a 4.29 mg/g, con un promedio de 2.85 ± 0.54 mg/g, valor que comparado con los años anteriores, fue mayor y con menos variación. La disminución con la profundidad no fue tan evidente, más bien permaneció constante; esto puede significar mayor aporte, (cualquiera que fuese su origen), una posible difusión hacia otros niveles y/o una remoción mecánica por actividad biológica.

La división en áreas también fue pobremente diferenciable y el análisis de varianza ofreció sólo un 80 % de confianza, y esto fue debido a la baja variación de su contenido en el sedimento; asimismo no existió diferencia apreciable entre los niveles, pero el aporte anual fue bastante diferente con un 99.99 % de confianza, como puede verse en la Tabla 4 y en la figura 5 (a, b, e, d, e).

Fig. 5 Interacciones entre Áreas (A), Niveles (B) y, Años (C1 1975 y C2 1977) para Magnesio.

El Mg fue el que presentó mayor número de correlaciones con la MO, comparativamente con los parámetros antes descritos, mostrando un coeficiente global para los tres años bastante aceptable (r = 0. 632α < 0. 05) como se muestra en la figura 6. Como en los casos anteriores dicho coeficiente se vio aumentando cuando se calculó por años, áreas y niveles. El coeficiente de correlación obtenido para 1975 fue de r = 0.707α< 0.05, correspondiendo a las áreas Al, A2 y A3 los siguientes valores r= 0.917α<0.05, r= 0.911α<0.05 y r= 0.817α<0.05, respectivamente; tales correlaciones llevan a pensar en un origen dominante, pero posiblemente no arcilloso.

Fig. 6.Correlación entre Materia Orgánica y Magnesio.

Para 1976 se calculó un coeficiente de r 0. 894 α < 0. 05, y dado que se consideró una sola área, se procedió a desglosarlo por los tres niveles de muestreo; se obtuvieron los siguientes resultados: r = 0. 9 22 α < 0. 05, r = 0.877α < 0. 05 y r = 0.900 α<0.05 respectivamente (Tabla 7). El coeficiente obtenido para 1977 bajó notoriamente, aun cuando siguió siendo significativo (r = 0. 519α< 0. 05), correspondiendo a las áreas los coeficientes señalados en la Tabla 7.

TABLA 7 CORRELACIONES ENTRE MO/Mg POR AÑOS, AREAS Y NIVELES

Aún cuando las pendientes de estas fórmulas fueron bajas, su porciento de confianza calculado siempre excedió al 99%.

La correlación global entre el Mg/Fe presentó un coeficiente de r = 0. 5 10 111 α< 0. 05, que al ser calculado para 1975 sólo fue aceptable el correspondiente al área Al, r = 0. 742 α< 0. 05 y específicamente en el nivel n2 de todas las áreas, r = 0.911α<0.05. El hecho mas importante de la correlación Mg/Fe fue encontrado en 1976, donde se obtuvieron los coeficientes mas altos (Tabla 8) , concidiendo con los de MO/Fe de ese mismo año. En cuanto a 1977, se observaron coeficientes significativos, concidentes también con las correlaciones entre MO/Fe, como se muestra en la Tabla 8.

TABLA 8 CORRELACIÓN Mg/Fe POR AÑOS, AREAS Y NIVELES.

Es importante señalar que en los niveles inferiores (de escasa profundidad) se alcanzan los mayores coeficientes, manifestándose mayor estabilidad. La homogeneidad en los coeficientes de correlación para 1976, en comparación con los otros dos años, bien puede ser interpretada como condiciones diegenéticas distintas pero mas estables.

Tomando en consideración la posibilidad de la presencia de carbonatos de Mg y Ca, se efectuaron las correlaciones correspondientes, encontrándose escasa relación entre Mg/Ca y en todos los casos negativas. El coeficiente global para los tres años fue r = -0. 326 α<0.05, aparentemente significativo por el alto número de muestras; expresado para el año de 1975 sólo fue importante en el área Al, r = -0. 754 α < 0. 05; para 1976 en el nivel n2 con r = -0. 735 α <0.05, y para 1977 para el área A3 con r = -0.557α<0.05.

