Artículos

 

Paleoecología del Cuaternario Tardío en la Laguna de Ballona en el sur de California

 

Late Quaternary palaeoecology of Ballona Lagoon in southern California

 

MR Palacios-Fest¹, JA Homburg², EC Brevik³, AR Orme⁴, OK Davis⁵, SD Shelley²

 

¹ Terra Nostra Earth Sciences Research, 6312 N Barcelona Ln # 606, Tucson, Arizona 85704 USA. E-mail: terra_nostra_mx@yahoo.com.mx

² Statistical Research, Inc., PO Box 31865, Tucson, Arizona 85751-1865, USA.

³ Department of Physics, Astronomy, and Geosciences, Valdosta State University, Valdosta, Georgia 31698, USA.

⁴ Department of Geography, UCLA, Los Angeles, California 90024-1524, USA.

⁵ Department of Geosciences, University of Arizona, Tucson, Arizona 85721, USA.

 

Recibido en mayo de 2005
Aceptado en abril de 2006.

 

Resumen

Los ambientes costeros del Cuaternario, incluyendo a los estuarios, son de gran importancia para los arqueólogos, geólogos y paleoecólogos debido a los dramáticos cambios en la geografía costera que afectan seriamente la adaptación humana y el uso de los recursos. Los estuarios son afectados principalmente por agentes climáticos y geológicos tales como tectonismo, subsidencia y cambios en el nivel del mar tanto isostáticos como eustáticos. En el presente estudio de la Laguna de Ballona, localizada en el área metropolitana de Los Ángeles, California, documentamos la reconstrucción ambiental del estuario que la formó. Los estuarios se caracterizan por una rica biota que incluye una diversidad de peces, ostrácodos, moluscos, foraminíferos, organismos silíceos (diatomeas y silicoflagelados), así como residuos de vegetación representada por los palinomorfos. Analizamos los ostrácodos y palinomorfos en combinación con análisis estratigráficos y geocronométricos del área de estudio. El objetivo central del estudio fue delinear los bordes de la laguna y documentar su migración en el tiempo. La identificación de los bordes de la laguna fue importante para determinar la forma y razones de cambio de uso del área a través del tiempo por los pobladores prehistóricos.

Palabras clave: ostrácodos, polen, cambio ambiental y adaptación humana.

 

Abstract

Quaternary coastal environments, including estuaries, are significant to archaeologists, geologists, and palaeoecologists because dramatic changes in geographic settings have strongly affected human land use and adaptation. Estuaries are mainly affected by climate and geologic agents like tectonism, subsidence, and isostatic and eustatic sea level changes. This study of Ballona Lagoon, California, located in the Los Angeles metropolitan area, presents the paleoenvironmental reconstruction of an estuary. Estuaries are characterized by diverse assemblages of fishes, ostracodes, molluscs, foraminifers, siliceous organisms (diatoms and silicoflagellates), and traces of vegetation represented by palynomorphs. Ostracode and pollen analyses were conducted in combination with stratigraphic and geochronometric analyses. A central goal of this study was to delineate the lagoon edge and to document how it migrated through time. The location of the lagoon edge was important in determining how and why prehistoric land-use patterns shifted through time.

Key words: ostracodes, pollen, environmental change and human adaptation.

 

Introducción

Los estuarios proporcionan una fuente de información única acerca de los ciclos marinos y continentales en el corto (e.g., estacionalidad, actividad humana) y en el largo plazo (e.g., cambios eustáticos o isostáticos en el nivel del mar) que afectan la adaptación humana. La sedimentación en los estuarios está influenciada por la compleja combinación de corrientes de mareas, oleaje oceánico, oleaje local, descargas fluviales, precipitación, temperatura y la flora y fauna locales (Clifton 1982). De igual importancia son los agentes geológicos tales como tectonismo, subsidencia, cambios eustáticos e isostáticos en el nivel del mar, cambio climático y las actividades humanas que han alterado hidrología, drenaje y topografía.

En los estuarios sucede una mezcla de flora y fauna marina y continental. La mayoría de los organismos marinos no sobreviven en medios acuáticos continentales. De la misma forma, los organismos de agua dulce raramente penetran al medio marino. Sólo un reducido grupo de organismos persiste en ambientes de transición como los estuarios. Entre los organismos comunes en los estuarios se encuentran los ostrácodos (microcrustáceos) y palinomorfos (polen y esporas) representados tanto por especies marinas como continentales. Su conducta, aparición y desaparición en el registro geológico es crítico en la interpretación y reconstrucción del cambio paleoambiental. La mayoría de las especies están limitadas a ambientes específicos pero algunas son capaces de tolerar o inclusive adaptarse a otros ambientes. Varias especies son características de ambientes salobres aunque la mayoría viven en sistemas marinos o dulceacuícolas. La vegetación estuarina incluye algas y plantas acuáticas y terrestres ribereñas. La aparición alternante de microfósiles que representan los ambientes marino, salobre y dulceacuícola en el registro geológico nos permite la reconstrucción de la alternancia ambiental a través del tiempo mediante el control cronométrico de los fechamientos por radiocarbono.

Los objetivos principales de este estudio fueron: (1) compilar los datos de abundancia y diversidad de ostrácodos y polen, y (2) usar estos datos para reconstruir las condiciones paleoambientales del Holoceno en la Laguna de Ballona. Los análisis paleoecológicos presentados en este estudio fueron conducidos en apoyo al Proyecto Arqueológico e Histórico en Playa Vista de Statistical Research, Inc. El estudio estuvo enfocado en la reconstrucción de los efectos que los cambios ambientales tuvieron sobre los asentamientos humanos y el uso del suelo.

