La comunidad paleoclimática se ha dedicado en los últimos años a documentar el funcionamiento del sistema climático en su estado natural, a través del análisis detallado de núcleos de hielo en los polos, de núcleos de glaciares de montaña, de núcleos en todas las cuencas oceánicas y de secuencias lacustres continentales utilizando una gamma amplia de técnicas analíticas. Si bien hay una gran cantidad de datos provenientes de las zonas de latas latitudes, no hay suficiente información paleo-ecológica y paleo-climática para las regiones tropicales. La compleja evolución geológica del centro llevó a la formación de una serie de cuencas, algunas de estas cerradas con cuerpos de agua, donde se depositaron durante amplios periodos de tiempo, importantes espesores de sedimentos, este es el caso para la cuenca de México. El análisis paleo-ambiental de secuencias lacustres obtenidas en varias localidades de las cuencas intermontanas de altura del centro de México (cuenca de México, Lerma, Oriental, Zirahuén) indica cambios significativos en temperatura y humedad para periodos como el máximo glacial el fin del Pleistoceno y durante los últimos 10,000 años. El cambio climático está relacionado con las variaciones cíclicas en la insolación (ciclos de Milankovich) y para el centro de México, estas variaciones determinan el desplazamiento de alguno de los componentes claves del sistema climático como: la Zona Intertropical de Convergencia, la celda de alta presión Bermuda-Azores, el monzón mexicano y los vientos del oeste. La única hipótesis propuesta para explicar el cambio en los aportes de humedad durante la época glacial para México sugiere el desplazamiento a una posición más sureña de los vientos de oeste con un aumento significativo en la precipitación invernal, mientras que la lluvia de verano se redujo considerablemente causando sequía. Sin embargo, es necesario revisar esta hipótesis ya que las investigaciones recientes apuntan hacia una respuesta más compleja de lo que se pensaba anteriormente. Al examinar el impacto de la variación de otros componentes como es la circulación oceánica profunda, se reconstruyen, para la zona tropical, condiciones húmedas para la época glacial, dado por el calentamiento del océano; es necesario estudiar con más detalle los registros continentales para contribuir a dilucidar el funcionamiento y los mecanismos forzadores de la variabilidad climática. El gran espesor de sedimentos lacustres en la cuenca de Chalco ofrece posibilidades para analizar a detalle la historia de la vegetación y la variabilidad climática en escalas milenarias y sub-milenarias de esta región de altura del centro de México ya que los sedimentos lacustres reflejan la historia ambiental. Estudios previos realizados en la cuenca muestran cambios en la composición y abundancia de los conjuntos polínicos en respuesta a factores ambientales como es la variabilidad climática. Con un apoyo obtenido previamente, se perforó una secuencia sedimentaria de 150 metros en la sub-cuenca de Chalco. Con la investigación que aquí se propone, se establecerá en la parte superior de la secuencia de Chalco (ca. 60 m), los principales cambios palinológicos que ocurren dentro del último ciclo glacial/interglacial (ca. 100,000 años) en términos de abundancia y composición de los conjuntos polínicos. Con base en estos conjuntos polínicos, se determinarán en los cambios en la vegetación durante periodos estadiales (fríos) e interestadiales (cálidos)y se elaborará un modelo de cambio ambiental. El método paleo-ecológico que se empleará para documentar la historia de la vegetación es el análisis palinológico, además se aportarán datos sobre cambios en el balance de precipitación con base en los conjuntos de palinomorfos asociados al cuerpo de agua y se registrara la frecuencia de incendios en la cuenca con base en la concentración de partículas de carbón. Existe una correlación entre las variaciones climáticas y el trasporte de terrígenos a un lago, durante periodos cálidos la cubierta vegetal y el suelo son más estables y el intemperismo físico disminuye, mientras que para épocas frías el intemperismo puede aumentar cuando hay un cubierta vegetal menor. La documentación de la variación en el ambiental (intemperismo) en