Rech et al.(2003)による〔『Isotopic evidence for the source of Ca and S in soil gypsum, anhydrite and calcite in the Atacama Desert, Chile』(575p)から〕

『チリのアタカマ砂漠における土壌の石膏、硬石膏、および方解石中のCaとSの供給源についての同位体による証拠』


Abstract
 The origin of pedogenic salts in the Atacama Desert has long been debated. Possible salt sources include in situ weathering at the soil site, local sources such as aerosols from the adjacent Pacific Ocean or salt-encrusted playas (salars), and extra-local atmospheric dust. To identify the origin of Ca and S in Atacama soil salts, we determined δ34S and 87Sr/86Sr values of soil gypsum/anhydrite and 87Sr/86Sr values of soil calcite along three east-west trending transects. Our results demonstrate the strong influence of marine aerosols on soil gypsum/anhydrite development in areas where marine fog penetrates inland. Results from an east-west transect located along a breach in the Coastal Cordillera show that most soils within 90 km of the coast, and below 1300 m in elevation, are influenced by marine aerosols and that soils within 50 km, and below 800 m in elevation, receive >50% of Ca and S from marine aerosols (δ34S values > 14‰ and 87Sr/86Sr values >0.7083). In areas where the Coastal Cordillera is >1200 m in elevation, however, coastal fog cannot penetrate inland and the contribution of marine aerosols to soils is greatly reduced. Most pedogenic salts from inland soils have δ34S values between +5.0 to +8.0‰ and 87Sr/86Sr ratios between 0.7070 and 0.7076. These values are similar to average δ34S and 87Sr/86Sr values of salts from local streams, lakes, and salars (+5.4±2‰, δ34S and 0.70749±0.00045 87Sr/86Sr) in the Andes and Atacama, suggesting extensive eolian reworking of salar salts onto the surrounding landscape. Ultimately, salar salts are precipitated from evaporated ground water, which has acquired its dissolved solutes from water-rock interactions (both high and low-temperature) along flowpaths from recharge areas in the Andes. Therefore, the main source for Ca and S in gypsum/anhydrite in non-coastal soils is indirect and involves bedrock alteration, not surficially on the hyperarid landscape, but in the subsurface by ground water, followed by eolian redistribution of ground-water derived salar salts to soils. The spatial distribution of high-grade nitrate deposits appears to correspond with areas that receive the lowest fluxes of local marine and salar salt, supprting arguments for tropospheric nitrogen as the main source for soil nitrate.』

要旨
 アタカマ砂漠の土壌生成塩類の起源は、長い間論争されてきた。塩類の供給源として可能性があるのは、土壌サイトにおける現位置風化や、隣接する太平洋あるいは塩類で表面を覆われたプラヤ(サラー)からのエーロゾルのような地域的な供給源や、超域的な大気粉塵である。アタカマ土壌塩類中のCaとSの起源を同定するために、我々は、土壌石膏/硬石膏のδ34Sと87Sr/86Sr値および土壌方解石の87Sr/86Sr値を、3本の東西方向の横断面に沿って決定した。海洋の霧が内陸に浸入する地域では、海洋からのエーロゾルが土壌石膏/硬石膏の発達に強い影響を与えることを、我々の結果は示している。コースタルコルディレラの裂け目に沿って位置する東西横断面からの結果は、海岸から90km以内で標高1300m以下の土壌の大部分は海洋からのエーロゾルの影響を受け、50km以内で標高800m以下の土壌は海洋エーロゾル(δ34S値>14‰および87Sr/86Sr値>0.7083)からCaとSの50%以上を受けとっていることを示す。しかし、コースタルコルディレラの標高>1200mの地域では、海岸の霧は内陸に浸入できず、海成エーロゾルの土壌に対する寄与は大きく減少する。内陸の土壌からの土壌生成塩類の大部分は、+5.0 〜 +8.0‰ のδ34S値および0.7070〜0.7076の87Sr/86Sr比をもつ。これらの値はアンデスおよびアタカマの地域的な河川、湖、サラーからの塩類の平均的なδ34Sおよび87Sr/86Sr値(+5.4±2‰, δ34S および 0.70749±0.00045 87Sr/86Sr)に似ており、周辺の地形へのサラー塩類の広範囲な風による再移動を示している。最終的に、サラー塩類は蒸発した地下水から沈殿し、アンデスの涵養域から流路に沿った水−岩石相互作用(高温および低温のいずれも)からその溶存した溶質を得ている。そのため、非海岸性土壌の石膏/硬石膏中のCaとSの主な供給源は間接的なもので、表層の極乾燥地形においてではなく、地下水による地下での基盤岩の変質を含み、地下水由来のサラー塩類の土壌への風による再分配が続いて起こる。高品位の硝酸塩鉱床の空間的分布は、地域的な海成およびサラー塩類のフラックスが最も小さい地域に一致すると思われ、これは対流圏の窒素が土壌硝酸塩の主要な供給源であるという説を支持するものである。 』

1. Introduction
2. The Atacama desert
 2.1. Location and environment
 2.2. Geology
 2.3. Surficial salt deposits
3. Methods
 3.1. Transect collection
 3.2. Analytical methods
4. Results and siscussion
 4.1. Physical characteristics of soils
  4.1.1. Antofagasta transect
  4.1.2. Tocopilla transect
  4.1.3. Llano de la paciencia transect
 4.2. X-ray diffraction
 4.3. Isotopic results and discusion
  4.3.1. Streams and salars/lakes
  4.3.2. Soils
   4.3.2.1. Antofagasta transect
   4.3.2.2. Tocopilla transect
   4.3.2.3. Llano de la Paciencia transect
  4.3.3. Summary
5. Origin of soil salts in the Atacama
6. Conclusions
Acknowledgments
References


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