 

Localización y características ambientales de la Laguna de Ballona

El área de estudio se localiza en los 33°55' N y 118°35' W, al sur de Marina del Rey, norte de Westchester y oriente de Playa del Rey y la Bahía de Santa Mónica, en el área metropolitana de Los Ángeles, California (fig. 1). Incluye asentamientos humanos prehistóricos e históricos concentrados a lo largo del Escarpe de Ballona, cerca de la laguna del mismo nombre. Su clima se clasifica como mediterráneo, con inviernos húmedos y templados, y veranos moderadamente secos (Altschul et al. 1992a). La temperatura media anual registrada en el Aeropuerto Internacional de Los Ángeles (LAX), aproximadamente 5 km al sur, es de 20°C, y oscila entre un mínimo de 5°C y un máximo de 32°C.

El área de estudio se encuentra limitada entre los Acantilados de Ballona y las Colinas del Rey por el suroeste y por los acantilados oceánicos de Santa Mónica por el noroeste. La Cuenca de Ballona al oriente contuvo una laguna salobre que fue casi totalmente destruida a principios de los años treinta cuando el US Army Corps of Engineers canalizó al Arroyo Centinela y construyó un muro de contención de concreto. Una nueva etapa destructiva tuvo lugar cuando Howard Hughes rellenó los bajos en los Humedales de Ballona en los años cuarenta y cincuenta, a la que siguió la construcción de Marina del Rey a principios de los sesenta, una de las marinas artificiales más grandes del mundo (Altschul et al. 1992a, b). La construcción de la marina, canalización del Arroyo Ballona y los diversos proyectos de remoción de tierra asociados al desarrollo del complejo Hughes, han alterado dramáticamente la elevación e hidrología de esta laguna. Antes de la urbanización reciente la Laguna de Ballona estaba delineada principalmente por la hidrología y tectónica locales. Grant y Sheppard (1939) sugirieron que el agudo acantilado al sur de la laguna se formó como resultado de tectonismo a lo largo de la línea de falla, la migración lateral del ancestral Río Los Ángeles durante el Pleistoceno, o ambas.

Davies (1973) sugirió que la Laguna de Ballona era una laguna estuarina antes de la urbanización moderna y que, probablemente, evolucionó a partir de una laguna marina que existió antes del año 1000 DC (Van Horn y Murray 1985). Se han identificado tres microambientes en el área de la Laguna de Ballona (Altschul et al. 1992b): (1) altas planicies de marea que consisten en pantanos salinos dominados por varias especies halotolerantes como Salicornia sp. y los pastos salinos Distichlis spicata; (2) pendientes de marea, caracterizadas por planicies lodosas propicias a la colonización por moluscos; y (3) estuarios en las bocas de los arroyos Ballona y Centinela, poblados por comunidades ribereñas de sauces (Salix lasiolepis y S. laevigata) y álamos (Populus tremondii).

 

Materiales y métodos

Entre 1995 y 1999 se recolectaron núcleos de hasta 18 m de longitud a lo largo del área de estudio orientados en transectos este-oeste y norte-sur dentro del área de la Laguna de Ballona (fig. 1). Todos los núcleos, excepto uno (núcleo 11), fueron extraídos usando un nucleador tipo hollow-stem auger. Para el estudio de microfósiles (ostrácodos y palinomorfos) se seleccionaron tres núcleos (1, 8 y 11). El núcleo 1 fue extraido de la margen occidental de la actual Laguna de Ballona, al oeste de las dunas de Playa del Rey; el núcleo 8 fue recolectado al este de la laguna; y el núcleo 11 fue recolectado utilizando un nucleador de pistón manual aproximadamente a 300 m al este del núcleo 1 en el actual pantano de mareas.

Se emplearon técnicas micropaleontológicas de rutina para extraer los ostrácodos (Forester 1988, Palacios-Fest 1994) y los palinomorfos (Faegri e Iversen 1975). Las muestras micropaleontológicas fueron recolectadas a intervalos de 20 cm pero ocasionalmente el intervalo se redujo a 10 cm. Todas las muestras de polen fueron recolectadas a intervalos de 10 cm. Para estimar la abundancia de microfósiles se utilizó la escala relativa siguiente: "extremadamente abundante" (>1001), "muy abundante" (>501<1000), "abundante" (>101<500), "moderadamente abundante" (>51<100), "común" (>21<50), "raro" (>6<20), y "extremadamente raro" (<5).

Geochronology

El control cronométrico fue establecido mediante fechamientos convencionales de radiocarbono de 24 muestras de carbón, madera, materia orgánica en sedimentos y conchas de moluscos, incluyendo 11 fechas provenientes de los núcleos 1B y 8 en los que se centraron los análisis micropaleontológi-cos. Además, se obtuvo un fechamiento por AMS en una muestra del núcleo 8.

Ostrácodos

Los ostrácodos fueron extraídos de los núcleos 1, 8 y 11. En total se utilizaron 167 muestras de 5 cm³ que fueron procesadas mediante la técnica de congelamiento y descongelamiento y posteriormente fueron lavadas en tamices con abertura de malla de 106 y 63 μπι para recuperar las valvas de ostrácodos (Forester 1988, Palacios-Fest 1994). Los residuos de los sedimentos recuperados en los tamices fueron examinados utilizando un microscopio estereoscópico de baja resolución. Las muestras fueron analizadas siguiendo procedimientos de rutina micropaleontológica para determinar el contenido fosilífero y la composición faunistica en cada caso. A partir de estos análisis se establecieron asociaciones paleoecológicas de ostrácodos que a su vez fueron agrupadas de acuerdo con la abundancia de las especies siguiendo los procedimientos de Benson (1959), McKenzie y Swain (1967) y Delorme (1969, 1989).

