CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO

2.1.Geodiversidad

El estudio de la conservación del medio ambiente se remonta hace aproximadamente 100 años, la protección de los ecosistemas y biodiversidad han sido tópicos relevantes de análisis en congresos internacionales, siendo evidente, de cierta forma,que lacomunidad científicaconcentre suatención solamente en el medio biótico y omitiera a todos aquellos elementos del medio ambiente que no poseen vida (Gray, M. 2004).

Recién en la década de los 1990’s, varios autores como Sharples, C. (1995), Eberhard, R. (1997), Arribas, A. y Durán, J. (1998), Erikstad, L. (1999), Alexandrowicz, Z. y Kozlowski, S. (1999), Johansson et al. (1999), entre otros, se propusieron definir el término geodiversidad, enmarcándola como un factor relevante en el desarrollo de los ecosistemas (Nieto, L. 2001).

Sin embargo, al hacer una retrospectiva, en los años 1980’s, ya se planteaba la importancia del reconocimiento de elementos físicos (paisajes y geoformas) como parte de la naturaleza, con un enfoque de protección y conservación; y de forma implícita, ya se introducía el concepto de geodiversidad. Es así, que Anze, Ch. y Weixing, L. (1985), cuando plantean el concepto de geoturismo, explican que se trata de una disciplina que pretende identificar, evaluar, planificar y proteger los rasgos naturales del paisaje y explicar las causas de su formación con un enfoque turístico (citado en Anze et al., 2015). De tal forma que, estos autores reconocían que la geología y la geomorfología de un sitio, son características que determinan la diversidad de su paisaje, representando un antecedente para las posteriores investigaciones de geodiversidad.

Entre las definiciones más trascendentales de la década de los 1990’s, está la de Alexandrowicz, Z. y Kozlowski, S. (1999) y Johansson et al. (1999); los primeros, alegan que “la geodiversidad se ocupa de la zona externa de la Tierra, la litosfera, y se centra en la necesidad de su preservación. La preservación consiste en contrarrestar, prevenir y eliminar las causas del deterioro de la geodiversidad provocado por la actividad humana” (p. 41). Mientras que, los segundos autores definen a la geodiversidad como “la variaciónde las rocas,depósitos superficiales, formasdelterrenoyprocesosgeológicosqueformanlospaisajes”(citadoenNieto, L. 2001, p.6). Ambas definiciones representan un enfoque de geodiversidad muy parecidoensusbases,peroalmismotiempomuydistantes,yaqueAlexandrowicz, Z. y Kozlowski, S. (1999) prefieren dejar a un lado todos los procesos que influyan directa o indirectamente en la geodiversidad de una zona, que, de cierta forma, es lomásaceptableconsiderandoquelosprocesos,yaseanaturalesoantrópicos,no pueden ser cuantificables.

Posteriormente,Nieto,L.(2001),luegodeanalizaratodoslosautoresprecedentes de los años 90, propone una definición de geodiversidad más detallada, ya que la considera como “el número y variedad de estructuras sedimentarias, tectónicas, geomorfológicas, hidrogeológicas, petrológicas, y de materiales geológicos (minerales, rocas y suelos), que constituyen el sustrato físico de una región, sobre las que se asienta la actividad orgánica, incluyendo la antrópica” (p. 7).

Con el mismo propósito de definir eltérmino geodiversidad, Carcavilla et al. (2008) realizaron un análisis comparativo de varias definiciones propuestas en la primera décadadelosaños2000.Surgieronlasmismasinconformidadesdeañospasados; puesvariosautorescomoGray,M.(2004)ySerrano,E.y.Ruìz,P.(2007),prefieren incluirensusdefinicionesalosprocesoscausantesdelageomorfologíaygeología de una zona, mientras que autores como la International Association of Geomorphologist (2003), prefieren una definición más sencilla que considera a la geodiversidad como “la variedad de ambientes geológicos y geomorfológicos considerados como la base de la diversidad biológica en la Tierra” (citado en Carcavilla et al., 2008, p. 1300).