respuesta a los cambios climáticos se llevará a cabo analizando la concentración elemental de la secuencia utilizando un escáner de florescencia de rayos X para núcleos (ITRAX). Asimismo, con la colaboración del Dr. Joseph Werne de la Universidad de Minnesota se implementrá en la secuencia lacustre de Chalco una técnica novedosa que es el índice TEX-86, el cual utiliza la membrana lipídica de crenarchaeota (archeobacterias) para obtener datos sobre paleo-temperaturas en los sedimentos lacustres. Para situar temporalmente los cambios registrados tanto en la vegetación, ambientales y otros como eventos volcánico se desarrollará un modelo cronológico robusto empleando en la parte superior 14C y posteriormente para la parte más profunda series de Uranio y Ar-Ar que permitirá llevar a cabo comparación y correlaciones con otros registros continentales y marinos. Los resultados que se obtendrán a través de este estudio son de importancia para la comunidad paleo-climática, en particular la respuesta de la vegetación a la variabilidad climática en una zona tropical de altura. Documentar la complejidad de la interacción océano-topografía en periodos de cambio es importante, pues la mayor parte de los paleo-registros tropicales se localizan en las zonas bajas. Este estudio contribuirá, aportando información sobre la historia de la vegetación y variabilidad climática en escalas milenarias y sub-milenarias, sobre la problemática sobre mecanismos forzadores y las respuestas climáticas regionales y globales. Además, los resultados de la investigación que aquí se propone son relevantes para valorar e integrar los diferentes elementos climáticos que intervienen en la construcción de escenarios futuros al impacto del cambio climático. Un ejemplo es el registro paleo-ecológico de la zona de Los Tuxtlas durante la Pequeña Edad de Hielo donde la reducción en el aporte de humedad durante el verano y el incremento en el invierno tuvieron un impacto significativo en la vegetación. Es así que comprendiendo como el clima ha variado de forma natural en tiempos geológicos recientes podremos mejorar nuestras habilidades para predecir el futuro.

El calentamiento hacia el fin del siglo XX es significativamente mayor que al inicio del mismo. Sin embargo, el registro instrumental solo inicia en algunas partes del planeta alrededor de 1850 ofreciendo solamente un visión de corto plazo del funcionamiento del sistema climático. Estudiando el registro de la variabilidad climática pasada y los mecanismos forzadores, es posible conocer cómo ha variado el funcionamiento del sistema bajo condiciones naturales. Dado que los mecanismos naturales seguirán teniendo efecto sobre la variabilidad climática a pesar del impacto antropogénico, es importante conocer a través del registro de indicadores de cambio climático como son los conjuntos polínicos, la respuesta del sistema en escalas milenarias y sub-milenarias. Una de las zonas menos estudiadas, pero que actualmente se considera que es de suma importancia para el control del sistema climático global, es la región tropical. Los pocos estudios que existen para el trópico señalan que en esta región ha habido cambios significativos durante los periodos de cambio climático bien establecidos en las altas latitudes en particular en el Nor-Atlántico. Documentar la respuesta climática del trópico de altura mexicano a distintos mecanismos forzadores del sistema climático en épocas claves, a través del análisis de distintos indicadores, aportará información relevante sobre la variabilidad climática pasada y sus teleconexiones. Por otro lado, son los ecosistemas tropicales los que albergan la mayor diversidad, pero solo recientemente se ha enfatizado la importancia de conocer la respuesta de estos ecosistemas a la variabilidad climática y de esta forma contribuir con nuevos conceptos sobre la evolución de esta biodiversidad. Los resultados de la investigación que aquí se propone son relevantes para valorar e integrar los diferentes elementos climáticos que intervienen en la construcción de escenarios futuros al impacto del cambio climático. Comprendiendo como el clima ha variado de forma natural en tiempos geológicos recientes podremos mejorar nuestras habilidades para predecir el futuro.