Las características tafonómicas de las especies fueron utilizadas para reconocer poblaciones alóctonas (transportadas o introducidas de alguna manera) de las autóctonas (locales, in situ). La fragmentación, abrasión, incrustamiento y recubrimiento de las valvas de ostrácodos fueron registradas durante el análisis microscópico. Además, se registraron las relaciones adulto/juvenil (A/J) y caparazón/valva (C/V) de los ostrácodos para determinar el origen de la población.

Utilizamos a los ostrácodos para reconstruir la historia del Cuaternario tardío de la Laguna de Ballona basados en el cálculo de cambio ambiental cualitativo. A cada conjunto se asignó un valor relativo que osciló entre -2 (dulceacuícola) a +2 (marino), basados en el peso medio de cada conjunto determinado por la ecuación del índice de salinidad (SI):

SI = -2 (% promedio del conjunto dulceacuícola) + (% promedio del conjunto salobre) - (% promedio del conjunto transicional) + 2 (% promedio del conjunto marino)

cuyo valor negativo indica aguas diluidas, cero indica aguas salobres y el valor positivo indica aguas salinas entre las condiciones transicional y marina.

Los valores obtenidos de los conjuntos faunísticos indican sus rangos de tolerancia a la salinidad. Los valores más negativos indican una menor tolerancia a la salinidad, en tanto que, los valores más positivos indican mayor tolerancia.

Palinología

Aproximadamente de 1 a 5 cm³ de sedimentos fueron procesados de 389 muestras procedentes de los núcleos 1, 8 y 11. Se utilizaron procedimientos de rutina para la digestión de las muestras (Faegri e Iversen 1975). Cuando fue posible, se contaron cerca de 300 granos de polen de plantas terrestres por muestra, pero en muestras pobres se contaron por lo menos 200 (Campbell y Campbell 1994). La suma de los granos de polen fue utilizada para cuantificar los porcentajes de los tipos de polen y los porcentajes de esporas y otros microfósiles. La concentración de polen fue calculada a partir de la suma de polen como un indicador de preservación y de las tasas de sedimentación. Por ejemplo, las concentraciones bajas combinadas con preservación pobre podría indicar el deterioro post-deposicional de los granos de polen, lo que haría cuestionable la interpretación del polen. En contraste, buena preservación y baja concentración podrían ser resultado de una sedimentación rápida. La gran abundancia de polen acuático, como Typha y Ruppia, indica la presencia de condiciones dulceacuícolas.

 

Resultados

Geocronología

En la tabla 1 se presentan las edades de radiocarbono convencionales y calibradas por dendrología; se eligió utilizar en el texto las edades convencionales, no corregidas (debido al efecto de reservorio), o las dendrocalibradas para mantener la consistencia entre los datos. El núcleo 1B (extraido en reemplazo del núcleo 1 que fue perdido) nos proporcionó cuatro edades de radiocarbono. La edad más reciente fue obtenida a aproximadamente 0.4 m de profundidad a partir de un fragmento de carbón. Esta muestra fue fechada a 730 ± 60 AP, en tanto que la fecha más antigua fue obtenida a una profundidad de 4.8-4.9 m a partir de un fragmento de ostión que dió una edad de 6220 ± 80 AP. Los rangos de las tasas de sedimentación oscilaron entre los 0.3 mm año^-1 durante el estadio de pantano salina a 1.1 mm año^-1 al borde externo de la laguna y 0.9 mm año^-1 cuando prevalecieron condiciones lagunares (tabla 2, fig. 2).

Del núcleo 8 se obtuvieron siete edades de radiocarbono. Se utilizaron edades no calibradas que oscilaron entre 1070 ± 100 AP y 20,800 ± 110 AP para calcular las tasas de sedimentación en la parte oriental de la laguna (fig. 3). La edad obtenida a partir de materia orgánica a una profundidad de 8.3-8.4 m fue descartada dado que resultó muy antigua comparada con las muestras inmediata superior e inferior. Las tasas de sedimentación fluctuaron entre los 0.3 y 2.6 mm año^-1 durante los diferentes estadios de la laguna registrados en el núcleo 8 (tabla 2).

Ostrácodos

De las 167 muestras analizadas 113 fueron fosilíferas. En la figura 4 se muestran los patrones de salinidad a través del tiempo. Los ostrácodos fueron muy abundantes y diversos en los tres núcleos (1, 8, 11). Los parámetros tafonómicos (fragmentación, abrasión, incrustamiento, recubrimiento y los radios de madurez y articulación de las valvas) nos permitieron reconstruir la historia de cambio ambiental en la laguna. Cuarenta y ocho muestras contuvieron menos de 100 ejemplares por muestra; el resto osciló entre "abundante" y "extremadamente abundante" (e.g., 101-1001). Se han reportado valores de abundancia similares a lo largo de la costa del Pacífico desde Alaska hasta Nicaragua (e.g., Benson 1959, Benson y Kaesler 1963, Swain 1967, Swain y Gilby 1967, Forester y Brouwers 1982).