Tras el análisis de las nuevas definiciones planteadas, Carcavilla et al. (2008), definieron a la geodiversidad como “una propiedad intrínseca del territorio y un atributo propio del mismo, y que guarda relación con la geografía, paisajes, clima, aspectos culturales y económicos, pero se limita estrictamente a los aspectos de carácter geológico y geomorfológico” (p. 1301).

Gray, M. (2019), en su intento por demostrar la importancia de la geodiversidad y su rol en el medio ambiente, introduce los conceptos de capital natural y servicios de ecosistema. En su investigación, logra plasmar el enfoque del World Forum on Natural Capital y el Natural Capital Coalition, que concuerdan al considerar a los suelos, minerales y geología como capitales o bienes naturales. Sin embargo, al momentodehablardeserviciosdelecosistema,excluyenaloselementosabióticos dentro su clasificación, causando una incongruencia y demostrando una vez más, que, hasta la actualidad, el concepto de geodiversidad sigue permaneciendo en modo incógnito o parcialmente aceptado por la comunidad científica en los congresos internacionales.

Ahorabien, despuésderevisarvariasdefiniciones,hayquedestacarque todoslos autores pretendían asociar el término geodiversidad con los aspectos físicos de la corteza terrestre, independientemente de su origen o procesos de formación. De forma general, se los puede clasificar en dos grupos; aquellos autores como Johansson et al. (1999), Stanley, M. (2001) y Gray, M. (2004), que definen la geodiversidad desde un enfoque causal, considerando los procesos endógenos y exógenos como factores determinantes en la formación del paisaje y desarrollo de ecosistemas. Y por otro lado, están aquellos autores como Alexandrowicz, Z. y Kozlowski,S.(1999),Nieto,L.(2001),Carcavillaetal.(2008),queapesardeestar conscientes de la estrecha relación que existe entre los procesos geológicos y la geomorfología, prefieren limitar la evaluación de geodiversidad a los parámetros físicos estrictamente tangibles (Figura 1).

Desafortunadamente, la geodiversidad no ha sido un tema ampliamente desarrolladooestudiadoporprofesionalesdecienciasdelatierraygeo-científicos, ya que se la asocia comúnmente con los conceptos de protección y conservación. En la mayoría de los casos, el perfil profesional de un geólogo se enfoca principalmente en la exploración de recursos naturales para su posterior explotación, causando una aparente incongruencia en su campo de acción (Pemberton, M.2001a,citadoenGray,M.2004).El estudiode lageodiversidadno se limita rigurosamente al ámbito de la conservación de la naturaleza, sino más bien, pretende esclarecer a la sociedad común, que todas las actividades desarrollas por el ser humano están relacionadas con el aprovechamiento directo o indirecto de los bienes naturales tanto del medio biótico y abiótico.

Labiodiversidaddeunazonaestádefinidacomolavariacióndelasformasdevida, su variabilidad genética, y los ecosistemas y paisajes donde se llevan a cabo sus procesos ecológicos y evolutivos (Gaston y Spicer, 2004); es decir, de todos aquellos elementos bióticos que forman parte del medio ambiente y que se han desarrollado sobreloselementos abióticosocarentesdevida,comoloshorizontes de suelo y sustrato rocoso, los cuales determinarían la geodiversidad de la zona.

2.1.1. Parámetros abióticos que influyen en la geodiversidad

Hay que destacar que todas las definiciones desarrolladas hasta el momento presentan validez dependiendo de su enfoque y aplicación. Sin embargo, para la presente investigación, serán consideradas solamente aquellas definiciones enmarcadas en aquellos parámetros físicos del medio abiótico que logren ser clasificados y cuantificados, como la geomorfología, edafología, litología, ocurrencia paleontológica y ocurrencia mineral de una zona, definiéndolos a continuación:

 Geomorfología

La geomorfología hace referencia al estudio de la forma de la superficie terrestreylosprocesosendógenosyexógenosqueinfluyenensuformación.

