Bulk and compound-specific δ13C and n-alkane indices in a palustrine intermontane record for assessing environmental changes over the past 320 ka: the Padul Basin, Southwestern Mediterranean realm

• José E. Ortiz ^[1] ; Trinidad Torres ^[1] ; Antonio Delgado ; Maruja Valle ^[2] ; Vicente Soler ; Rafael Araujo ; María R. Rivas ^[2] ; Ramón Julià ; Yolanda Sánchez Palencia ^[1] ; Rogelio Vega Panizo ^[1]
  1. [1] Universidad Politécnica de Madrid

     Universidad Politécnica de Madrid

     Madrid, España

     
  2. [2] Universidad de Salamanca

     Universidad de Salamanca

     Salamanca, España

     
• Localización: Journal of iberian geology: an international publication of earth sciences, ISSN-e 1886-7995, ISSN 1698-6180, Vol. 47, Nº. 4, 2021, págs. 625-639
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Proporcionamos información valiosa sobre la evolución paleoambiental de la región Mediterráneo suroccidental durante los últimos ca. 320 ka a través del estudio de biomarcadores del registro continental continuo Cuaternario más largo de la Península Ibérica. El contenido de n-alcanos y los valores de δ13C de estos lípidos se midieron en 300 muestras tomadas de los 55 m superiores del registro de la cuenca de Padul. La señal δ13C de los n-alcanos de cadena larga proporcionó información sobre la vegetación terrestre C4/C3 en la cuenca, ya que las macroftas emergentes contribuyen en menor grado a la señal de estos compuestos de mayor peso molecular. Por el contrario, los valores de δ13C de los alcanos C23 y C25 refejaron, principalmente, fases de aumento del nivel de agua, ya que las macroftas acuáticas contienen una gran proporción de estos compuestos. Los valores bajos de δ13C se atribuyeron a una marcada contribución de las plantas que utilizan la vía fotosintética C3. Los intervalos con los valores más bajos de δ13C se atribuyeron a un aporte importante de angiospermas, aunque también podrían explicarse por condiciones ambientales cambiantes o estrés ambiental, ya que se produjeron grandes cambios en δ13C en alcanos de cadena larga típicamente abundantes en plantas terrestres. Los cambios en δ13C de los alcanos de cadena media refejaron la disponibilidad limitada de CO2 inducida por la temperatura del agua, la salinidad, el pH, la productividad mejorada, la pCO2 atmosférica baja o las barreras estancadas, en lugar de la abundancia de macroftas acuáticas. Los resultados también sugieren un mayor fraccionamiento isotópico durante la síntesis de lípidos por parte de macroftas acuáticas en el MIS 7 y Holoceno, lo que produjo un aumento de los valores de δ13C en la materia orgánica y en los n-alcanos de cadena larga. Por lo tanto, el registro de δ13C resultó fundamental para determinar la contribución de las macroftas acuáticas a la composición lipídica e isotópica de la materia orgánica de los sedimentos y la reconstrucción paleoambiental. Estos resultados confrmaron que las plantas C4 contribuyeron de manera muy limitada al registro de la Cuenca del Padul. La comparación de estos resultados con el análisis de biomarcadores y polínico de la cuenca de Padul, así como con otros registros del suroeste del Mediterráneo reveló que δ13C de la materia orgánica y de los alcanos de cadena larga refejaron las oscilaciones climáticas globales del MIS 7, los Eventos Heinrich 3, 2, 1 y Younger Dryas.

  • English

    Here we provide valuable information about the palaeoenvironmental evolution of Southwestern Mediterranean region during the last ca. 320 ka through a biomarker-based study of the longest continuous continental Quaternary record in the Iberian Peninsula. The n-alkane content and δ13C values of these lipids were measured in 300 samples taken from the uppermost 55 m of the Padul Basin (PB) record. The δ13C signal of long-chain n-alkanes was a reliable proxy for C4/C3 terrestrial vegetation composition in the basin, as emergent macrophytes made a minor contribution to these homologues. In contrast, the δ13C values of C23 and C25 alkanes refected mainly phases of increasing water level of the lacustrine/palustrine water body since aquatic macrophytes contain a large proportion of these compounds. Low δ13C values were attributed to a marked contribution of plants using the C3 photosynthetic pathway. Intervals with the lowest δ13C values were attributed to an important input of angiosperms, although they could also be explained by changing environmental conditions or environmental stress, as large shifts in δ13C occurred in long-chain homologues typically abundant in terrestrial plants. Shifts in δ13C of mediumchain homologues refected limited CO2 availability induced by water temperature, salinity, pH, enhanced productivity, low atmospheric pCO2, or stagnant barriers, rather than the abundance of aquatic macrophytes. Our results also suggest enhanced isotopic fractionation during lipid synthesis by aquatic macrophytes within MIS 7 and the Holocene, leading to increased δ13C values of bulk OM and of long-chain n-alkanes. Hence, the δ13C logs were ideal for studying the contribution of aquatic macrophytes to the lipid and isotopic composition of sediments and for the reconstruction of palaeoenvironmental conditions. These results confrmed that C4 plants had a low presence in the PB. Comparison with biomarker analysis and pollen data of the PB and other records of the Southwestern Mediterranean revealed that δ13C values of bulk OM and of long-chain n-alkanes refected global climatic oscillations during MIS 7 and the episodes Heinrich Events 3, 2, 1 and Younger Dryas.