En total se identificaron 39 especies de ostrácodos. El conjunto faunístico estuvo dominado por Cyprideis beaconensis, C. salebrosa, Cypridopsis vidua y Limnocythere staplini. Con base en los criterios establecidos en estudios de varios autores (Marinov 1964 en Puri 1969, Benson 1959, Benson y Kaesler 1963, Swain 1967, McKenzie y Swain 1967) identificamos cuatro conjuntos faunísticos: (1) un conjunto de agua dulce constituido por especies comunes en aguas continentales caracterizadas por una amplia tolerancia a la salinidad; (2) un conjunto de aguas salobres compuesto por especies que habitan lagos salinos y estuarios con afinidad a las especies continentales; (3) un conjunto transicional de especies marinas con tolerancia a un amplio margen de salinidad pero incapaces de tolerar condiciones dulceacuícolas por periodos prolongados; y (4) un conjunto marino formado estrictamente por especies marinas incapaces de tolerar condiciones salobres (tabla 3, fig. 4).

El núcleo 1, el más occidental de los tres, contuvo la fauna más diversa y abundante. Los 0.5 m superiores no fueron analizados porque consistían de relleno artificial. A los 0.6 m apareció la primera muestra fosilífera. De los 7.4 m y hasta los 15.2 m, los ostrácodos estuvieron presentes sólo esporádicamente. Sólo dos intervalos en ese tramo contuvieron "abundantes" organismos (a los 12.0 y 13.8 m), ambos dominados por especies salobres y marinas. Estuvieron representadas 25 especies de ostrácodos, oscilando entre especies dulceacuícolas y marinas; sin embargo, la población estuvo dominada por especies salobres. Veintiún muestras contuvieron "extremadamente raros" ejemplares y siete fueron "extremadamente abundantes", el resto de las muestras contuvieron especimenes entre "moderadamente abundantes" y "muy abundante". Los cuatro conjuntos se alternaron a lo largo del núcleo dependiendo de la salinidad.

El núcleo 11, extraido aproximadamente a 300 m al este del núcleo 1 y el más corto de los tres (4.2 m de longitud), contuvo una fauna diversa y abundante. En este sitio se encontraron 22 especies, las cuales variaron entre dulceacuícolas y marinas. Dos muestras contuvieron poblaciones "extremadamente raras" y diez fueron "muy abundantes"; el resto fueron "moderadamente abundantes". La aparición de fósiles fue constante a lo largo del núcleo, excepto en el intervalo de 1.2 a 1.8 m en el cual no se recuperaron organismos. Una vez más, los cuatro conjuntos faunísticos se alternaron en este núcleo dependiendo de su tolerancia a la salinidad.

El núcleo 8, el más oriental de los tres, también contuvo una fauna de ostrácodos diversa y abundante, con más de 10,000 ejemplares recuperados a lo largo de la columna estratigráfica. En este núcleo se identificaron 29 especies entre dulceacuícolas y marinas. Siete muestras contuvieron "extremadamente raros" ejemplares y en dos muestras (6.6 y 8.0 m) fueron "extremadamente abundantes". El resto de las muestras variaron entre poblaciones "raras" y "muy abundantes". Varios intervalos no fueron fosilíferos (3.2-3.8, 5.4-5.6, 10.6, 11.4-11.6 m). Por debajo de los 12.0 m sólo tres muestras contuvieron ostrácodos entre "muy raros" y "extremadamente raros". También en este núcleo aparecieron alternadamente los cuatro conjuntos faunísticos dependiendo de su tolerancia a la salinidad.

Palinomorfos

El estado de preservación y continuidad estratigráfica fueron mejores en los núcleos 1 y 11; sin embargo, el núcleo 8 también resultó productivo. El espectro de polen en los tres núcleos estuvo dominado por el grupo Chenopodiaceae-Amaranthus y "Otras Compuestas". Estas últimas son más abundantes en el sitio del núcleo 8, en tanto que las Chenopo-diaceae-Amaranthus lo son en los núcleos 1 y 11 (fig. 5). La concentración de polen, su grado de deterioro y los porcentajes fueron muy variables; muchas muestras casi carecieron de polen. Esta variabilidad pudo ser el resultado de los frecuentes ciclos de humedad y sequía, deposición rápida de sedimentos procedentes de inundación, o ambos (Campbell y Campbell 1994).

La figura 5 muestra la considerable variabilidad en la concentración, preservación y porcentajes del polen entre las muestras en los núcleos 1, 11 y 8, respectivamente. Sin embargo, la estabilidad a largo plazo en los porcentajes de los tipos de polen terrestres en el núcleo 8 contrastan con los núcleos 1 y 11 (véase fig. 5c). No es de sorprender que dada la proximidad entre los núcleos 1 y 11, éstos muestren patrones similares en los porcentajes arriba de los 5 m de profundidad en los que el espectro de polen muestra estar dominado por vegetación del pantano local: Chenopodiaceae-Amaranthus y "Otras Compuestas". Este patrón es consistente con los resultados de Mudie y Byrne (1980), Davis (1992), Campbell (1992) y Byrne et al. (2001), en sitios similares a lo largo de la costa de California. Pinus (pino), Quercus (roble) y Ceanothus (lilas de California) fueron más abundantes 1 m más abajo, donde las Gramineae y Crucifera fueron abundantes. Se encontraron altos porcentajes de herbáceas (Ambrosia) cerca de la parte media del núcleo 11, siendo aún más abundantes en varios intervalos inferiores en los núcleos 1 y 8 donde las edades obtenidas van de los 3000 a los 5000 AP.

Los palinomorfos acuáticos indicadores de condiciones de cuenca abierta ya sea de hábitats dulceacuícolas o salinos fueron abundantes debajo de los 2 m en los núcleos 1 y 11. Los indicadores de aguas someras se presentaron por arriba de los 2 m. Se recuperaron muy escasos dinoflagelados y foraminíferos arriba de los 2 m, acompañados de espadaña (Typha), Sparganium (hierbas acuáticas de pantano) y Cyperaceae, especies todas exclusivas del periodo histórico. Otras especies de polen y algas indicadoras de condiciones de cuenca abierta aparecieron por debajo de los 3.2 m de profundidad (Ruppia, Botrycoccus y Pediastrum). La presencia de Ruppia en el núcleo 8 indica que, en general, las pozas salinas fueron comunes en los alrededores de la laguna entre 8200 y 4200 AP, asimismo, la influencia marina está indicada por la presencia prolongada de dinoflagelados y foraminíferos.