Nelson (1972), emplea la proporción Mg/Ca para señalar la influencia de ambientes dulces o salobres, estimado que los valores mas altos de esta relación se encuentran en las inmediaciones marinas. Dyrssen y Wedborg (1980), han calculado un promedio de dicha proporción (peso atómico) de 0.21 para agua de ríos. En esta contribución se encontró que para 1975 la relación Mg/Ca fue superior a 1.0 en la mayoría de las estaciones, a excepción de la número 6 con 0.93, localidad que se encuentra frente a la Barra (Tabla 1).

En 1976 los valores de esta proporción fueron mas regulares (2.0 - 2.69), a pesar de que dos localidades frente a Puente Quemado, mostraron las cifras mas bajas (0.68 - 0.96); tal situación puede deberse a la influencia de los escurrimientos, ya que estas estaciones se encuentran mas cerca del litoral lagunar y el resto se ubican en el centro de este cuerpo de agua.

En 1977 esta proporción bajó notoriamente (0. 19 - 1.88) y esto se debió a un aumento en el Ca, además de que coincidió con el final de la época de lluvias. Nelson (1972), califica como un medio ambiente marino a cifras cercanas a 3; las oscilaciones registradas en la Laguna de Huizache y Caimanero manifiestan un medio salobre altamente variable año con año, debido fundamentalmente a la magnitud del aporte fluvial y pluvial de la región (Tablas 1, 2 y 3).

En lo que respecta a los coeficientes de correlación entre Mg/CO3, de antemano se debe hacer notar que fueron de los mas bajos de los estudiados, sin embargo y como se mencionó anteriormente, se analizaron por años, áreas y niveles para tratar de saber el origen del Mg. En los tres años de muestreo se calculó un coeficiente poco significativo (r = -0.215 α r = 0.05). A semejanza de lo que se encontró en 1975 con Mg/Ca, solamente se obtuvo un valor significativo para el área Al (r = -0. 781 α< 0. 05); en cambio para 1976 el coeficiente global fue alto y positivo (r = 0.692α< 0.05). Para 1977 la correlación fue nuevamente negativa, significativa solo en el área Al (r = -0.509α<0.05). La posible existencia de MgCO3, se reduce a el área muestreada en 1976 y exclusivamente a nivel superficial

Calcio

El contenido de Ca durante los tres años de muestreo presentó una considerable variación, de 0.71 a 135.7 mg/g, con un promedio de 24.14 ± 33.89 mg/g. A pesar de que en la mayoría de las estaciones no se encontró un patrón de conducta definido en los niveles, es posible observar en la primeras 4 localidades un aumento, el resto fue muy irregular. De las estaciones 1 a 4 mostraron un promedio de 36.65 mg/g (área Al), la 6 y 7 con 4.8 mg/g (área A2) y de la 8 a la 10 con 16.49 mg/g (área A3) como se muestra en la Tabla 1.

Para 1976 los valores oscilaron entre 1.64 a 2.5 mg/g con un promedio de 2.07 + 0.26 mg/g, siendo mucho mas regulares que los anteriores, dando como resultado que se mantengan concentraciones mas o menos constantes en los niveles de muestreo (Tabla 2).