Schumm, S. (1991), define a la geomorfología como “el estudio de los fenómenosqueocurrensobreyenlasuperficieterrestreysuinteraccióncon los materiales que yacen sobre La Tierra” (citado en Elorza, M. 2008 , p. 2).

Elorza, M. (2008), explica que los procesos endógenos como lo son el volcanismo y la tectónica, son los responsables de la creación del relieve, mientras que los procesos exógenos como la erosión y meteorización destruyen y modifican el relieve. El entendimiento de las características geomorfológicasdeunazonainvolucraelanálisisdelambientedeformación delpaisaje,quemuchasvecesresultadelacombinacióndevariosprocesos endógenosyexógenos,porloqueparaautorescomoHart, M. (1986),esel aspecto más importante a considerar en la descripción de las geoformas. Portalrazón,conelpropósitodeestandarizarlasgeoformas,suclasificación está basada en los procesos de formación, como mecanismos fluviales, aluviales, volcánicos, tectónicos, gravitacionales, eólicos, kársticos, entre otros.

 Edafología

La edafología es la disciplina que trata la naturaleza del suelo y su relación conlavegetación(RealAcademiaEspañola).DeacuerdoconelSoilSurvey Staff(1999),elsueloesun“cuerponaturalconformadopormateriaorgánica y mineral en estado sólido, líquido y gaseoso, que yace sobre la superficie terrestre y que puede ser caracterizado por sus horizontes o capas, las cuales son distinguibles del material inicial como resultado de adiciones, pérdidas, transferencias y transformaciones de energía y materia o por la habilidad de soportar plantas en un ambiente natural” (p. 9).

La interacción entre el sustrato rocoso, el clima, la vegetación, los animales y el relieve a lo largo del tiempo, da como resultado la formación de suelo, debidoalacomplejidaddeladeterminacióndesugénesis,elDepartamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA por sus siglas en inglés), ha implementado la clasificación taxonómica de los suelos en base a sus propiedades físicas y químicas, estableciendo hasta 12 órdenes de suelo, cuya nomenclatura describe sus características más predominantes (Tarbuck et al., 2005).

 Litología

Este parámetro hace referencia al tipo de roca que aflora en la superficie terrestre, la composición química y textura de la roca son el reflejo de los procesosgeológicosquelacrearonydeterminanelgrupoalcualpertenecen

(Tarbuck et al., 2005). La cantidad y composición de los agregados minerales determinan la naturaleza de la roca, las rocas ígneas por ejemplo provienen directamente del magma, que, por procesos posteriores, logran emerger a la superficie; si la solidificación se produjo en el subsuelo se denominan intrusivas; mientras que, si la solidificación se produjo en la superficie, se denominan extrusivas. Las rocas metamórficas y sedimentarias se forman a partir de rocas prexistentes de cualquier naturaleza, que son sometidas a cambios de presión, temperatura, transportey/ometeorización,causandoelcambiodelaspropiedadesfísicas y químicas originales de la roca, los minerales que conforman las rocas metamórficas han sufrido recristalización y su composición química ha sido alterada, en tanto que los minerales de las rocas sedimentarias solamente han sufrido cambios físicos (Tarbuck et al., 2005).

 Ocurrencia paleontológica

El registro fósil es la evidencia de los organismos que vivieron en época geológicas pasadas, su conservaciónprevalece en las rocas sedimentarias. ya que su porosidad y permeabilidad favorecen la retención y almacenamiento de partículas en los espacios intersticiales de la roca. Dentrodelasprincipalescondicionesfísicasquedeterminanlaconservación de fósiles están la abundancia y tamaño de los organismos, su rápida sepultura y ambiente de preservación, siendo las aguas profundas el ambiente más favorecedor para su conservación por la baja exposición a la erosión o a los depredadores (Black, R.1970).

