Caracterización magnética de una climosecuencia de suelos entre el sureste de la provincia de La Pampa y el Litoral Atlántico

Abstract

Las propiedades magnéticas aplicadas al estudio suelos en una transecta comprendida entre las localidades de Cuchillo Có en la provincia de La Pampa y Necochea en la provincia de Buenos Aires, permitieron extraer conclusiones referidas al desarrollo edáfico. El mismo, genera variaciones en el registro de los valores magnéticos que fueron medidos e nterpretados. Los suelos objeto de estudio, con un rango de precipitaciones desde 450mm/año hasta 850 mm/año, constituyen una climosecuencia de la región pampeana, a aproximadamente 38 de latitud sur, desde régimen arídico en el oeste hasta ústico y údico en el este. El gradiente climático condiciona uertemente los procesos pedogenéticos actuantes provocando claras diferencias morfológicas entre los suelos, fundamentalmente en los extremos de la climosecuencia. Al oeste, bajo regímenes semiáridos, la escasez de precipitaciones inhibe la alteración, neoformación y translocación de arcillas, y la secuencia de horizontes es del tipo C-Ck o A-ACCk. Al este, en cambio, los perfiles de suelo presentan una secuencia de horizontes propia de suelos bien desarrollados, A-Bt-BC-C, en tanto que en las zonas intermedias es posible diferenciar suelos transicionales con presencia de horizontes Bw. Se estudiaron un total de 17 suelos representativos de los tres órdenes de suelos reconocidos en el área estudiada: Aridisoles, Entisoles y Molisoles, entre los que se distinguieron Haplocalcides, Petr ocalcides, orripsamentes, Haplustoles (arídicos y típicos), Argiustoles y Argiudoles. El grado de desarrollo pedogenético varía entre grado 0, en suelos del oeste de la transecta, a máximos acordes con un grado 3, en el este. Los minerales de hierro de los suelos, indicadores sensibles de los cambios ambientales, al ser analizados en el contexto regional mediante magnetismo ambiental, proporcionaron parámetros de utilidad en el análisis de los distintos grados de desarrollo pedogenético a lo largo de los 600 km de la transecta estudiada. A pesar de las diferencias en el régimen de precipitaciones y del grado de desarrollo pedogenético, se estableció un único modelo de comportamiento magnético para toda la región. Dicho modelo se caracteriza por un incremento de la señal magnética (susceptibilidad magnética) hacia el solum de los suelos, a lo largo de toda la transecta. Por otro lado, se comprobó que el valor absoluto de susceptibilidad específica también aumenta con la evolución de los suelos. Los parámetros magnéticos df, , MRA/MRIS, indican una mayor MRA concentración de minerales ferrimagnéticos finos en el solum, especialmente en los suelos más evolucionados. Por otra parte el valor de coercitividad de la remanencia (Bcr) y las relaciones interparamétricas MRIS/, y /MRIS fueron sensibles indicadores de intensidad MRA pedogenética. Al solum se asociaron los menores valores de Bcr y MRIS/ y los más altos valores de /MRIS, mientras que la relación inversa se registró en los MRA horizontes menos afectados pedogenéticamente (BC-C). Dicho comportamiento estaría generado por una mayor contribución de partículas ferrimagnéticas de grano fino SP/DS en el solum, producto de una combinación de procesos que involucran:acumulación preferencial de minerales de hierro ferrimagnéticos y biomineralización de óxidos de hierro ferrimagnéticos. Técnicas complementarias tales como DRx, MEB y EDX permitieron extraer información de utilidad en el análisis de los datos magnéticos. Los granos de minerales magnéticos se encuentran principalmente asociados a las fracciones limo mediano-grueso y arena muy fina y son de origen litogenético. En los tamaños mayores a 50 micrones, arenas muy finas a finas, dominan las morfologías subredondeadas a edondeadas, mientras que en la fracción menor a 50 micrones, son frecuentes las formas octaédricas, particularmente de tamaño limo mediano a grueso. El análisis del material mediante desmagnetización térmica y las mediciones de susceptibilidad a baja temperatura proporcionaron información relevante en la caracterización de la mineralogía magnética. La utilización de las distintas técnicas permitió afirmar que el principal portador de los valores magnéticos obtenidos en los suelos estudiados, es fundamentalmente titanomagnetita con baja sustitución de titanio, con un suave proceso de oxidación a baja temperatura. Se comprueba que las mediciones de susceptibilidad a baja temperatura permiten inferir distintos grados de desarrollo pedogenético a partir del análisis de la pendiente de la curva obtenida. Por encima de la temperatura de transición de Verwey, se obtuvieron pendientes más pronunciadas en horizontes superficiales de los suelos más evolucionados, este comportamiento se atribuye al mayor aporte relativo de minerales ferrimagnéticos más finos de origen pedogenético. Una vez establecido el modelo de comportamiento magnético para los suelos de la transecta, con régimen de precipitaciones por debajo de los 900mm/año, se realizaron estudios de suelos ubicados en la región central y norte de la provincia de Buenos Aires con regímenes de precipitaciones más abundantes. Se comprobó que el patrón de comportamiento caracterizado por incremento de la señal magnética hacia el solum se extiende hasta las proximidades de la localidad de Tandil. En contraste, el modelo de com portamiento magnético para los suelos de la zona de La Plata-Punta Indio es opuesto al de la transecta Cuchillo Có-Necochea;es decir de descenso de la señal magnética hacia el solum. Estos suelos corresponden a grados de desarrollo pedogenético 4 y 5, por lo que se estima que un grado de desarrollo pedogenético 3, constituye el límite a partir del cual los patrones magnéticos se invierten. Entre las regiones con comportamientos magnéticos opuestos, se determinó una zona de transición en la que los parámetros magnéticos no pudieron asociarse directamente a ninguno de los dos modelos mencionados.

