En la tierras bajas de América del Sur y en las regiones costeras de Guyana y Surinam, los estudios paleoambientales muestran durante el Pleistoceno cambios eustáticos del nivel del mar así como del clima y la vegetación. En Colombia, una amplia secuencia de diagramas de polen de lagunas altas de la Cordillera Oriental muestra los cambios climáticos y de vegetación del Pleistoceno así como las fluctuaciones del Holoceno (ver Van der Hammen, 1961, 1974, 1986; Van der Hammen y González, 1963; Livingstone y Van der Hammen, 1974; Wyjmstra y Van der Hammen, 1966).

Al interior de la costa caribe, se han emprendido estudios paleoambientales en las partes bajas de los ríos Magdalena, Cauca y San Jorge. Estos muestran fluctuaciones en las precipitaciones y cambios de vegetación y de clima relacionados durante el Holoceno (ver Van der Hammen, l986b; Plazas et aL, 1988).

En las tierras costeras el único estudio detallado es el de la Ciénaga Grande de Santa Marta (Van der Hammen y Noldus, 1986; Weidemann, 1 973). Existen referencias aisladas sobre playas levantadas y evidencia de cambios en el nivel del mar cerca de las ciudades de Cartagena y Santa Marta (Burel y Vernette, 1981; Richards y Broecker, 1963; Oyuela y Rodríguez, 1990).

La falta de una mayor cantidad de datos paleoambientales dificulta su correlación con la información arqueológica. Aquí se considerarán las evidencias sobre las cordilleras y las tierras bajas puesto que es probable que cambios ambientales en las primeras hayan influido en las segundas.

Los fenómenos paleoecológicos que pudieron haber afectado la región estudiada pueden agruparse en dos clases: cambios ambientales globales y cambios locales. Los primeros incluyen fluctuaciones de temperatura y humedad. Para el Pleistoceno estos cambios se relacionan con períodos glaciales e interglaciales. Diagramas de polen de la sabana de Bogotá, que fue un lago durante el Pleistoceno, muestran una secuencia de bosque andino alternado con vegetación tipo páramo. La vegetación de bosque apareció durante los períodos interglaciales y la flora paramuna la reemplazó en tiempos glaciales, cuando el límite altitudinal del bosque, actualmente en 3.000 msnm aproximadamente, descendió a menos de 2.000 m. El descenso de la temperatura pudo haber sido de 6° a 7°C (Van der Hammen, 1974; Livingstone y Van der Hammen, 1978).

El último período glacial registrado en los diagramas de polen de vanos lagos de la cordillera oriental (ver Figura 2a), ocurrió hace 14.000- 13.000 años y terminó aproximadamente hace unos 10.000 años. Al comienzo del Holoceno el clima era más cálido que el actual y la temperatura era superior a la existente en 2°C. Hace unos 3.000 años la temperatura descendió a los niveles modernos (ldíd).

Diagramas de polen tomados en las planicies costeras de Guayana y Surinam,  muestran las fluctuaciones eustàticas del nivel del mar durante las èpocas glaciales e interglaciales y los tipos de vegetación dominantes  (ver figura 2b).

Figura 2. Diagrama de polen del ultimo glacial y holoceno. (a) Laguna de Pedro Palo, cordillera oriental colombiana. (b) Ogle Brdge, Georgetown, Guyana. Tomado de Van der Hammen, 1974

Durante el último interglacial (hace 45.000 años), la vegetación dominante era de manglar (representada por Avicennia y Rhizophora). En Georgetown, Guyana, la secuencia está seguida por una extensión de elementos de sabana y señales de formación de suelo; parece que el sitio estaba muy por encima del nivel del mar. Al comienzo del Holoceno el mar inundó gradualmente el área y nuevamente los elementos de manglar dominaron. Estos cambios se pueden explicar por variaciones en la precipitación efectiva (ver Figura 2b). En varios sitios de las tierras bajas costeras de Guyana y Surinam se observa la misma secuencia, y en todos los casos la vegetación de sabana dominó durante una parte de cada pe nodo glacial cuando el nivel del mar era bajo.

Con base en el estudio de sedimentos marinos profundos se calculó una disminución de 2°o 3°C en la temperatura de las aguas superficiales del Mar Caribe durante las épocas glaciales. Puesto que en general la temperatura del agua superficial del mar corresponde aproximadamente a la temperatura anual promedio, se puede calcular un descenso de 3°C en tiempos glaciales para las tierras bajas sudamericanas del norte (Van der Hammen, 1974; Schubert, l986).