El polen de especies exóticas y hierbas, como Erodium cicutarium y Eucalyptus, fue raro en los núcleos 1 y 11, pero fue más abundante en el núcleo 8. El indicador de perturbación más abundante fue Crucifera, una hierba nativa que se encuentra en bajos porcentajes en el periodo histórico, así como en el intervalo entre 2.5 y 3.8 m. Esta perturbación de la vegetación pudo haber resultado del uso que hicieron los nativos americanos de la laguna.

 

Reconstrucción ambiental de la Laguna de Ballona

Este estudio demuestra que la Laguna de Ballona ha sido un recurso rico pero muy variable a través del tiempo. Conforme evolucionaron los límites de los humedales entre las condiciones dulceacuícolas, salobres y marinas, los niveles de salinidad aumentaron y declinaron; las tierras habitables emergieron, subsidieron y fueron inundadas. Igualmente, las especies de plantas y animales aparecieron, florecieron y desaparecieron (Altschul et al. 1992b, Stoll et al. 2003, Rosenthal y Hintzman 2003). Dichos cambios fueron generalmente graduales; sin embargo, tormentas catastróficas, inundaciones, tsunamis y terremotos también afectaron el ambiente, que a su vez afectó el uso de la tierra por los humanos. La respuesta adaptativa de los humanos a los cambiantes laguna y humedales también fue compleja (Alstchul et al. 1992b, Stoll et al. 2003, Rosenthal y Hintzman 2003). Ubicar los eventos ambientales en el tiempo reduce el número de variables interpretativas y proporciona el contexto para comprender los depósitos culturales.

Nuestra reconstrucción ambiental está basada en datos estratigráficos, geocronológicos y paleoecológicos (ostrácodos y polen) obtenidos de los tres núcleos estudiados. Se recolectaron cerca de 200 núcleos en el área, la mayoría de ellos procedentes de ambientes terrestres en busca de evidencias arqueológicas. La información de los núcleos fue combinada con observaciones de campo y análisis de zanjas arqueológicas y excavaciones de prueba. Estos datos fueron utilizados para preparar un modelo paleogeográfico de los últimos 7000 años (fig. 6). El mayor problema en la reconstrucción de la paleogeografía del Holoceno es determinar la extensión que la subsidencia tuvo en la naturaleza, elevación y distribución de los depósitos marinos, estuarinos y de las planicies de inundación. La subsidencia pudo ser el resultado de la compactación causada por el desagüe y degasificación de los sedimentos y el tectonismo local, especialmente en los humedales, más que en los depósitos marinos o las planicies de inundación. Por lo tanto, los depósitos estuarinos hoy enterrados 15 m debajo del nivel del mar pudieron haberse depositado a 12 m o alrededor de esta elevación.

Al final del Pleistoceno, lo que hoy es la Laguna de Ballona era una zona costera abierta. Los sedimentos más profundos en los núcleos de la Laguna de Ballona incluyen arena y grava subyaciendo gruesos depósitos de limo y arcilla (Poland et al. 1952). Estos estratos son consistentes con arenas marinas formadas en el Océano Pacífico entre 15,000 y 7000 AP (Brevik et al. 1999). Este periodo se caracterizó por fluctuaciones globales en el nivel del mar asociadas a transgresiones regionales en el Océano Pacífico.

A los 7000 AP, el nivel del mar se hallaba aproximadamente 10 m por debajo de su nivel actual y posiblemente entre los 12 y 15 m por debajo (Porcasi et al. 1999). El Océano Pacífico estaba transgediendo a lo largo de la costa y la planicie de inundación del sistema fluvial del Arroyo Ballona y el Río Los Ángeles. Este sistema de drenaje probablemente se bifurcó en numerosos tributarios entre los pantanos de agua dulce, en tanto que las marismas y las barreras de arena habrían caracterizado la interfase tierra-mar. No tenemos ninguna razón para suponer que el mar penetró más allá de la pequeña cuña estuarina mostrada en la figura 6 (7000 AP). La línea de costa a los 7000 AP se encontraba al menos 500 m mar adentro y posiblemente hasta a 1 km de su posición actual. El Río Los Ángeles fluyó hacia el estuario durante gran parte del último ciclo interglacial/glacial, tal y como lo indica el masivo abanico aluvial submarino en la costa. Ello no excluye otras salidas (e.g., hacia Long Beach) ya que actualmente es bien conocido que el río ha cambiado su curso frecuentemente en tiempo histórico (Gumprecht 1999). Los Acantilados de Ballona fueron esculpidos en la margen norte de las dunas eólicas pleistocénicas masivas que se acumularon en la dirección del viento en respuesta a la erosión del abanico deltaico y la planicie de inundación, durante el último estadio glacial y posiblemente antes. La erosión de los acantilados fue causada por la desviación del Río Los Ángeles, que fuera empujado hacia el sur de su planicie de inundación por los mismos depósitos de sus tributarios, como sucedió históricamente con los ríos Los Ángeles y Tujunga en el Valle de San Fernando. Las áreas de vegetación pantanosa se desarrollaron rápidamente en las porciones oriental y sur de la bahía, expandiéndose conforme se incrementó la sedimentación (Brevik et al. 1999). El análisis de ostrácodos de la laguna revela una alta tasa de sedimentación entre 6580 y 4600 AP (Palacios-Fest 2000).