La concentración para 1977 se mantuvo entre 1.0 a 60 mg/g, con un promedio 11.10 + -13.83 mg/g, siendo este último valor la mitad de los encontrados en 1975 y con una oscilación menor de aproximadamente el 50 %. La distribución en las áreas ya señaladas mostraron las siguientes cifras: Al con 13.82 mg/g, área A2 con 11.78 mg/g y la área A3 con 9.19 mg/g. Como en los casos anteriores esta división fue comprobada con el análisis de varianza obteniendose un 95 % de confianza. La variación entre los aporte anuales fue apoyada en un 97.5 % de confiabilidad. Mediante el análisis de interacciones fue posible observar que el comportamiento de los niveles y por lo tanto de las áreas en los años 1975 y 1977, denotan procesos diferentes (Fig. 7 a,b,c,d,e). Lo anterior significa que los aportes de Ca al sedimento son variables anualmente, con procesos diagenéticos diferentes regionalmente.

En cuanto a la correlación entre MO/Ca no se calcularon coeficientes significativos; sin embargo, entre Ca/CHO (r = -0.227α < 0.05) al ser calculado para 1975 mostró un coeficiente de r = -0. 436 α< 0. 05, que para el area Al alcanzo una r = -0.640α< 0.05 y a los 9 cm (n3) de profundidad se obtuvo una linearidad muy aceptable, r = -0.984α < 0.05. Lo más importante de estos coeficientes es su relación inversa, difícilmente explicables desde los puntos de vista biológico, químico o sedimentológico, dada la profundidad estudiada; a pesar de esto hay que considerar que la descomposición de los materiales orgánicos, como carbohidratos, conducen a la formación de ácidos o liberación de CO₂ y por lo tanto al cambio de pH que puede disolver o precipitar sales del CaCO₃, Una de las correlaciones esperables altamente significativas fue entre Ca/CO₃ con un coeficiente global de r = 0. 730 α < 0. 05. Para 1975 se registró una disminución, r = 0.600 α < 0.05, pero que al ser referidos por áreas aumentó notoriamente, como se muestra en la Tabla 9; por lo tanto fue evidente la presencia de CaCO₃ ya sea en forma de calcita o aragonita.

Fig. 7 Interacciones entre Áreas (A), Niveles (B) y, Años (C1 1975 y C2 1977) para Calcio.

Para 1976 no se calcularon correlaciones significativas entre Ca/CO₃, cabe recordar que el coeficiente entre Mg/CO₃ para este año fue positivo, lo cual permitió confirmar la presencia de este último y la ausencia del primero; esta situación asegura la heterogeneidad geoquímica de la laguna en estudio.

El coeficiente de correlación calculado para 1977 fue el mayor de los tres años (r = 0.959 α < 0.05), aún hasta para las áreas, como se muestran en la Tabla 9.

TABLA 9 CIORRELACIÓN ENTRE Ca/CO3 POR AÑOS Y AREAS.

La correlación entre el Ca con el Fe mostró un coeficiente global negativo de muy poco significado (r =0. 269α < 0. 05). A pesar de ésto el coeficiente calculado para el área Al de 1975 presentó un aumento considerable (r = -0.800 α < 0.05). regostrandose también para 1977 en la misma Al (r = -0.678 α < 0.05), con un aumento entre los 6 y 9 cm de profundidad (Aln2 r = -0.964 y Aln3 r = -0.974). Lo importante de estas correlaciones es que son negativas y permiten descartar indirectamente la presencia de compuestos como el FeCO₃, Vale la pena insistir que las correlaciones entre Fe/C0₃ fueron negativas a excepción de las calculadas para 1976, que fueron positivas a semejanza de Fe/Ca.

Otra de las correlaciones que ofrecieron coeficientes negativos fueron Ca/K, cuyo coeficiente global para los tres años fue r= -0.410 α< 0.05. Cabe mencionar que estos dos elementos fueron los que presentaron el mayor número de correlaciones, a excepción de MO/Mg. En la Tabla 10 se muestran los coeficientes por año (1975 y 1977), áreas (A) y niveles (n).

Ya que la máxima profundidad de muestreo fue de 15 cm, aproximadamente, era de esperar poca estabilidad química, ya que los cambios mas dinámicos se llevan al cabo en la capa superficial del sedimento; sin embargo en los niveles inferiores de estos muestreos, los coeficientes de Ca/K alcanzaron sus valores mas altos.