 Ocurrencia mineral

Un depósito mineral es la concentración en la corteza terrestre de uno o varios minerales de interés económico, dispuestos en diferentes formas y tamaños, cuya formación depende del contexto tectónico y geológico en los que se llevaron a cabo procesos magmáticos, de sedimentación o meteorización superficial, que favorecieron en la acumulación de minerales de mena (Bustillo, M. 2018). Pereira et al. (2013), los han clasificado de forma generalen los siguientes grupos: Piedras preciosas ymetales: ágata, amatista, diamante, oro, plata.

Minerales metálicos: plomo, cobre, estaño, manganeso, molibdeno, níquel, titanio, zinc, y tierras raras.

Minerales industriales: arena cuarzosa, arcilla refractaria, barita, calcita, caolín, feldespato, fluorita, yeso, limonita, moscovita, pegmatita, pirita, cuarcita, cuarzo, lutita sericítica, talco, esquisto, vermiculita.

Fuentes de energía: antracita, carbón bituminoso, lignito, turba, esquisto bituminoso, petróleo, gas natural, uranio.

2.2. Marco histórico

Como se ha explicado en secciones anteriores, la definición del término geodiversidad es relativamente nuevo, y los métodos para su evaluación o cuantificación también lo son. Se podría alegar que la iniciativa de la red mundial degeoparques(eninglésGlobalGeoparksNetwork-GGN),programadesarrollado por la UNESCO para promover la protección y desarrollo sostenible del patrimonio geológico y diversidad de territorios o parques nacionales, ha motivado a varias naciones a enfocarseen el estudio de la geodiversidad.

Entre los principales criterios para que un geoparque forme parte de la GGN, es la constante investigación del entorno geográfico de la región, manteniendo sinergia entre su geodiversidad, biodiversidad, cultura y patrimonio tangible y no tangible (Girault, Y. 2019).

Tal es el caso de China, el cual fue uno de los primeros países en promover el reconocimientodelpatrimoniogeológicodesuterritorioylogróserpartedelaGGN, al declarar ocho geoparques en el año 2004 y alcanzado los treinta hasta la actualidad (International Association on Geoparks, 2021). Sin embargo, la evaluación de la riqueza geológica en China ha sido enfocada en la identificación de sitios de interés geológico para su promoción turística, mas no en la evaluación sistemática de su geodiversidad (Anze et al.,2015).

Por otro lado, existen estudios a regional y local que se han enfocado en aplicar diferentes métodos de evaluación de geodiversidad, como es el caso del proyecto

Geodiversity Assessment of Paraná State (Brazil): An Innovative Approach, donde

Pereira et al. (2013), aplicaron un método cuantitativo para determinar la distribuciónespacialdecincoparámetrosfísicosysuinfluenciaenlageodiversidad de lazona.Elresultado de su investigacióndeterminóquehacia elestedelEstado de Paraná existen zonas de muy alta diversidad relacionadas a la variedad de unidadesgeomorfológicasyestratigráficasquepresentanademáslaocurrenciade minerales industriales y metálicos, identificando que la región de Campo Largo presentóelmayoríndicedegeodiversidadporencontrarseenellímitedetransición entre el Cinturón Orogénico del Atlántico y la Cuenca Sedimentaria de Paraná (Pereira et al., 2013).

España es otro referente en el desarrollo y aplicación de metodologías de evaluación de geodiversidad, Serrano, E. y. Ruìz, P. (2007) y Serrano, D. (2014), han preferido enfocarse específicamente en la morfología del relieve para generar mapas de geodiversidad de Soria y Muntanyes d’Ordal, respectivamente.

Mientras que, en Ecuador, el único mapa de geodiversidad realizado y publicado hasta la actualidad es el del volcán Reventador, elaborado por Rosero, A. (2020), quienmediantemétodosgeoestadísticosdeterminólaabundanciaydistribuciónde entidades geológicas, y fundamenta que el mapa de geodiversidad resultante está relacionado estrictamente a la variabilidad litológica de la zona.

