Pédogénèse 4

Le sol est distinct de la roche mère originelle par suite de l'action des facteurs biologiques et climatiques

Deux catégories de facteurs interviennent :

- Facteurs passifs : la roche mère = la "matière" , le temps, la topographie.

- Facteurs actifs : le climat, la végétation, le facteur chimique, les microorganismes, l'homme.

I. PHASES DANS L'EVOLUTION DES SOLS-DEFINITIONS

1) sol squelettique  = roche mère mise à nu par l'érosion : appelé lithosol si roche mère dure ou régosol si roche mère tendre  

2) sol jeune = début d'évolution , mais ses propriétés restent très voisines de celles de la roche mère

3) sol mûr = évolution terminée; est en équilibre avec la végétation et le climat, donc stable .

4) sol mort = sol fossile formé sous d'autres climats ne correspondant plus aux conditions actuelles, y compris la végétation, parfois enterré sous des dépôts nouveaux . 

II. LE CLIMAX D'UN SOL OU PEDOCLIMAX OU CLIMAX EDAPHIQUE 

Celui-ci correspond à un sol nu, portant lui-même une végétation climacique, qui se renouvelle d'une manière semblable à elle même.

Dans son sens strict, le climax du sol est le profil en équilibre avec la végétation stable ... non modifié par l'homme, mais par extension, on considère comme climax l'ensemble sol végétation non perturbé caractérisant un milieu donné.

Ceci fait ressortir l'existence d'un climax climatique ( échelle mondiale ) et d'un climax stationnel  ( caractère plus local d'où variantes multiples )

a) Le climax climatique : sols zonaux et sols analogues  

- Les sols zonaux sont ceux dont le climax dépend essentiellement du climat : l'évolution de sols zonaux est virtuellement indépendante de la roche mère dont ils sont issus; elle est conditionnée par le climat et la végétation qui en latitude forme des "zones" et en altitude des "étages".

ex. des sols zonaux des auteurs russes :

Toundra ... mousses lichens, arbustes nains ( horizon de surface très organique : sol gelé ) --> podzols... forêt de résineux --> sols bruns et chernozems dégradés ... forêts feuillues --> chernozems ... steppes denses--> sols châtain brun des steppes ... steppe clairsemée.

- Les sols analogues : formés par des roches mères différentes mais dont les horizons supérieurs sont identiques ainsi que les types d'humus car portant le même type de végétation.

b) Subdivision des horizons principaux

Les subdivisions des horizons principaux sont indiquées soit à l'aide de lettres minuscules , soit à l'aide de chiffres arabes  en indices qui permettent de préciser certaines caractéristiques de ces horizons.

Horizons A 

- A₀₀ ou L : litière , débris végétaux identifiables.

- A₀ : horizon organique à structure originelle détruite  ( + de 30 % de matière organique  ).A₀ est appelé actuellement O si non tourbeux ou H si il est tourbeux.

- A₁ ou A_h ou A : horizon mixte contenant en mélange de la matière organique ( moins de 30 % ) et de la matière minérale.

- A_p Horizon humifère labouré donc homogénéisé, et à limite inférieure nette.

- A₂ ou A_e ou E : horizon pauvre en matière organique  souvent lessivé en argile et en sesquioxydes, couleur claire  ( horizon dit éluvial )

- A₃ ou A/B ou AB : Horizon de transition entre les horizons éluvials et illuvials marquant un début d'accumulation des colloïdes.

Horizons B

Les indices numériques sont utilisés pour indiquer des variations quantitatives non qualitatives

- B₁, transition avec A₃

- B₂, zone d'accumulation principale

- B₃, zone de transition entre B et C

Les minuscules indiquent les variations qualitatives

- Bt , accumulation d'argile

- Bh, accumulation d'humus

- Bs ou B_Fe , accumulation dominante de sesquioxydes

Horizons G 

G₀, gley oxydé à tâches et concrétions de Fer ferrique   

Gr = gley réduit uniformément verdâtre à Fer ferreux dominant

Rem : certains indices s'appliquent ,suivant le cas, à des horizons principaux différents A, B, ou C 

g : pseudogley , à hydromorphie temporaire , bariolage de tâches blanches, grises, ou rouilles, parfois de concrétions noires.

Ca : horizon enrichi en Carbonate de Calcium

Cs : horizon enrichi en sulfate de calcium

Egalement X = fragipan, m structure massive, Sa : efflorescences salines

Certaines modifications à cette nomenclature ont été proposées :

E remplacerait Ae

O remplacerait A₀ 

Bw remplacerait [B]

Principes généraux des classifications synthétiques

Il est évident que les buts et les moyens sont différents, et dans beaucoup de pays, le travail de classification a été abordé simultanément à ses deux extrémités. Les classifications supérieures doivent faire abstraction des propriétés de détail pour se baser exclusivement sur les processus fondamentaux des profils ; c'est pourquoi on les dit "génétiques".

