Formation des sols :

Il m'a semblé utile consacrer un article pour évoquer succinctement la manière dont les sols évoluent à partir du stade de la roche mère. Ce processus est le même depuis les origines de la Terre. Sans lui, la vie n'existerait peut-être pas sous les formes que nous lui connaissons aujourd'hui. Le croquis ci-dessous1 résume la formation des sols en quatre étapes :


(a): Zone humique. (b) : Zone organo-minérale. (c) : Zone d’altération. (d) : Roche mère.

Etape 1: La roche mère* qui affleure est soumise aux actions climatiques. Pluie, vents, ruissellement, gel, exposition au Soleil mais aussi action des plantes dites pionnières qui développent tout un arsenal de stratégies pour conquérir de nouveaux territoires. Les racines de ces dernières tentent de s'immiscer dans les moindres fissures ou interstices qu'elles rencontrent et, de ce fait participent au fractionnement des roches. L'action de l'eau est aussi responsable d'un phénomène nommé lessivage au cours duquel les éléments chimiques solubles sont enfouis plus profondément. C'est à ce stade qu'argile, calcite et quartz se séparent. A leur tour, ces derniers s'altèrent sous l'effet des infiltrations d'eau de pluie. Leur transformation chimique ou leur recombinaison (argilisation des micas, libération et oxydation du fer ...) contribuent à donner de nouveaux minéraux venant à leur tour enrichir le sol. 

Etape 2: Les plantes premières se renouvellent et meurent en laissant des composés organiques pendant que la fragmentation minérale se prolonge. A ce stade une fine litière est déjà présente qui devient un habitat naturel pour permettre l'établissement dans un premier temps d'une microflore (champignons et bactéries) suivie d'une microfaune (nématodes, acariens et collemboles) puis d'une macro faune (vers de terres et insectes).

Etape 3: Une fois en place, les acteurs de la décomposition organique des sols contribuent à la formation des couches humiques où s'imbriquent étroitement les composants organiques et minéraux. Ces couches devenant plus épaisses, une nouvelle forme de végétation va pouvoir s'enraciner. C'est à ce stade qu'apparaisent les végétaux feuillus qui vont accélérer la production de masses organique en disséminant leurs feuillages sur le sol.

Etape 4: Durant tous ces cycles les activités décrites à chacune des étapes précédentes se poursuivent simultanément contribuant à une potentialisation de l'ensemble des processus qui permettront d'obtenir, à terme, un sol fertile et profond. 

Remarque :  Toutes ces étapes qui se déroulent sur durées très longues sont relativement lentes à notre échelle temporelle. Partant de la roche mère, on considère un ordre de grandeur de 1000 ans pour constituer les 10 premiers centimètres d'un sol. 

* La roche mère n'est pas homogène sur Terre, elle peut être de différentes natures : Métamorphique (dure): granite, schistes, grès. Sédimentaire (tendre): craie, marne, argile ou meuble comme les sables et éboulis. 

Strates du sol:

Les sols peuvent être considérés comme un système vivant issus de l'action sur le long terme de différentes interaction smécaniques, chimiques, végétales, animales. Ci-contre, on peut voir concrètement les divers horizons* constitutifs d'un sol :

La couche superficielle de l'horizon organique est constituée par des débris végétaux (feuilles, herbes, plantes et bois morts) et des résidus d'origine animale (déjections et cadavres...)

L'horizon humique est issu de la dégradation des matières organiques sous l'action des décomposeurs bactériens, fongiques et animaux. (voir article sur la décomposition organique). Mélangé à de l'argile sous l'action notamment des vers de terres et des insectes.

Le niveau organo-minéral est une strate dans laquelle matières minérales et organiques sont mélangées assez grossièrement. Cette zone contient des éléments minéraux et chimiques (argile, fer, matière organique, carbonate de calcium, sels, etc...) et chimiques et organiques. 

L'horizon d'altération caractérise le premier stade de la transformation que va subir la roche mère. La matière minérale y laisse très peu de place à la matière organique. C'est à ce niveau que les deux modes de transformation Physique et chimiques interviennent. La désagrégation de la roche mère sépare les minéraux constitutifs de cette dernière. Par exemple si la roche mère est granitique, quartz, feldspath et mica seront dissociés puis altérés chimiquement (essentiellement par hydrolyse (au contact des eaux d'infiltration) et par oxydation) pour donner des minéraux dits secondaires.

* Chaque couche repérable et distincte d'un sol est nommée "horizon".

 

1 : Adapté à partir d'un croquis issu de "Le sol union de la matière organique et minéral " - Patrick.Hautefeuille - ingénieur agronome - 2017.