The magnetic properties of minerals in soils along a west to east transect between Cuchillo Co (La Pampa province) and Necochea (Buenos Aires province) allowed to interpret the relationship between magnetic parameters and edaphological development. The transect of soils represents a climosequence with an aridic soil moisture regime in the west and ustic to udic in the east, in the Pampean Region, Argentina. Rainfall ranges from 450mm/year in the west to 850mm/year in the east in the studied area. The climatic gradient strongly regulates the soil forming processes, causing morphological differences between soils, mainly at the two ends of the climatic sequence. Towards the west, under semi-arid regimes, the shortage of rainfall inhibits the alteration, neoformation, and translocation of clays, and the sequences of soil horizons are C-Ck or A-AC-Ck. Conversely, the soil profiles show a more evolved sequence of horizons towards the east (A-Bt-BC-C). In intermediate areas transitional soils with Bw horizons are represented. Three different orders of soils were recognized in the studied area: Aridisols, Entisols and Mollisols. In turn, among these orders it is possible to differentiate the following great groups: Haplocalcids, Petrocalcids, Torripsamments, Haplustolls (aridics and typics), Argiustolls, and Argiudolls. Seventeen (17) soil profiles, with degrees of development ranging from degree 0 in the west to degree 3 in the east, were studied by conventional edaphic as well as magnetic methods. Iron minerals in soils are sensitive to environmental changes, providing valuable data for studying environmental conditions at regional level, as in the present case of a transect of soils covering a distance of 600 km. Despite differences in the rainfall regime in the region and the degree of pedogenetic development, a single model of magnetic behavior is evident throughout the region. This model is characterized by an increase of the magnetic signal (magnetic susceptibility) from the parent material towards the solum of the soil profile. Magnetic parameters df, , MRA/MRIS measured in all the samples MRA from the different horizons indicated a greater concentration of fine ferromagnetic minerals in the solum, especially in the more evolved soils. On the other hand, coercivity remanence (Bcr) and interparametric relations such as MRIS/and /MRIS gave valuable information indicating that they are also sensitive for MRA different degrees of evelopment. Lower values of Bcr as well as MRIS/, and higher values of /MRIS were associated to the solum, whereas the reverse MRA relationship was r egistered in the horizons least affected by pedogenesis (BCC). Such behavior would be generated by a greater contribution of fine grain size titano-magnetite at the boundary SP/DS in the solum. Genetically, such minerals should be the result of at least two processes: preferential accumulation of ferromagnetic iron minerals and ferromagnetic oxides produced by biomineralization. Complementary studies were performed by using X-ray difractommetry, scanning electr on microscopy (SEM) and X-ray microanalysis (EDX) which enabled us to obtain extra information for the analysis of magnetic data. The magnetic grains are mainly within the medium to coarse silt-fine sand fractions and are of lithogenetic origin. In the fraction coarser than 50 Gm dominate the subrounded to rounded habits of crystals while in the less than 50 Gm fraction it is frequent to find octahedrical crystals of titanomagnetites. The different techniques used here allowed to assert that the main carrier of magnetic records in the soils studied are mainly titano-magnetites with low content of Titanium and a smooth process of oxidation at low emperature. Applying thermal demagnetization accompanied by usceptibility measurements at high and low temperatures provides relevant information in order to characterize the magnetic mineralogy. Susceptibility at low temperature allowed to infer about different levels of pedogenetic development from the analysis of the slope of the curve obtained. The Verwey transition is useful in determining the contribution of magnetite but it was determined a clear relation between the slope of the curve and the pedogenetic evolution. More evolved soils showed steeper slope of the curves overcoming the Verwey transition. This behavior is attributed to the greater relative contribution of finer magnetic minerals. Once the model of magnetic behavior for the soils in the transect was established, additional studies were conducted on soils located in the central and northern region of the Buenos Aires province, where rainfall is more abundant. The magnetic pattern characterized by an increase of the magnetic signal to the solum extends to the vicinity of the town of Tandil. In contrast, the soils for the La Plata-Punta Indio zone (north of Buenos Aires) show an opposite model of magnetic behavior; i.e. the susceptibility decreases towards the solum. The soils at the north of the Buenos Aires province have degrees of development 4 and 5. Because of that, it is estimated that a degree 3 of pedogenetic development is the limit from which magnetic pattern change. Between the regions with opposite behavior, a transition zone in which magnetic parameters could not be directly associated to any of the two abovementioned models was also determined.