Les premières classifications génétiques étaient basées soit sur le climat, soit sur un facteur chimique, soit sur les deux à la fois  ( classifications mixtes ). Actuellement elles se basent sur l'ensemble des caractères du profil : morphologiques, biologiques , physico-chimiques , minéralogiques , ce sont des classifications génétiques à caractères synthétiques . 

Les critères fondamentaux sont :

1) Le développement de profil, en liaison avec son degré d'évolution : profils (A)C, AC, A(B)C, ABC

2) Le mode d'altération climatique : les sols les moins altérés chimiquement se rencontrent en climats arides secs ou froids ( par exemple de steppe ); les plus altérés chimiquement appartiennent appartiennent aux climats équatoriaux humides .

3)Le type de matière organique  et son influence sur le génèse et l'évolution des sols

4) l'influence des matériaux parentaux  : cas des sols intrazonaux, tels les sols sur cendres volcaniques .

5) l'hydromorphie, dans le cas où elle est suffisamment accentuée pour intervenir sur l'évolution des sols - parfois aussi l'halomorphie  ( classification française des sols )       

exemples :

climax climatique des plaines atlantiques : chênaies atlantiques à mull

- sols analogues :

+ sur limon : sol brun lessivé à mull

+sur terra fusca : sol brun calcique à mull 

+ sur sable limoneux : sol lessivé acide à mull

- climax climatique subalpin : Pineraie à rodhodendrons, à humus mor

- sols analogues :

+ sur calcaire : rendzine à mor

+ sur roche acide : podzol à mor

c) Les climax stationnels 

Dans certains cas locaux particuliers l'évolution vers le sol zonal est entravée. Exemple des tourbières, marécages, voisinages des cours d'eau , une roche mère calcaire très superficielle, une topographie particulière etc ...

Les climax stationnels peuvent ainsi occuper plus de superficie que les climax climatiques .

On y distingue ainsi des sols intrazonaux , c'est à dire différents de ceux qui caractérisent habituellement une zone.

exemples :

- les alluvions d'un fleuve traversant différents sols zonaux

- les rendzines

- les bas-fonds marécageux.

d) Les sols dégradés 

Ce sont ceux qui ont subit une évolution différente de leur évolution normale , à la suite d'une influence extérieure, le plus souvent humaine . La végétation originelle a été remplacée par une " association secondaire " différente et plus ou moins stable , d'où un autre type d'humus et une pédogénèse différente.

Exemple de la lande à bruyères de la Campine, de gascogne... proviennent directement des défrichements de la chênaie initiale ( chênaie à bouleaux clairièrée ). Le sol lessivé à mull a évolué vers un podzol ou un sol podzolique à moder, ou encore selon les stations , un sol lessivé podzolique à pseudogley.

e) Les types d'évolution des sols

On distingue l'évolution progressive, orientée vers le climax et l'évolution régressive qui s'éloigne du climax

- L'évolution progressive

On part d'une roche mère mise à nu par l'érosion ou résultant d'un dépôt nouveau ( amas de terre, motte, terril,dunes, alluvions nouvelles, etc...) . Le sol est colonisé par une végétation qui progresse et se développe en évoluant vers le climax.

Ex : pour la Belgique : loes ( limon calcaire qui se décalcifie), régosol, sol brun forestier, sol brun lessivé.

- L'évolution régressive

Elle peut se manifester de deux manières :

+ Par érosion qui " rajeunit" les sols en décapant les horizons supérieurs et parfois les horizons profonds.

+ Par évolution nouvelle.

Suite à une intervention nouvelle qui détermine un changement de végétation

ex. Le pédoclimat de la campine  = sols acidifiés avec chênaie acidiphile  ; il a disparu presque partout et est remplacé par une lande sur podzol

Remarques

1) Les processus de dégradation dépendent étroitement de la R.M. ; alors que les sols climaciques analogues sont très voisins , les nouveaux types de sol formés sont nettement différents suivant le type de roche mère. 

exemple .  