Respecto a los cambios locales, durante el Pleistoceno y el Holoceno son importantes los movimientos eustáticos del nivel del mar durante épocas glaciales e interglaciales porque se relacionan con transgresiones o regresiones marinas que pudieron haber afectado los asentamientos humanos en el área. Desafortunadamente no hay suficiente información sobre estos fenómenos durante el Cuaternario para el área de estudio. Los datos de otras áreas bajas costeras del norte de América del Sur tales como los de las Guyanas y de Surinam pueden tomarse como una tendencia general, pero se debe tener en cuenta que otros fenómenos tales como levantamientos tectónicos pudieron haber afectado la región.

Teniendo en cuenta evidencias de cambio global, para el momento de máxima extensión del hielo durante el último glacial (18.000? AP.) parece que el nivel del mar descendió aproximadamente 100 m por debajo de los niveles actuales. El nivel del mar subió de nuevo cuando la temperatura global aumentó y los casquetes de hielo empezaron a derretirse. Este proceso ocurrió rápidamente hasta 6.000 A.P. y desde entonces ha sido continuo y más lento (Fairbanks, 1989; Van Andel, 1989; Oyuela y Rodriguez, l990).

Los movimientos de las líneas costeras causados por cambios en el nivel del mar pueden haber influido si en los patrones de ocupación. Oyuela y Rodríguez (1990) tratan el impacto del desplazamiento de la línea costera en la formación de ambientes estuarinos durante las trangresiones del nivel del mar en las tierras bajas del Caribe. Los autores relaeionan la existencia de concheros con la formación de estuarios.

Los pocos estudios realizados en el área acerca de cambios en el nivel del mar durante el Holoceno se han hecho en las regiones adyacentes a las ciudades de Cartagena y Santa Marta. En la zona de Cartagena se observaron formaciones marinas de bahía (depósitos de corales y de conchas) 3 m por encima del actual nivel del mar y fueron fechadas por radiocarbono en unos 2.700 años A.P. aproximadamente. Es posible que esta terraza marina se haya formado durante el último aumento del nivel del mar. Durante el Holoceno es posible que el tectonismo no haya afectado la zona de Cartagena puesto que esta terraza marina es casi horizontal. Sin embargo, durante el Mio-Plioceno y el Pleistoceno se presentaron movimientos tectónicos (Burel y Vernette, 1981, 9). En el área del Rodadero, cerca de Santa Marta, se han reportado terrazas marinas a 1.25 m sobre el actual nivel del mar, cuya edad se calculó en 1 .430 ±40 AP. (Oyuela y Rodríguez, 1990, 9).

Estudios detallados de la Ciénaga Grande de Santa Marta describen la historia del área durante el Holoceno. El río Magdalena corría por la región antes del 7.000 A.P. y el borde de la costa estaba ubicado al menos l0 m por debajo del nivel actual. Los diagramas de polen muestran evidencia de vegetación de manglares entre 6.600 y 5.400 A.P., sugiriendo una posible influencia marina. Los elementos de manglares desaparecen entre 3.400 y 1 .900 A.P., posiblemente debido a una transgresión marina de 2 m. Sin embargo, otros factores tales como movimientos tectónicos o períodos climáticos secos pudieron influir en la desaparición del bosque de manglar. La incursión marina permitió la formación de la isla de Salamanca y de la moderna ciénaga después de 1.900 A.P. (Van der Hammen y Noldus, 1986; Cohen y Wiedemann, 1973; Oyuela y Rodríguez, 1990).

Otros cambios ambientales locales que pudieron haber afectado la zona de estudio son: cambios en los cursos de los ríos o en los regímenes de inundación, la formación de lagos y ciénagas estacionales o aumentos en los niveles de agua de los lagos permanentes, en respuesta a fluctuaciones climáticas. Estos cambios pudieron producir una concentración de recursos comestibles en algunas áreas y pudieron haber influido en los patrones de movimientos de población. La región costera estuvo afectada no sólo por transgresiones y/o regresiones marinas, sino también por cambios ambientales ocurridos en el interior. No se pueden interpretar los cambios ambientales de las tierras bajas sin considerar los fenómenos ocurridos tierra adentro tales como los aumentos en las precipitaciones, inundaciones de los principales ríos y otros más (ver Bray, l987).

El análisis de polen de muestras tomadas en las áreas cenagosas cercanas a las partes bajas de los ríos Magdalena y Cauca ha mostrado alternancia entre fases secas y húmedas durante el último glacial y el Holoceno. Para los períodos secos se registra un aumento en el polen de vegetación herbácea y una disminución en el polen de vegetación arbórea. Los cambios de vegetación parecen indicar una extensión de las sabanas hacia las áreas abiertas antes con pantanos y a lo largo de ríos, probablemente causada por cambios cíclicos de precipitaciones en las áreas de captura de los ríos (es decir en las cordilleras).