TABLA 10 CORRELACIÓN ENTRE Ca/k POR AÑOS, AREAS Y NIVELES

Carbonatos

Las concentraciones de CO₃ presentaron las variaciones mas amplias de todos lo parámetros que se analizan en este trabajo; en 1975 oscilaron entre 7.5 y 298.5 mg/g, y esto puede ser debido tanto a la heterogeneidad del ambiente lagunar, como ya se ha visto, como a la distribución de organismos calcáreos que es también muy irregular. El promedio para este año fue de 91.06 ± 82.43 mg/g; su patrón de comportamiento respecto a la profundidad mostró un aumento. Su distribución horizontal no delimitó las denominadas áreas y es este sentido el análisis de varíanza aportó solo un 80 % de confiabilidad.

Para el año de 1976, se observó un disminución en la concentración con mayor regularidad de las mismas, variando estas entre 12.5 a 43.5 mg/g, con un promedio de 25.91 ± 7.67 mg/g. En este año predominó una regularidad con respecto a la profundidad; este hecho puede deberse a las condiciones sedimento lógicas y de humectación prevalecientes en la periferia de la laguna, donde se ubicaron las estaciones (Tabla 2).

Las concentraciones registradas en 1977 fueron entre 23.0 y 192.0 mg/g, con un promedio de 55.29 + 35.20 mg/g; respecto a la profundidad, los valores fueron mas o menos semejantes, a excepción de unas cuantas localidades donde se presentó un aumento en los niveles inferiores.

En este año en especial, las estaciones 1 a 5 mostraron un promedio de 67.71 mg/g, la 6 y 7 de 41.78 mg/g, y de la 8 a la 11 de 49.66 mg/g. La diferencia entre los años 1975 y 1977 fue marcada, el análisis de varianza aportó un 97.5 % de confianza. Obviamente el análisis de interacciones mostró diferencia entre los aportes anuales, que son los que determinan en gran medida las diferencias entre las áreas y por supuesto entre los niveles; en la figura 8 (a,b,c,d,e) se presenta la heterogeneidad de comportamientos, lo cual puede ser debido a condiciones climáticas anuales, tasas de producción biológica, condiciones geológicas, entre otros.

Es importante resaltar nuevamente que las correlaciones más significativas de los CO₃, fueron con el Ca, aun cuando en 1976 no se encontraron coeficientes aceptables, lo cual señala que el CaCO₃ no fue el principal componente de esas localidades, y sí la posible presencia de otros carbonatos como en de Mg, K e inclusive Fe, ya que sus correlaciones fueron positivas exclusivamente para este año, en comparación con 1975 y 1977.

La correlación entre MO/CO₃ a nivel global no tuvo significado y solo en 1975 alcanzó un valor adecuado en el nivel n1 del área Al (r = -0. 995 α < 0. 05). La justificación de esta relación es que bajo la presencia de la MO se conducen cambios en el pH, que llegan a disolver carbonatos, los cuales se pueden perder por difusión o incorporarse nuevamente en el proceso de cementación. En 1976 el coeficiente fue r = 0. 794 α < 0. 05, con variaciones poco apreciables en sus dos primeros niveles, n1 r= 0.721 α< 0.05 y n2 r= 0.889 α < 0.05. El cambio de signo de esta correlación, en comparación con los otros dos años, puede estar relacionado con las características ambientales (desecación y humectación alternas) de las localidades periféricas. La correlación en 1977 sólo fue significativa nuevamente para el área Al (r = -0.616α< 0.05), con aproximadamente el mismo coeficiente de 1975.