 

2) Si l'action destructrice de l'homme cesse, il se manifeste l'amorce d'une nouvelle évolution progressive, d'autant plus rapidement et facilement que la dégradation pédologique du sol est moins avancée .Si le sol est fortement dégradé, quelle que soit la nature de cette dégradation ( podzol, pseudogley ou rendzine ) le retour à la végétation primitive est difficile et parfois impossible  : le nouveau type de sol est en équilibre avec la nouvelle végétation qui a remplacé celle de départ. L'association secondaire et son sol constitue un paraclimax 

Ex. Lande à bruyères = paraclimax

3) Certains auteurs considèrent qu'un même processus évolutif peut être progressif ou régressif ( selon les circonstances ) . Ainsi la podzolisation est une évolution progressive en climat froid  ( boréal ou haute montagne  ) car le climat est le podzol , mais en climat atlantique le climat atlantique , le climax étant une chênaie et le sol (brun) lessivé : la podzolisation est une régression. Cette conception n'est cependant pas admise par tous les pédologues.   

f. Les cycles d'évolution

Lorsqu'une évolution régressive est suivie d'une nouvelle évolution reconstituant le sol climacique , l'ensemble représente un cycle d'évolution.

Plusieurs cycles d'évolution peuvent se succéder sur une même roche mère , dans la majorité des cas, chaque nouveau cycle passe par les mêmes étapes et il conduit au même sol  

Ex.

- érosion puis nouvelle pédogénèse sur sol de pente

- dépôts alluvionnaires

- dépôts colluvionnaires

Mais ce n'est pas toujours le cas. Par exemple si le premier cycle d'évolution est ancien, un changement de climat peut se produire entre temps. Dans ce cas , le sol moderne en équilibre  avec le climat actuel est alors indifférent du sol ancien , que l'on peut qualifier de sol fossile . Le sol fossile peut être recouvert par des dépôts nouveaux. On peut dire qu'il est enterré d'autant plus profondément qu'il est ancien. Mais le sol fossile peut demeurer en surface et subir une évolution, il sert alors de roche mère.Les sols qui subissent une superposition de pédogénèses sont nommés sols plycycliques  ou sols polyphasés.        

III. PROCESSUS FONDAMENTAUX D'EVOLUTION DES SOLS 

On en retient 8 principaux, mais ,il est entendu qu'un même sol peut subir successivement subir plusieurs processus . De plus, certains auteurs en retiennent d'autres

ex. podzolisation en surface et gleification en profondeur. 

LESSIVAGE : entraînement mécanique des colloïdes et des sels solubles sous humus biologiquement actif et un milieu faiblement acide , actuellement, on a tendance à utiliser spécifiquement le terme LIXIVIATION pour l'entraînement des sels solubles et LESSIVAGE pour les argiles.

PODZOLISATION : altération chimique des colloïdes minéraux avec libération des sesquioxydes sous l'action d'un acide du type mor ( acides fulviques ).La podzolisation est essentiellement un processus d'altération chimique intense des éléments silicatés, se produisant sous l'action de cet humus brut et libérant des sesquioxydes.

RUBEFACTION ou FERRUGINATION : : lessivage en milieu alcalin avec entraînement du calcaire et libération d'oxydes de Fe qui sont ensuite déshydratés ( région méditerranéenne).

Remarque :

Sesquioxydes : Fe₂O₃, Al₂O₃ : (Composé qui comporte trois liaisons oxygène, soit un ion oxyde O^2- et demi par atome, soit trois atomes d'oxydant pour deux atomes oxydés).

Oxyhydroxydes :

ex. L’oxyhydroxyde de fer(III) est un composé chimique de formule FeO(OH) sous forme anhydre. Il s'agit d'un oxyde hydroxyde de fer à l'état d'oxydation +3. Il existe également sous forme hydratée FeO(OH)·nH₂O ; le monohydrate FeO(OH)·H₂O peut également être décrit comme l'hydroxyde de fer(III) Fe(OH)₃, et est également appelé oxyde de fer hydraté ou oxyde de fer jaune.

L'oxyhydroxyde de fer(III) existe sous plusieurs formes minérales :

• goethite α-FeO(OH), de structure orthorhombique,
• akaganéite ß-FeO_1-a(OH)_1+aX_a, où X est souvent un ion chlorure Cl^-,
• lépidocrocite γ-FeO(OH), assez rare dans le milieu naturel,
• feroxyhyte δ-FeO(OH), variété de haute pression qu'on trouve notamment au fond des océans,
• limonite, agrégat microcristallin d'oxydes et d'hydroxydes de fer hydratés, composant principal du chapeau de fer.

 

LATERISATION ou FERRALITISATION

Lessivage de la silice et des bases échangeables , accumulation de sesquioxydes ( et de kaolinite ) en surface ( régions tropicales et équatoriales ) .

CALCIFICATION

Lessivage partiel des alcalino-terreux ( Ca,Mg) et accumulation de calcaire en profondeur ( régions steppiques ).

SALINISATION

Migration ascendante des sels alcalins et alcalino-terreux ( Na, K, Ca,Mg ), provenant d'une nappe phréatique saline

SOLONISATION

Salinisation suivie d'un lessivage des argiles en milieu alcalin

GLEIFICATION

Lessivage localisé ou remontée du fer ferreux et précipitation à l'état ferrique.