Soils of East Antarctic oasis: Interplay of organisms and mineral components at microscale

• Sergey Sedov ^[1] ; Elya Zazovskaya ^[2] ; Dmitriy Fedorov-Davydov ^[2] ; Tatiana Alekseeva ^[2]
  1. [1] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     
  2. [2] Russian Academy of Sciences

     Russian Academy of Sciences

     Rusia

     
• Localización: Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, ISSN-e 1405-3322, Tomo 71, Nº. 1, 2019, págs. 43-63
• Idioma: inglés
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Los suelos de los oasis antárcticos, en las áreas libres de hielo tanto en la costa como tierra adentro rodeadas por los glaciares terrestres o plataformas de hielo, atraen la atención como uno de los componentes de los ecosistemas más extremos de la Tierra. El conocimiento sobre las etapas iniciales de edafogénesis, formación y estabilización del solum, interacción entre los componentes orgánicos y minerales en estos suelos es todavía limitado.

    Hemos realizado un estudio micromorfológico de algunos perfiles de suelos superficiales, desarrollados en los sedimentos recientes no consolidados, bajo musgos y líquenes en el Oasis Schirmacher. El material mineral está dominado por partículas de arena, de minerales primarios (cuarzo, feldespatos K-Na y micas). Los granos de cuarzo demuestran estructuras superficiales indicativas de la fragmentación criogénica, mientras que la biotita tiene signos de alteración química: intemperización a lo largo del clivaje, deformación de las laminillas, pérdida de los colores de interferencia y del pleocroísmo. A pesar de las condiciones ambientales severas, el intemperismo incipiente genera minerales arcillosos y óxidos de hierro que se incorporan al material fino. Este último forma recubrimientos discontinuos sobre los granos gruesos generando un modelo de distribución c/f quitónico.

    La distribución de los componentes finos en forma de recubrimientos sobre los granos gruesos proporciona una interacción máxima con la humedad del suelo y la materia orgánica y con la generación de micro-hábitats para microorganismos. La característica micromorfológica común de los suelos estudiados consiste en una matriz compleja que combina tejidos bien conservados de musgos y líquenes y partículas minerales distribuidas entre ellos. Se concluye que los cuerpos edáficos estudiados son sin-sedimentarios: el depósito del material mineral ocurre simultáneamente con el crecimiento de las plantas primitivas. Los granos minerales están atrapados entre los tejidos vegetales que forman el “armazón” de la matriz del suelo. Está interacción permite también la conservación de la materia orgánica en la cubierta del suelo. Los suelos estudiados demuestran similitudes a las costras biológicas de otros ambientes terrestres extremos del presente y del pasado.

  • English

    The soils of Antarctic oases - coastal as well as inland ice-free areas limited by ice sheet or ice shelves attract attention as a block of one of the most extreme terrestrial ecosystems of the Earth. The knowledge about early stages of pedogenesis, solum formation and stabilization, interaction between organic and mineral components in these soils is still limited. We performed micromorphological investigation of several thin soil profiles developed under mosses and lichens on the sediments deposited by meltwater in a lake depression of Schirmacher Oasis. Mineral components are dominated by sand particles of primary minerals (mostly quartz, K-Na feldspars and micas) derived from gneiss bedrock. Quartz grains exhibit surface structures indicative of cryogenic fragmentation, whereas biotite has signs of chemical alteration: exfoliation along cleavage planes, deformation of laminae, loss of interference colours and pleochroism. Despite severe environmental conditions, incipient weathering occurs that contribute clay minerals and iron oxides to the fine material. The latter forms discontinuous coatings on the coarse grains providing a chitonic c/f related distribution pattern.

    Arrangement of the fine components in form of coatings on coarse grains provides their maximal interaction with soil moisture and organic matter and generation of microhabitats for the microorganisms.

    Common micromorphological features of the studied soils is a complex groundmass which combines well preserved organic tissues of mosses and lichens and mineral particles spread among them. We conclude that the studied soil bodies are synsedimentary: fluvial (and possibly eolian) deposition of mineral material that occurs simultaneously with the growth of primitive plants. The mineral grains are trapped between plant tissues which form a framework of the soil matrix. This interlacing provides also conservation of organic material within the soil layer. Studied soils demonstrate similarities with the biological crusts of other present and past extreme terrestrial environments.