Introduction
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Pédologie Programme prévisionnel des 7 séances Initiation à la reconnaissance des roches et - Introduction sur le milieu sol et sur les paramètres qui expliquent leur diversité! des grands types de sols - Les minéraux et les grands types de roches! Anne Poszwa - Les sols «"zonaux"»! ([email protected]) Genèse, Propriétés, - Les sols «" intrazonaux" » et azonaux sous dégradations gestion! climat tempéré! - Initiation à la description d’un sol – liens avec son occupation! Enseignements UE Pédologie, L2 et L3 Géographie (janvier – avril 2014)! Introduction Excursion –étude de profils de sols 1! 2! I. Interface caractéristique des écosystèmes terrestres 1. Mince pellicule meuble! Le sol, un milieu organisé et … qui se développe sur les roches affleurant en surface ! vivant, qui évolue sous l’influence de différents paramètres Sol sur dalle calcaire -Fr - (Ruellan A.)! Sol sur Grès (Vosges)! 4! … les sols sont présents presque partout sur les continents !: Sol agricole ! Sol forestier Azerailles (54)! peu ou pas de sols dans les montagnes et zones urbanisées! paysages du Massif du Carlit (Cerdagne, Languedoc-Roussillon, France)! Le paysage bocager du Charolais! Sauf là où système aquatique ! 5! Photo aérienne Epinal (Vosges) ! 6! Les propriétés de cette ressource orientent l’utilisation des sols, le découpage des terrains ! - Ils sont une ressource essentielle, non renouvelable, fournissant des services multiples! => Les sols contrôlent la structure les paysages! D. Arrouays, 2011! 7! Fond de vallée agricole, vallée de la Vézère – Dordogne (Mathieu 2009)! 8! - Ils ont une organisation horizontale! Leur épaisseur est limitée sous nos climats…! => Sols composés de différents horizons ! Sol sur Grès (Vosges)! La profondeur des sols en France (Gis Sol 2011)! Sol sur calcaires lacustres –Fr (Mathieu 2009)! 10! Aveyron -Fr! 2. Nés de l’altération d’une roche! Altération bio-physico-chimique de la roche! - Processus de «"Météorisation"»! Altération physique! Fragmentation matériau Facteurs actifs des réactions d’altération! ! surfaces Altération biochimique! Modification composition initiale du matériau et des minéraux «primaires!» … à une interface dynamique ! Première phase de l’érosion Réactions ! Mobilise, transporte, redistribue les éléments! 11! Dissolutions, Oxydations/ réductions Complexation, Hydrolyses ! ions Transformations ! Particules Précipitations ! Minéraux secondaires - Différentes étapes de formation d’un sol! * Fragmentation de la roche mère et naissance d’une altérite! * Colonisation de la roche! C! R! C : uniquement de la matière minérale (minéraux identiquesàroche)! Zones d’altération d’un lichen à la surface d’un granite (Mc Carrolet Viles, 1995) ! => surfaces ameublies, granuleuses… permettant le développement d’une végétation plus évoluée! 13! 14! - Formation d’une litière notée «"O"» (= horizon «"organique"»)! * Altération chimique conjointe! Agents !: Eau! CO2! Acides organiques! <= Action êtres vivants! Acides minéraux forts! C! O! C! Températures ! Conditions d’oxygénation! R! 15! R! Bouleaux et bruyères : flore sur grès armoricain près de Falaise (14)! O : uniquement de la matière organique! 16! * Mélange de constituants organiques et minéraux sous l’action des êtres vivants! Limite entre la géologie et la pédologie ?! ! Formation d’un horizon A ! (= organo-minéral)! ! Altérite ! Roche détritique meuble issue de l'altération physico-chimique de roches continentales! O! C! ! Sol (ss)! Il apparaît organique lorsque se lie de aux la O! A! matière C! produits d’altération de la roche ! => Importance des êtres vivants ! Définition «" Sol" » : pellicule d’altération R! d’une roche ou formation superficielle, qui évolue et s’organise en présence R! de A : association de matières minérales et organiques!18! matières organiques et d’êtres vivants. ! * Formation d’un horizon (B) ou W (= d’altération)! (B) : essentiellement des matières minérales très transformées (minéraux ≠ ceux de la roche)! Migrations et différentiation encore possible…! II. Facteurs influençant la formation et l’évolution des sols 1. Rôle majeur du climat! => Contrôle les processus d’altération et leur vitesse ! En période sèche (chaudes ou froides) A! O! A! (A. Ruellan 1986) O! B! C! C! Sol sous reg caillouteux (Sahara - Niger) R! R! Sol sur sables sédimentaires éocènes–Fr (Mathieu 2009)!19! Sols de Toundra en régions polaires ! roches mises à nu soumises à la désagrégation mécanique ! production de matériaux détritiques grossiers => Altérites 20 ! En climat humide «!favorables à la vie!» ! altération des roches Type d’altération selon la latitude Formation de sols ! développement de la végétation climat tropical! climat tempéré! profondeur des profils d’altération variable selon type d’altération Altération BIOCHIMIQUE! En général modérée! 