Hacia 5000 AP, la transgresión marina eustática se encontraba cerca de su final conforme la masa de hielo continental había desaparecido casi totalmente en respuesta al calentamiento global. Por lo tanto, es válido proponer una amplia "Bahía de Ballona" para ese tiempo, con la invasión de aguas oceánicas cubriendo los tributarios del Río Los Ángeles y el Arroyo Ballona. Las aguas profundas en la costa, sin embargo, pudieron haber impedido el crecimiento de barreras de arena extensas en este tiempo, aunque la formación de bancos de arena y barras sumergidas pudieron comenzar a formarse tan cerca como las márgenes de la línea de costa actual, como resultado del cambio significativo en la energía del oleaje debida a la refracción. Es posible que las barras de arena de media bahía y los bajos se hayan formado en la "Bahía de Ballona" en un momento neutro durante el cual los procesos fluviales estacionales se encontraron con el oleaje permanente dando lugar a corrientes en la parte exterior de la bahía. Se cuenta con escasa información para esta interpretación, más allá de observaciones en otras bahías, pero es significativo que la grava fluvial que subyace el acuífero de Ballona se elevó a cerca de 20 m de la superficie en esta localidad y pudo ser responsable de la formación de bajos. Estos sitios debieron favorecer a las comunidades de pescadores ya que representan pequeños bancos secos en medio del pantano, marismas y aguas abiertas (Altschul et al. 1992a, Stoll et al. 2003, Rosenthal y Hintzman 2003). La barra a media bahía cerca del sitio CA-LAN-61 pudo haber sido favorecida por el depósito del abanico aluvial. Los pantanos salinos cerca de la parte externa de la bahía probablemente tenían una extensión limitada en ese tiempo como lo indica la baja sedimentación que alcanzó las zona intermareal. La costa abierta aún se encontraba cerca de 100 a 200 m mar adentro de los acantilados ya que gran parte de la erosión de los mismos continuaba desde 5000 AP (fig. 6; 5000 AP), hasta que fueron estabilizados para la construcción moderna de casas habitación. La presencia de ostiones en 6220 ± 80 AP a una profundidad de 4.7 m en el núcleo 1 refleja las condiciones de estuario abierto prevalecientes en esta parte de la bahía abierta. Estos organismos también fueron encontrados en las aguas someras a 1.6 y 1.8 m en el núcleo 100 hace 4790 ± 120 AP. La presencia del caracol cornudo a una profundidad de 2 m y 4900 ± 140 AP en el núcleo 61 indica condiciones intermareales.

Alrededor de 4000 AP, la transgresión eustática había concluido. Los cambios que siguieron en la configuración de la "Bahía de Ballona" son atribuibles a: (1) la contribución de sedimentos fluviales de los ríos Los Ángeles, Ballona y Centinela que pudieron haber causado la "aluviación" de la bahía interna en forma de barreras intermareales longitudinales y marismas; (2) la acreción de pantanos salinos en las áreas supramareales alrededor de las margenes externas de la bahía favoreciendo la formación de barreras por acreción a sotavento; (3) la sedimentación marino/estuarina en la bahía externa aún limitada por la extensión de la misma incluyendo la sedimentación intermareal que era esencialmente marginal; (4) el crecimiento casi continuo de barreras de playa a través de la bocana de la bahía externa; (5) la compactación continua y la posible subsidencia por tectonismo; y (6) la depresión hidro-isostática general de la zona costera y en particular en el área de la plataforma continental en la que la carga hidro-isostática contribuyó hasta 1m/1000 años de subsidencia en relación a los datums terrestres fijos (fig. 6; 4000 AP). Inmediatamente después de 4000 AP, los ostiones y las almejas navajas desaparecieron por completo de la bahía siendo reemplazadas por los caracoles cornudos. Éstos son más tolerantes al agua dulce, por lo que el cambio marca la creciente influencia fluvial a partir de este tiempo (Shelley 2001). Un cambio radical en la población de ostrácodos también apunta a este cambio ya que hacia 4200 AP la fauna de ostrácodos de agua dulce reemplaza a la preexistente fauna de afinidades marinas (Palacios-Fest 2000) (véase fig. 4).

Para 3000 AP, la bahía interna que se formara en respuesta a la transgresión inicial debió haber sido totalmente enterrada por debajo de los depósitos intermareales de arena y lodo, limitando con ello el acceso de aguas oceánicas a la antigua bahía externa (fig. 6; 3000 AP). La planicie costera al norte se extendió como resultado de la acumulación de sedimentos eólicos y fluviales supramareales (de inundación) que empujaron los pantanos salinos y la planicie costera hacia el sur. Es posible que los pantanos salinos se hayan extendido hacia el sur desde su localización al margen norte de la bahía conforme las barreras intermareales y las marismas se desplazaron al occidente del Arroyo Ballona. Como en ocasiones anteriores, gran parte de este escenario dependió de la importancia que haya tenido la descarga y el tipo de sedimentos provenientes del arroyo. Si en ese tiempo el arroyo aún recibía la descarga del Río Los Ángeles, aun si hubiera sido intermitentemente, las tasas de acreción y progradación de la línea costera, así como el retrabajamiento de los sedimentos durante inundaciones mayores, debieron haber sido mucho mayores. Si por el contrario, el arroyo no recibió la descarga del Río Los Ángeles, el área debió convertirse en un medio pasivo similar al observado en tiempos históricos.

