El Gran Desierto de Altar es una importante sub-ecorregión del desierto de Sonora, localizado en el Estado de Sonora, en el noroeste de México. Tiene la única región erg activa en América del Norte. El desierto se extiende a través de gran parte de la frontera al norte del golfo de California, alcanzando más de 100 kilómetros de este a oeste, y más de 50 kilómetros de norte a sur. Constituye el área desértica continua más grande área dentro del desierto de Sonora.
La porción oriental del área contiene la región volcánica de las cumbres de El Pinacate, y con el área occidental del Gran Desierto de Altar forman la Reserva de la biosfera El Pinacate y Gran Desierto de Altar y un Sitio Patrimonio Mundial de la UNESCO.
El Gran Desierto cubre aproximadamente 5700 km², la mayoría de él en el estado mexicano de Sonora. Las esquinas más norteñas se empalman con la frontera hacia el Monumento Nacional Organ Pipe Cactus y Refugio Nacional de vida salvaje Cabeza Prieta en el suroeste de Arizona. Las capas de arena y dunas que dominan el paisaje varían en grosor de menos de 1 kilómetro a más de 12 kilómetros. El volumen total de arena en el Gran Desierto es aproximadamente 60 km³. La mayor parte de ese volumen fue llevado ahí por el río Colorado del pleistoceno, el cual fluyó a través del área donde actualmente se encuentra el Gran Desierto hace unos 120,000 años. Este delta del pleistoceno se movió hacia el oeste de manera síncrona al deslizamiento de placas tectónicas asociado con la falla de San Andrés y el golfo de California.
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