Potasio

El contenido promedio de potasio, se asemeja a la concentración de roca sedimentaria como las lutitas (26.6 m g/g) y a la roca ignea (25.5 Mg/g), según informe de Mason (1966). Los valores obtenidos en 1975 oscilaron entre 15.4 a 34.2 mg/g, con un promedio de 24.37 ± 5.56 mg/g. La mayoría de las localidades mostraron una tendencia a la disminución con la profundidad, aún cuando ciertas estaciones presentaron un aumento en aproximadamente en los mismo niveles que la MO y Fe. Las concentraciones de K para este año delimitan las tres secciones denominadas áreas; Al con un promedio de 21.41 mg/g, A2 con 26.03 mg/g, y A3 con 27.78 mg/g. Las localidades muestreadas en 1976 señalaron los valores mas altos, variando estos entre 26.5 a 78.9 mg/g con un promedio de 40.2 + 13.53 mg/g. La disminución con la profundidad también fue registrada, con un nivel de mayor concentración, aparentemente en correspondencia con los aumentos de MO y Fe, y en ciertos casos con el Mg (Tabla 2).

Fig. 8 Interacciones entre Areas (A), Niveles (B) y, Años (C1 1975 y C2 1977) para Carbonatos.

TABLA 11 CORRELACIÓN ENTRE MO/CO3 POR AÑOS, ÁREAS Y NIVELES

En 1977 las concentraciones fueron mas regulares, de 19.5 a 55.2 mg/g y un promedio de 27.32 ± 4.94 mg/g; las diferencias entre los niveles no fueron tan marcadas, a pesar de esto se pudo observar el nivel intermedio de mayor concentración. Para este año la división en áreas no se encontró bien definida, situación semejante a lo observado en Mg y Fe; sin embargo en análisis de varianza aporto un 97.5 % de confiabilidad en dicha división. La diferenciación entre los niveles fue escasa, las variaciones anuales fueron comprobadas con un 99.99 % de confiabilidad (Tabla 4). En apoyo a lo anterior el análisis de interacciones mostró una marcada diferencia entre los años 1975 y 1977, en donde la heterogeneídad de los niveles hace diferenciar marcadamente las áreas (Fig 9 a, b 9 e 9 d, e,), lo cual puede manifestar procesos diageneticos diferentes en el tiempo y en el espacio.

Fig. 9 Interacciones entre Áreas (A), Niveles (B) y, Años (C1, 1975 y C2., 1977) para Potasio

La correlación entre el K y la MO presentó un coeficiente global de poco significado para los tres años de estudio (r = 0. 2 77α< 0. 05); no obstante, el análisis detallado para cada año, mostráron aumentos considerables. En 1975 el área A1 tuvo una correlación de r = 0.728α< 0.05. En 1976 se obtuvo un valor de r = -0.479α< 0.05, que en el nivel n2 aumento notoriamente a r = -0.806α< 0.05. Para 1977 se calculó solamente un coeficiente aceptable para el área A2 con r = -0. 663α< 0. 05. La presencia de la MO aparentemente no tiene relación con el contenido de K; sin embargo en párrafos posteriores se verá la influencia decisiva de este elemento en la fórmula o modelo predictivo de la MO. Se ha visto que las estructuras geométricas de las arcillas, en las cuales se encuentra K interlaminar, pueden intercambiarlo por cationes orgánicos; la moscovita forma parte de este grupo de arcillas, y se encuentra en el sistema lagunar en estudio con mas o menos regularidad.

Sodio

En 1975 el valor mas bajo registrado fue de 32.9 mg/g y el mas alto de 106.8 mg/g con un promedio de 82.25 ± 21.44 mg/g. Las cuatro primeras estaciones mostraron una disminución con la profundidad (correspondientes a la denominada área Al), el resto no señaló patrón definido (Tabla 1).

En 1976 la concentración osciló de 53.4 a 131.4 mg/g con un promedio de 86.80 ± 21.71 mg/g; en la mayoría de estas localidades mostraron una tendencia a disminuir con la profundidad, registrándose los valores mas altos frente a Puente Quemado, estaciones periféricas sometidas a desequedad.