Cada una de las investigaciones citadas previamente, aplican diferentes metodologías para la valoración de la geodiversidad de una zona, pues depende del enfoque del análisis y de la disponibilidad de la información para el estudio.

2.3. Marco metodológico

Hay varios autores que han propuesto diferentes metodologías para la evaluación y caracterización de la geodiversidad. Entre los más relevantes se encuentran Pereira et al. (2013) y Serrano, E. y. Ruìz, P. (2007), quienes se basaron en la propuesta preliminar del Atlas de Geodiversidad de Polonia generado por Kozlowski, S. (2004), que consiste en un compilado de ocho mapas que representanlosprincipaleselementosabióticosdeterminantesdelageodiversidad, entre los que están: geología, relieve, edafología, aguas superficiales, aguas subterráneas, aguas terapéuticas y medicinales, aguas termales y estructura del paisaje.

Por su parte, tanto Pereira et al. (2013), como Serrano, E. y. Ruìz, P. (2007), han implementado algoritmos matemáticos que permiten sumar o combinar varios de esos elementos abióticos propuestos por Kozlowski, S. (2004), haciendo uso de la herramienta de álgebra de mapas disponible en los Sistemas de Información Geográfica (SIG).

2.3.1. Método devaloración degeodiversidad de Serrano, E. y.Ruìz, P. (2007)

Dentro de las alternativas para la cuantificación de la geodiversidad de una zona, se encuentrael método de Serrano,E. y. Ruìz, P. (2007),elcualfue aplicado en la provincia de Soria, España y consiste en relacionar la geodiversidad de una zona con la rugosidaddel terreno, concentrándoseespecíficamenteenlageomorfología y paisaje.

La metodología de Serrano, E. y. Ruìz, P. (2007), es apropiada para escalas locales, y se fundamenta en la “delimitación de unidades geomorfológicas y en el inventariodeloselementosfísicosexistentesenlasmismas”(p.86).Loselementos abióticosconsiderados porestos autoresson:litología,geomorfología,hidrologíay edafología,yelprimerpasoconsisteenrealizarunmapageomorfológicocontodos los elementos anteriormente mencionados.

Una vez obtenido el mapa geomorfológico, los autores plantean identificar las unidades geomorfológicas presentes, mismas que serán definidas por compartir similares rasgos topográficos, climáticos, geológicos, litológicos, edafológicos, y vegetativos, obteniendo así, polígonos irregulares que agrupan las características bióticas y abióticas de la zona.

Serrano, E. y. Ruìz, P. (2007), consideran que “la rugosidad del terreno está directamenterelacionadaalageodiversidad,puestoqueamayorrugosidad,mayor será la complejidad micro y topo climática de la zona, incidiendo así en el incremento de su geodiversidad” (p.86).

El índice de geodiversidad se obtiene entonces, multiplicando el número de elementos físicos presentes en cada unidad geomorfológica, por el coeficiente de rugosidad, y finalmente dividirlo para el logaritmo natural de la superficie de la unidad geomorfológica expresada en km2 (Ecuación 1).

Ecuación 1. Algoritmo para determinar el índice de geodiversidad planteado por Serrano, E. y. Ruìz, P. (2007)

Donde:

����= ���������������������������������������

����= ��ú��������������������������������í������������������������������������������������������������������ó��������

��= ����������������������������������������������������������������������������������������

��=����������������������������������������������������������������[���� ]

Para aplicar este método, se debe realizar un inventario de elementos físicos, sistemas y procesos por unidad geomorfológica, sin tomar en cuenta aquellos que serepitendentrodeunamismaunidad,loqueinvolucraundetalladolevantamiento y reconocimiento de la zona en campo, y es por la misma razón, que es recomendable aplicarla a escalas locales.

Sin embargo, se considera que la valoración de la geodiversidad mediante este método podría causar una pseudo valoración de la geomorfología, ya que la cuantificacióndeloselementosfísicosesaplicadaatodalaextensióndelpolígono, sin importar siel elemento seencuentradistribuidohomogéneamente dentrode él.