Hacia 2000 AP, la planicie costera (sedimentos eólicos y fluviales supramareales) continuó invadiendo el pantano salino a lo largo de la margen norte de la cuenca. Este pantano era relativamente extenso, abarcaba gran parte de la bahía desde su extremo norte hasta las bocanas de los arroyos. Las barreras y los acantilados costeros se encontraban aún como a 50 m mar afuera de su posición actual. En este tiempo se formó en la bahía (laguna) una extensa marisma intermareal carente de vegetación. Ostrácodos y diatomeas de agua dulce y salobre dominaron el ambiente (Palacios-Fest 2000). La presencia de las almejas Epilucina californica y Cryptomya californica indica el final de la transgresión marino/estuarina (fig. 6; 2000 AP). Asimismo, las concentraciones de polen de Chenopodiaceae-Amaranthus y otras "Compuestas" fueron más constantes, pero la vegetación arborea terrestre (i.e., Pinus, Quercus) se hizo más errática (véase fig. 5).

Hacia 1000 AP, las islas en los pantanos salinos y los marismas intermareales se hicieron más extensos. La línea de costa abierta se encontraba posiblemente cerca de su posición actual pero, como antes, los acantilados debieron encontrarse aproximadamente a 100 m del mar. Inferimos que en este tiempo se forma una doble barrera registrada en los mapas históricos (Chase 1861, US Coast Survey 1893) (fig. 6; 1000 AP). Estas dobles barreras son comunes a lo largo de muchas costas y pueden tener distintos orígenes: (1) desviación del drenaje por la formación de una sola barrera; (2) invasión de barreras múltiples en un ambiente con abundantes sedimentos; (3) el agrietamiento por aguas de inundación que invaden una barrera interna y posteriormente son desviados a una nueva barrera formada por los sedimentos de estas corrientes; (4) subsidencia; e (5) interferencia humana. Durante este milenio el creciente volumen de agua descargada por los arroyos Ballona y Centinela dio lugar a una sedimentación acelerada y la expansión de los pantanos y humedales con la consecuente reducción en el área de aguas abiertas en la laguna (Brevik et al. 1999). Los datos de polen indican que, antes de 3000 AP, las especies más abundantes fueron las que se adaptaban a las condiciones de aguas abiertas o salobres (i.e., Ruppia, Botrycoccus, Pediastrum, dinoflagelados y foraminíferos), mientras que después de entonces las especies de aguas someras tales como la espadaña y el tule (Typha-Sparganium y Cyperaceae) se hicieron más numerosas (Davis 2000). Para este tiempo, los ostrácodos de agua dulce y las diatomeas dominaron hacia la parte externa de la laguna. En toda el área fueron comunes moluscos terrestres y de aguas salobres (i.e., Cerithidea californica y Melampus olivaceus).

La configuración actual de la Laguna de Ballona fue mapeada en 1893 por el US Coast Survey. Hace aproximadamente 200 años, los sedimentos habían saturado gran parte de la laguna formando el complejo de islas arenosas y los extensos pantanos salinos y dulceacuícolas que cubrieron la antigua laguna (fig. 6; 200 AP). La orilla norte de la laguna se desplazó ligeramente al sur conforme la planicie costera del norte continuó expandiéndose.

Esta reconstrucción paleogeográfica proporciona un modelo para explicar la evolución de los patrones de uso del suelo por los habitantes de la Laguna de Ballona. Se requieren mayores datos para afinar este modelo. Sería ideal contar con mayores evidencias subsuperficiales para: (1) alcanzar mayor profundidad en el núcleo 1B para determinar la profundidad de la grava fluvial subyacente de edad pleistocénica; (2) obtener los registros de perforación petrolera para definir en su totalidad la superficie terrestre durante el Pleistoceno tardío; y (3) obtener nuevos núcleos en la parte norte de la cuenca de la laguna y un nuevo núcleo profundo en el centro de la cuenca para análsis paleontológico.

 

Discusión

La figura 6 (200 AP) muestra el mapa de la Laguna de Ballona preparado por el US Coast Survey en 1861 (Chase 1861). Dicho mapa presenta la laguna separada del océano por una doble barrera de sedimentos. Asimismo, documenta varias "islas" arenosas que se encuentran por arriba de los pantanos. Dado su mejor drenaje, estas islas dieron a los nativos la posibilidad de explotar recursos de los humedales y usar el suelo (Alstchul et al. 1992a, Stoll et al. 2003, Rosenthal y Hintzman 2003). Los arroyos Ballona y Centinela representan la fuente primaria de agua dulce a la laguna y la planicie costera permitiendo la configuración del área durante los últimos 5000 años. No es de sorprender el rápido relleno de la Laguna de Ballona; tanto las lagunas como los humedales asociados a éstas frecuentemente son rasgos geológicos de corto alcance (Orme 1990, Bird 1994, Eisma 1998).