En 1977 la variación fue entre 49.3 y 106.8 mg/g con un promedio de 76.77 + 17.89 mg/g, concentraciones semejantes a las encontradas en 1975; así mismo las cuatro primeras estaciones disminuyeron con la profundidad, el resto permaneció constante o en ciertas localidades aumentó ligeram ente. El análisis de varianza mostró un 90 % de confiabilidad respecto a la división en áreas como se muestra en la Tabla 4, además se observó que no hubo diferencia alguna entre los niveles y en cuanto al aporte anual se encontró un escaso 80 % ; no obstante, según este análisis, la relación entre áreas y años fue alta (97.5 % ), lo cual quiere decir que aún cuando bajas, las diferencias anuales, puede ser posible delimitar áreas. El análisis de interacciones muestra, en comparación con los parámetros anteriores, que en los años 1975 y 1977, la diferencia de concentración de Na en los niveles no fue tan notoria, además de que se asemejan en su comportamiento, aún cuando es posible distinguir áreas en esos dos años (Fig. 10 a,b,c,d,e), situación factible dadas las influencias marinas y pluviar-fluviales.

Fig. 10 Interacciones entre Áreas (A), Niveles (B) y, Años (Cl 1975 y C2 1977) para Sodio.

En los párrafos anteriores se analizó la variación espacio-tiempo de los parámetros aquí estudiados con el apoyo de correlaciones estadísticas y análisis de varianza, habiéndose observado una distribución definida de los mismos en la fase sedimentaria de la región muestreada, así como también la variación especifica de los niveles y el comportamiento anual. En este capítulo se procede a calcular la forma predictiva para la MO en base a dichos parámetros. Para tal efecto se programó una correlación múltiple en un programa de regresión SPSS, contenido en la computadora B7800, con la información disponible en orden de importancia química, según el criterio del autor, obteniendose las pendientes así como los porcientos de variación en la MO explicado por cada variable.

TABLA 12

El coeficiente de correlación múltiple obtenido permite considerar un grado de significancia aceptable (r = 0.815). En los porcientos de participación de cada variable para explicar la MO, el Mg presentó el mas alto (25.5 %). Con la misma información se programó a la computadora para que realizara una fórmula según los mejores coeficientes de correlación, encontrándose lo siguiente:

TABLA 13

Como se puede ver las cifras de la pendiente e intercepto son las mismas que la fórmula anterior, la variación, bastante notoria, fue en el porciento alcanzado por cada variable, entre las que se encuentra el Mg (39.9 %) y el K (10. 1 %) como las más importantes. El otro hecho más sobresaliente es que los CHO pasaron a ser insignificantes (0. 18 %) en la definición de la MO, por lo cual pudieran ser eliminados. La modificación de cada porcentaje obedeció al número, magnitud e importancia de las correlaciones individuales, conservando el porciento global o acumulativo de 66.5 %, que explica dicho modelo en base a los parametros aquí analizados, que para la heterogeneidad de éstos y sus variaciones particulares bajo condiciones diversas de procesos físicos, químicos, biológicos, geológicos y sus interacciones en este ambiente lagunar, es altamente significativo.

La distribución de los valores residuales estandarizados (expresados en desviaciones estandar),mostró que solamente 6 de los 103 excedieron de los límites de confianza, situación realmente favorable ya que indica que el modelo funciona correctamente (Fig. 11). Otra forma de mostrar los residuales estandarizados se presenta en la figura 12.

De acuerdo con el análisis realizado por años, se determinaron las fórmulas correspondientes en las que los coeficientes de correlación variaron grandemente, así como el orden de importancia de los parámetros en juego. En 1975 el modelo predictivo señaló las siguientes características:

Fig. 11 Residuales estandarizados de la correlación múltiple global entre materia orgánica y todos los parámetros analizados.

TABLA 14

Fig. 12. Residuales estandarizados para 1975, 1976 y 1977.