2.3.2. Método de valoración de geodiversidad de Pereira et al. (2013)

La metodología de Pereira et al. (2013), está basada en la cuantificación independiente de cinco índices parciales que representan los diferentes componentes de geodiversidad (geomorfología, edafología, litología, ocurrencia fósil y ocurrencia mineral). La sumatoria de estos cinco índices, resultará en el índicedegeodiversidaddeunazona.Estetipodemetodología,deacuerdoconsus autores, puede ser aplicada a grandes o pequeñas escalas, pero teniendo en cuentaquetodoslosmapasdelosdiferenteselementosdeberánserrepresentados en el mismo rango de escalas, es decir que, no se deberá combinar mapas a escalas grandes con mapas a escalas pequeñas.

La cuantificación de los índices parciales y el índice de geodiversidad se la realiza mediante la sobreposición de una grilla o cuadrícula de celdas regulares sobre la zona de estudio. La valoración obtenida, dependerá del número de elementos presentes en cada celda de la grilla, y su conteo se realizará sin tomar en cuenta los elementos repetidos. El espaciado de la cuadrícula y dimensión de las celdas dependerá de laescala de trabajo y determinará la resolucióndelmapa resultante; es decirque,amayorespaciadodelagrilla,menor será laresolucióndel indiciede geodiversidad.

Una vez cuantificados los índices parciales por separado, el índice de geodiversidad será calculado por celda mediante la Ecuación 2.

����=��+��+��+��+��

Ecuación 2. Algoritmo para determinar el índice de geodiversidad planteado por Pereira et al. (2013).

Donde:

����= ���������������������������������������

��= �����������������������

��= �����������������

��= ���������������

��= ������������������������l

��= ����������������������������������

La Tabla 1 representa una síntesis de la metodología empleada para obtener los valores de cada uno de los índices parciales considerados en la valoración de la geodiversidad en el método de Pereira et al. (2013).

Tabla 1. Índices parciales que conforman el índice de geodiversidad según el método de Pereira et al. (2013)

ÍndiceparcialSubíndice

Relieve

Métodoempleado

Cuantificar las subunidades morfo esculturales por celda y añadir un punto al valor total obtenidopor cada límite entre unidades morfoestructurales y morfo esculturales.

Geomorfología

Hidrología

Identificar el mayor orden de drenaje por celda, a dicho valor dividirlo para 2, y el resultado redondearlo al inmediato superior.

Edafología

Litología

Ocurrencia fósil

Ocurrencia mineral

Cuantificar el número de órdenes de suelos por celda.

Cuantificar las unidades litoestratigráficas por celda, sin considerar las unidades repetidas.

Cuantificar las unidades bioestratigráficas por celda, sin considerar las unidades repetidas.

Cuantificar los tipos de ocurrencia mineral por celda, entre los cuales están: metales y piedras preciosas, minerales metálicos, minerales industriales, fuentes de energía, aguas minerales y manantiales.

Para autores como Pereira et al. (2013), la valoración de la geodiversidad está estrictamenterelacionadaalaabundanciadeelementosabióticos,ylamejorforma de cuantificarloses dividiendoeláreadeestudioenceldasregulares,para evitarla sobreestimación del índice de geodiversidad en la misma.

Tomando en cuenta que la información disponible de la zona de estudio fue levantada a escala regional y que además ésta se encuentra en una región cuyas condiciones geológicas facilitaron la conservación de fósiles y yacimientos minerales, el análisis de su geodiversidad se realizará mediante el método cuantitativo propuesto por Pereira et al. (2013) como una primera identificación de la distribución espacial de la geodiversidad en el geoparque Napo Sumaco Aspirante UNESCO; dejando planteada la posibilidad de aplicar en una futura investigaciónlametodología propuestapor Serrano,E.y. Ruìz, P.(2007),esdecir, cuando se disponga de un levantamiento a detalle de los elementos abióticos presentes en la zona de estudio, solamente así será posible contrastar los resultados obtenidosentre ambas metodologías.