La barrera a través de la Laguna de Ballona permaneció relativamente constante durante gran parte de los últimos 7000 años, periodo en el cual tuvieron lugar sólo algunos cambios en la localización y configuración de las desembocaduras de los drenajes. Nuestra observación es consistente con los registros alrededor del mundo del descenso relativo del nivel del mar (RSL por sus siglas en inglés) en aquel tiempo (Lajoie 1991, Gallagher 1996, Hori et al. 2003, McMillan et al. 2003, Moriwaki et al. 2003, Saito y Goodbred 2003, Tornqvist et al. 2003). Asimismo, existía una línea de costa cerca del núcleo 209 desde hace 7000 años y hasta que el Arroyo Centinela cambió su curso hacia el oeste hace aproximadamente 2000 a 3000 años, depositando una gran cantidad de sedimentos que rellenaron la cuenca de la laguna. Ambas observaciones coinciden en señalar un equilibrio dinámico entre el levantamiento tectónico y el ascenso del nivel del mar a partir de 7000 AP, posiblemente creando una situación similar a la propuesta por Kraft et al. (1980, 1982) para las costas de Turquía durante los últimos 3500 años. Con base en los datos de polen y ostrácodos del núcleo 8 así como los fechamientos del mismo, ostrácodos y polen coinciden en mostrar que la transgresión marina cesó hacia aproximadamente 6200 AP (véanse figs. 4, 5). El área está sujeta a una incursión de agua dulce que se correlaciona bien con los pulsos registrados en el núcleo 1; sin embargo, la edad del evento es indefinida por la falta de fechamientos de radiocarbono en los niveles estratigráficos inferiores del último núcleo. El equilibrio entre el levantamiento tectónico y el ascenso en el nivel del mar probablemente prolongó la vida de la Laguna de Ballona, ya que ésta no estuvo sometida ni a inundaciones marinas ni a drenaje.

La salinidad del agua en la Laguna de Ballona ha sido variable a lo largo de su historia, alternando entre marina y dulceacuícola. En algunas ocasiones la laguna estuvo dominada por aportes marinos o evaporación, que causaron su salinización. En otras, en cambio, las descargas de los arroyos Ballona y Centinela fueron dominantes e indujeron un carácter más salobre a la laguna. Tanto los ostrácodos como el polen proporcionan información adicional para la reconstrucción de las condiciones paleoambientales que prevalecieron durante los varios estadios en la historia de la laguna. Cada grupo fósil muestra las fluctuaciones en el grado de salinización de la laguna. En general, los estudios paleoambientales en la Laguna de Ballona muestran que antes de 6200 AP dominaron las condiciones marinas. Entre 6200 y 4000 AP persistió la influencia marina, interrumpida varias veces por pulsos de agua dulce, en tanto que el ambiente dulceacuícola prevaleció a partir de 4000 AP. Es probable que desde 4000 AP los canales de marea hayan sido frecuentemente bloqueados o rellenados por arriba del nivel del mar, impidiendo así que el agua dulce de los arroyos Ballona y Centinela traspasara las barras de arena, diluyendo la laguna.

 

Conclusiones

En conclusión, es poco común indentificar patrones de cambio ambiental tan claros como el obtenido en la Laguna de Ballona. Maynar y Biggs (1985) señalaron la importancia en la unificación de modelos de depositación y la analogía entre depósitos modernos y antiguos. Mediante el presente análisis ha sido posible reconstruir la evolución a largo plazo de la Laguna de Ballona desde el Pleistoceno tardío hasta el Holo-ceno. Su reconstrucción estratigráfica muestra un sistema probablemente en equilibrio estático con el ascenso en el nivel del mar desde los 7000 AP. Por lo tanto, la evolución de la laguna estuvo controlada principalmente por el relleno sedimentario más que por las fluctuaciones en el nivel del mar. Las tasas de sedimentación fueron más altas en las desembocaduras de los arroyos Ballona y Centinela y en los pantanos a lo largo de estos drenajes. Ello indica que la depositación de sedimentos desde los drenajes terrestres fue la principal responsable del relleno de la laguna.

En las inmediaciones del núcleo 209 (cerca de la intersección entre las avenidas Lincoln y Jefferson) se estableció un línea de costa relativamente estable por varios milenios. Dicha estabilidad ofreció a los pobladores prehistóricos una localidad estratégica para la explotación de los recursos de la laguna, tales como plantas, moluscos y peces. Existieron varias zonas arenosas por arriba del nivel del mar en los pantanales alrededor de la Laguna de Ballona, algunas de las cuales fueron identificadas en este estudio así como en estudios arqueológicos recientes. Estas islas arenosas se encontraban mejor drenadas que los humedales circundantes, de tal manera que constituían superficies de tierra disponibles para la ocupación humana al menos estacionalmente. Al comparar este estudio paleoambiental basado en microfósiles con otros utilizando moluscos es posible elaborar una reconstrucción estratigráfica muy sólida para la interpretación de la evolución del panorama ambiental y los frecuentes cambios que afectaron la utilización humana de la Laguna de Ballona.

El ascenso en el nivel del mar, la formación de barreras costeras y la laguna, la sedimentación, la subsidencia y la actividad tectónica dieron forma a la Laguna de Ballona, que a su vez influyó decisivamente en la distribución de recursos disponibles para la colonización y subsistencia de poblaciones humanas. Los estudios recientes y otros en proceso en torno al área del proyecto Playa Vista proporcionarán mayor información para afinar el modelo paleoambiental presentado en este estudio. Este modelo, a su vez, ayudará a los arqueólogos a explicar la adaptación humana a través del tiempo en este sitio tan dinámico.

 

Agradecimientos

Agradecemos a Playa Vista Capital Company el financiamiento de este estudio como parte del Proyecto Arqueológico e Histórico de Playa Vista. Asimismo, agradecemos al Army Corps of Engineers, la agencia responsable de cumplir con la Sección 106 de este proyecto, por su apoyo. Estamos también en deuda con miembros de SRI tales como D Grenda, R Ciolek-Torrello, C Doolittle, B Vargas, K Becker, W Hayden, K Heidelberg y A Stoll por su asistencia en varios aspectos de las interpretaciones arqueológicas. C Tepley y M Mbila nos ayudaron en la descripción de los núcleos y los análisis mineralógicos y micromorfológicos. Por su parte, T Gust, T Hiett y C Elsener-Hayward elaboraron varias de las figuras. N Sheldon y un dictaminador anónimo hicieron contribuciones significativas a la mejora de este manuscrito.

 

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