Multi‐millennial scale climate variability during MIS 3 and MIS 2 inferred from luminescence dating of coastal sand dunes and buried paleosol sequences in central Chile, 32°S

Abstract

The eolian morphostratigraphic archive along the coast of central Chile (∼37–30°S) includes sand dune and buried paleosol sequences that despite their potential as a proxy for past environmental change, remain mostly unstudied north of Patagonia and south of the Atacama Desert core. Here, we present results of a stratigraphic and geochronologic study using the post‐infrared infrared stimulated luminescence signal stimulated at 225 °C (pIRIR225) of potassium‐rich feldspar that show the timing of past climate variability as evidenced from sand dune/buried paleosol couplets at 32°S. Our record shows that periods of sand dune accumulation during Marine Isotope Stages MIS 6, 4, 3 and 2 occurred within ice ages and associated low sea‐level stands, probably affected by similar to, or drier than, present conditions. Intercalated wetter periods inferred from pedogenesis occurred between 53 ± 4 and 52 ± 3 ka, at some time between 52 ± 3 and 36 ± 2 ka, and at some time between 31 ± 2 and 22 ± 2 ka, and reflect times when the southern westerlies rain belt shifted north. Our data reveal that central Chile experienced multi‐millennial periodicity of westerly precipitation throughout the last glacial period. We provide evidence for a humid local Last Glacial Maximum.

Secuencia estratigráfica de las paleodunas y paleosuelos de Ventanas II en la costa de Chile Central (32º) y su implicancia paleoclimática

“…La depositación y acumulación de los actuales campos dunares en la costa de Chile central (31-35ºS) es recurrente al norte de las desembocaduras de ríos y al interior de bahías lobuladas (Fuenzalida, 1956, Paskoff, 1970, Araya-Vergara, 1976, Paskoff y Manríquez, 2004. Las paleodunas descritas para estas áreas tienen una mayor extensión que las dunas actuales, lo que testimonia condiciones morfogenéticas eólicas más favorables durante el Pleistoceno (Araya-Vergara, 2001, Chase y Thomas, 2007, Castro, 2015, Veit et al, 2015, García et al, 2019y Ellerton et al, 2020.…”

“…La presencia de paleosuleos intercalados entre las paleodunas demuestra cambios ambientales significativos en la costa de Chile Central (Fuenzalida, 1956, Veit et al, 2015y García et al, 2019.…”

“…Para la costa de Chile central, Veit et al, (2015) y luego García et al (2019) establecieron que entre los Estadios Isotópicos Marinos (MIS por sus siglas en inglés) 6 y 2 (180ka y 22ka), la depositación y acumulación eólica estuvo favorecida por el desplazamiento hacia el sur del Anticiclón del Pacífico Sur y del cinturón de vientos del oeste (SWW). Al contrario, el desplazamiento hacia el norte de los SWW favoreció la pedogénesis de las arenas y la consiguiente formación de suelos.…”

“…Al contrario, el desplazamiento hacia el norte de los SWW favoreció la pedogénesis de las arenas y la consiguiente formación de suelos. Las secuencias de suelos y dunas enterradas demostrarían entonces los cambios ambientales en frecuencias temporales a escala orbital (decenas de miles de años) y sub-orbital (miles de años) (Veit et al, 2015;García et al, 2019). No obstante, aún se desconocen detalles de la morfogénesis y pedogénesis de estos registros eólicos que permitan mayor precisión en su interpretación ambiental y paleoclimática, siendo esto una tarea pendiente.…”

“…La disponibilidad de sedimentos puede determinar la acumulación de arenas y la construcción de dunas (Londoño et al, 2012). El clima juega un rol importante al establecer las condiciones climáticas que determinan la efectividad de deflación (García et al, 2019). La presencia de mayor humedad a lo largo de la costa de Chile central durante periodos discretos de los últimos 150 ka se debe, como señalan Pfeiffer et al, (2011), Veit et al (2015) y García et al (2019) a la influencia de los vientos SWW.…”