21! Altération GEOCHIMIQUE! Très poussée! 2- Importance du substrat géologique! Exemples de profils sous différents climats - Résistance variable des roches en fonction de leur origine et de leur composition! Massif centra, 1600m alt.! «"terre noire de «"terre de bruyère"»! Limagne"» humifère Humifère Sableux et acide! calcaire et riche en argiles! «"Latérite épaisse (20 m), riche en oxydes de fer et Podzol, caractéristique argiles, sous climat tropical des hautes latitudes,! humide, développée en qq millions d’années! Développé en 5000 ans! 23! Fig : Sensibilité relative des roches à l’érosion mécanique et chimique! (Chorley et al. 1984, Probst 1990)! 24! : indice 1! Roches les moins sensibles 24! - Importance locale des formations superficielles! - Résistance variable selon histoire géologique! ! Tectonique ? ! Failles, plis = zones de faiblesse Souvent quaternaires, issus de climats glaciaires! favorisant l’altération ! …Repris par les rivières ! Ou par les vents! - Lien roches, reliefs et formations superficielles ! => Formations allochtones de nature parfois " roche dessous! 25! - Des minéraux dans les sols fonction de la nature du «" matériaux parent"» (roche ou formation superficielle)! (Jonin 2006) Dépôts de loess quaternaire, Seine et Marne (Mathieu 2009)! 26! 3- Action des êtres vivants! - Végétaux : source de MO et agents d’altération! Constituants minéraux : hérités de la roche ou ± transformés dans les sols! Minéraux primaires! Ramières de la Drôme Minéraux secondaires! Principaux minéraux des roches et des sols! En majorité des Silicates! => biomasse produite à la mort des organismes! minéraux des roches magmatiques! 27! => les racines des arbres pénètrent et facilitent l'érosion sur granite! 28! Étape 2 : Fragmentation des feuilles - des animaux brasseurs et agent d’agrégation! Influence l’évolution de la MO Effet direct! Détermine la microfaune (bactérienne, fongique) Etape 1 : brassage et stimulation de la microfaune - Vers de terre (macrofaune) 29! - des animaux agent d’évolution de la MO! Action conjointe des microorganismes Étape 3 : Accumulation de déjections Vers épigés (0,5 à 5cm, à pigmentation rouge) 30! - Champignons saprophytes! macrofaune! Lyse d’un pigment brun d’une cellule de feuille de hêtre " Agrégation par réseau mycélien! Vers endogés (sans pigment) " Dégradation de la lignine et des Vers enchytréides (mésofaune) pigments bruns (pb), responsables du blanchiment des bois et feuilles! Feuille squelettisée et déjections d’enchytréides - Champignons mycorhiziens! " Association champignon / racines! 31! => essentiel à la nutrition des arbres! 32! 4 – et il faut du temps…! - Bactéries! " associées Sols = formations ±"récentes! à argiles (ar) dans micro agrégats formés dans tubes digestifs des vers de terre! Argiles (ar) adsorbées sur micro agrégat avec bactéries (b), entourées de polysaccharides (po) !"#$%&'()*+,"%+-&#&'$)+!*+.")''&/*++ => participent à la minéralisation définitive de la MO! 1000 ans 10 000 ans => favorisent l’altération des minéraux du sol! => essentielles dans cycles éléments (C, N, S, Fe…) Bord plateau calcaire! ! Sol sur limons -Dommartinlès-Toul! Rq : Profondeur ou différentiation pas toujours liés à l’âge du sol ! … Jusqu’à 100 000A ou plus 33! … début de l’histoire actuelle, en France, après dernières périodes froides! 34! Synthèse de cette introduction sur les sols - Presque partout à la surface des continents! - Ressource essentielle pour les activités humaines! - Sol VIVANT !! - Constante évolution sous l’effet de 4 paramètres principaux ! Climat! Végétation et être vivants! Acquis via autres cours de votre formation! Matériaux parents (roches ou formations superficielles)! Temps! Biostasie et rhexistasie (Erhart 1956) en Bourbonnais (Favrot et al. 1973) 35! 36! Quelques exemples pour introduire les prochains cours…! - Élément essentiel du paysage! Utilisation selon propriétés chimiques (fertilité) et physique (circulation de l’eau)! - Importance des minéraux des roches ou formations superficielles et de leur composition chimique! => propriétés liées à la nature des constituants et à leur organisation! * déterminent les minéraux des sols, la fertilité et le 50% Fraction solide degré d’acidité des sols! Constituants minéraux Constituants organiques 50% Vides Minéraux riches en Silice et aluminium! Minéraux riches en éléments basiques ! Calcium, magnésium, potassium, sodium! caractère ! «"acide"»! fertilité! +! -! -! +! 38! * déterminent la taille des particule des sols et la circulation de l’eau dans les différents horizons! Propriétés des classes granulométriques (Girard et al.2011)! 39! 40!