Para este año fue posible explicar un 82.65 % de la variación de la MO, correspondiéndole el mayor porcentaje al Mg (49.2 %), a las CHON (9.87%) y al K (7.13%) y el de menor importancia al Fe (0.01 %); esto no quiere decir el Fe no haya sido un elemento importante en los procesos diagenéticos, sino que su participación en el modelo de definición de la MO para este año fue insignificante. La distribución de residuales estandarizados (Figs. 13 y 14) muestra que el modelo para este año se comportó linealmente (r = 0. 909).

En 1976 la distribución de los parámetros en orden de importancia de las correlaciones y el modelo fueron los siguientes:

TABLA 15

El elemento más importante en la predicción de la MO en este año fue nuevamente el Mg (76.68 %) y las CHON (8.57 %). El cambio de prioridad de los parámetros puede ser interpretado como condiciones sedimentarias regionales y su diagénesis se conduzca específicamente para ese ambiente en particular. Para este año, las estaciones se ubicaron en la periferia de la laguna, donde las variaciones climáticas las somete a cambios alternos de humectación y desequedad. La correlación calculada presentó el coeficiente más alto de los tres años referidos (r = 0.957), dada fundamentalmente por los tres primeros parámetros (Mg, CHON y Ca), ya que los siguientes no representan un porciento significativo. En la figura 15, se muestra la disposición de los residuales estandarizados y en la figura 16 se puede observar la linearidad del modelo, también en base a éstos.

En el modelo predictivo calculado para 1977, nuevamente se marca como el hecho más sobresaliente la importancia del Mg, como a continuación se observa:

Fig. 13 Residuales estandarizados de la correlación entre materia orgánica y todos los parámetros analizados para 1975.

TABLA 16

Fig. 14.Residuales estandarizados para 1975.

Fig. 15. Residuales estandarizados de la correlación entre materia orgánica y todos los parámetros analizados para 1976.

Fig. 17. Residuales estandarizados de la correlación entre materia orgánica y todos los parámetros analizados para 1977.

Fig. 16. Residuales estandarizados para 1976.

Fig. 18. Residuales estandarizados para 1977.

El coeficiente de correlación es ligeramente mayor que el calculado para 1975, siendo ambos adecuados y significativos, dado que corresponden a las mismas localidades de estudio. El porciento de variación de la MO explicado por todas las variables fue ligeramente menor (78.61 %) que el encontrado en 1975 (82.65 %), así como también el valor porcentual del Mg (de 49.20 % a 28.27 %); otra situación diferencial entre los dos años, fue que no presentaron la misma prioridad de los parámetros. El modelo predictivo de 1977 puede ser considerado como casi lineal (r = 0.886) y sus residuales estandarizados no sobrepasan a los límites de la confiabilidad (Figs. 17 y 18). El cambio de orden de importancia de los parámetros en los años 1975 y 1977, puede manifestar la diversidad diagenetica del ambiente Lagunar Huizache y Caimanero, no sólo en el espacio sino también en el tiempo.

1. La distribución de la materia orgánica (MO), proteínas (CHON) y carbohidratos (CHO) en el sedimento del sistema Lagunar Huizache y Caimanero presentaron una variación espacial condicionada por los aportes anuales, posiblemente debido a la vegetación halófita constitutiva de ese cuerpo acuático. Así mismo se registraron variaciones en el contenido de CO3, Ca, Fe, Mg, K y Na de la fase sedimentaria tanto vertical como horizontal coincidentes con la MO, en ciertos casos.

2. La distribución espacial estuvo dada en mayor grado por la MO, Fe, K y Ca, delimitando secciones (denominadas áreas) bien definidas corroboradas por el análisis de varianza (99.9 %, 99.9 %, 97.5 -i~ y 95 %, respectivamente). La variación respecto a los diferentes niveles de muestreo fue más determinante para la MO y Ca (99.9 % y 95 %). Las diferencias anuales fueron observadas para todos los parámetros a excepción del contenido de Na.

