Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana Volumen 71, núm. 1, 2019, p. 21- 42 http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2019v71n1a3

 Microscopic and tomographic studies for interpreting the genesis of desert varnish and the vesicular horizon of desert soils in Mongolia and the USA

Marina P. Lebedeva^1,3, Dmitry L. Golovanov^1,2, Vasily A. Shishkov³, Andrey L. Ivanov¹, Konstantin N. Abrosimov¹

¹ Dokuchaev Soil Science Institute, Russian Academy of Sciences, Pyzhevskiy pereulok, 7, 119017 Moscow, Russia.
² Lomonosov Moscow State University, Leninskie-gory, 1, office 2007, 119991 Moscow,Russia.
³ Institute of Geography, Russian Academy of Sciences, Staromonetnyj-Pereulok, 29, 119017 Moscow, Russia.

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Resumen

El artículo analiza la composición y microestructura del Horizonte vesicular Av (Aye), que consiste en la corteza superficial diagnóstica y el barniz del desierto (laca) de suelos, formados sobre diferentes rocas madres y llanuras fanaluvial y antigua en condiciones extremadamente áridas de Asia Central (Transltai Gobi, Mongolia) y América del Norte (Mojave, Estados Unidos). Se aplicó una amplia gama de métodos. Entre ellos, descripciones morfológicas y micromorfológicas, microscopía electrónica de exploración, análisis electrónico de microsondas y microtomografía, y también los métodos físicos y químicos tradicionales. Los datos mostraron que laca del desierto (barniz del desierto) tiene la misma composición y la relación relativa de los elementos (Fe/Ti y Mn/Ba) independientemente de la composición inicial de las rocas madres y de la ubicación geográfica de las regiones estudiadas. Las propiedades hidrofísicas específicas del horizonte cortical superficial, sobre todo su baja permeabilidad al agua, pueden explicarse debido al dominio absoluto de los poros cerrados (vesiculares) aislados identificados por la micromorfología y confirmados por la microtomografía. Explicamos el proceso de formación de suelos -formación conjunta de la corteza ligera, superficial y vesicular y también la laca oscura del desierto (barniz del desierto)- como un mecanismo hidrofísico-biogeoquímico causante de un aumento de la actividad microbiológica y procesos físico-químicos después de las lluvias raras y fuertes en temporada calurosa. La evidencia de este fenómeno radica en la evolución de las zonas empobrecidas de hierro alrededor de los poros. Al mismo tiempo, Mn²⁺ está sujeto a la movilización en el horizonte de la corteza y luego se mueve hacia arriba a la superficie con flujos de humedad capilar y de película contra el gradiente gravitacional seguido de la fijación en la barrera de oxígeno. La recuperación de sulfatos (sulfatreducción) se confirma indirectamente mediante la movilización de Ba²⁺, que se encuentra inmóvil en la presencia de sulfatos. Estos elementos (Mn y Ba) se acumulan en la parte inferior de las películas de doble capa, las cuales están en los microcavidades sobre los lados superiores de los fragmentos de roca del puente desértico en las áreas investigadas. Las películas sobre los lados inferiores y la parte superior de los fragmentos de roca están enriquecidas con Fe y Ti y, por lo tanto, adquieren colores rojizos. Sugerimos llamar a este proceso ‘criptosolodización’, a pesar de su carácter a corto plazo(explosivo). Incluye 5 etapas: (1) recuperación de Fe, Mn y sulfatos con la movilización de Ba²⁺ de BaSO₄ , (2) deposición de FeS y migración de Ba²⁺ y Mn²⁺ a la superficie de la roca, (3) coprecipitación de Ba y Mn en la barrera combinada de oxígeno-sorción, (4) oxidación S^2- a SO₄^2- con la movilización de Ti²⁺ de TiO₂ y (5) la oxidación Ti²⁺ y Fe²⁺ y su coprecipitación en forma de óxidos/hidróxidos TiO₂ y Fe(OH)₃.

Palabras clave: suelos desérticos, micromorfología, formación del suelo, mecanismos del desarrollo de barniz desértico y el horizonte vesicular (cortical).