3. Dentro de la correlación múltiple global, los coeficientes más significativos fueron entre Ca/CO3, (r = 0.730), MO/Mg (r = 0.631), CHON/CHO (r = 0.550), Mg/Fe (r = 0.510) y Mg/CHO (r = 0.507). Referidos a nivel de años, áreas y niveles, dichos coeficientes fueron aún mayores. El resto de las otras correlaciones fueron bajas; sin embargo al ser calculadas específicamente por años, áreas y niveles presentaron mayor significancia. Esta situación puso de manifiesto la heterogeneidad del ambiente sedimentario e indirectamente la condición diagenética.

4. El nivel de correlación entre dos parámetros no siempre fue igual o perecido en los años 1975 y 1977 en las mismas áreas. El coeficiente de correlación entre MO/Mg en el primer año fue de r = 0. 707, correspondiendo a sus áreas Al r= 0.917, A2 r= 0.911 y A3 r = 0.817; para el segundo año fue r= 0.517 y para las áreas Al r = 0.316, A2 r 0.883 y A3 r = 0. 583. Se estima que esto puede deberse a los aportes diferenciales de cada uno, y por lo tanto con procesos y velocidades día genéticas distintas condicionadas a su vez por características ambientales de estos medios de transición costeros. Así mismo el nivel de profundidad estudiado es altamente dinámico y no se haya alcanzado el nivel de estabilidad.

5. En el modelo predictivo global se justificó un 66.5 % de la MO, porcentaje estimado como significativo desde el punto de vista de los procesos químicos realizados en el sedimento (r = 0. 815), correspondiendo el 33.5 % restante a otros procesos (geológicos, biológicos, físicos u otros).

6. El elemento determinante en la predicción del modelo general de la MO fue el Mg (39.9 %), así como también en los desglosados por años (49.2 % para 1975, 76.68 % para 1976 y 28.27% para 1977). El análisis mineralógico, mostró al Mg como un componente de atapulgita modificada. El segundo elemento en importancia fue el K con un 10. 1 % en la definición del modelo global. El análisis mineralógico, señaló para la mayoría de las localidades, la presencia de feldespatos (ortoclasa) en un 40 % y moscovita modificada en 1 a 6 %. En cuanto al contenido de Fe, su concentración total se condujo en forma muy semejante a la MO, tanto desde el punto de vista de las variaciones anuales, regionales como de nivel. El porciento que justifica este elemento en el modelo de la MO a nivel global no fue mas allá del 6.5 %; esta situación pudo deberse a que no se consideraron los dos estados de oxidación de Fe, donde posiblemente la correlación podría haber sido mas alta; sin embargo en orden de prioridad fue el tercero en la definición del modelo de la MO.

7. El contenido de CHON, a pesar de que sus concentraciones fueron bajas, explicó un 4.5 % en la definición del modelo de la MO, bastante aceptable tomando en consideración las transformaciones poco específicas y la variedad en la remineiralización de la MO.

8. En base a la aceptabilidad de este modelo, puede ser considerado como punto de referencia y comparación para evaluar aproximadamente el contenido de MO (importante en los procesos de mineralizacion, reserva de energía en el sedimento y elemento primordial de los procesos diagenéticos en cualquier ambiente terrestre o marino). Además de caracterizar en orden prioritario la influencia de los componentes de las arcillas y la discriminación de minerales en el sedimento. Así mismo como punto de referencia y caracterización del medio en el espacio y tiempo reducidos y para aspectos conductuales químicos de la fase sedimentaria en ambientes de transición, como las lagunas costeras, en donde juega un papel importante no solo en la geología sino en la producción biológica.

El autor desea manifestar su agradecimiento a Irma Aguilera O. del Instituto de Geología y a Pablo Arenas Fuentes por su valiosa ayuda en la programación y estadística.

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