Climat
Je joue un rôle important dans la pédogenèse (processus et temps de formation et d’évolution du sol). Je peux être continental, océanique, aride, méditerranéen,…
Rédaction : Michel Brossard et Isabelle Letessier.
Sous des climats différents mais en conditions topographiques (pente, altitude) équivalentes, les mêmes matériaux parentaux ne portent pas du tout les mêmes sols (épaisseur, quantité, nature et répartition verticale des argiles, des composés organiques, des oxydes, des sels, pH, etc.).
Les conditions climatiques sont étroitement liées à la radiation solaire et aux précipitations qui arrivent à la surface du sol. La radiation solaire est la principale source d’énergie qui permet le déroulement des processus physiques, chimiques et biologiques du sol. Son efficacité est maximale, entravée, voire bloquée selon la teneur en eau du sol. Enfin la végétation qui dépend aussi largement des zones climatiques (biomes), influe à son tour sur les sols.
On constate notamment de grandes différences liées au climat pour :
● L’intensité de la transformation des minéraux du sol (de « à peine » à « complètement » modifiés ou dissociés) est le résultat de celle-ci (nature des minéraux formés)
● La composition, la vitesse de décomposition, donc la quantité des matières organiques présentes dans le sol,
● La nature et le fonctionnement de la vie dans le sol et des plantes dépendent aussi de la radiation solaire, toujours en fonction de la disponibilité de l’eau du sol.
Les précipitations annuelles et leur distribution (saisonnalité, extrêmes, intensités horaires, irrégularités interannuelles) conjuguées au taux d’évapotranspiration, régulent par ailleurs la teneur en eau du sol, la profondeur de percolation de l’eau dans le sol, les réserves en eau du sol disponibles pour les plantes, et la fourniture d’eau aux organismes du sol (microbiote et faune du sol). De ces caractéristiques pluviométriques découlent aussi des risques : les sols peuvent plus ou moins les réguler, mais aussi en être victime (érosion et salinisation, notamment).
Zonalité de la couverture pédologique
La relation entre le climat et les sols est bien mise en évidence par la « zonalité de la couverture pédologique » (premiers travaux au XIXème siècle, 1883, Dokuchaev). Les différents types de sols sont distribués selon les ceintures thermiques et les différentes zones pluviométriques. A cette échelle, on observe des similitudes dans le développement de nombreux « traits pédologiques ».
Depuis les régions polaires jusqu’à l’équateur, , les températures moyennes (Figure 1) et les bilans des indices de radiation augmentent ainsi de dix à cent fois. La pluviométrie (Figure 2), elle, suit une logique plus complexe, fonction de la continentalité et de la circulation atmosphérique globale des masses d’air.
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La plupart des réactions biogéochimiques, sont bien plus intenses dès que l’on atteint les régions intertropicales (chaleur + eau) parmi elles : l’altération des minéraux primaires, la décomposition de la matière organique, la synthèse de nouvelles entités organiques et minérales, ainsi qu’organo-minérales. L’altération des matériaux parentaux dès le départ, puis ensuite tout le déroulement de la pédogénèse sont ainsi affectées.
La zonalité climatique qui régule les modes d’altération, et en particulier les conditions de néoformation des minéraux argileux au cours de la pédogénèse ont été développés par Georges Pédro qui décrit les grands types d’altération développés sur la croûte terrestre (Figure 3). A grands traits on retiendra que :
● S’il fait très sec ou très froid (déserts chaud et froids) l’altération chimique est quasi inexistante : il n’y a qu’une désagrégation physique des roches.
● S’il fait très froid et humide, c’est le domaine de l’acidolyse. Les composés organiques abondants et très acidifiants orientent l’évolution du sol.
● En climats humides et subhumides, tempérés ou chauds, c’est le vaste domaine de l’hydrolyse des minéraux, avec des résultats différents (épaisseur du sol, nature des argiles formées, etc..) selon les variantes climatiques, ou si le milieu est plutôt acide ou plutôt basique (calcaire).
● En climats aride ou semi aride, l’altération des minéraux redevient très limitée, et localement, l’excès de sels non lessivables oriente encore différemment la pédogenèse (salinisation, encroûtement).
A retenir
Les facteurs climatiques agissent selon deux temporalités très différentes :
● Les climats passés ont défini les conditions de mise en place d’un sol donné et son évolution.
● Les facteurs climatiques actuels déterminent les échéances saisonnières, annuelles, voire pluri-annuelles, de fonctionnement des écosystèmes et de leurs sols
● Ce sont les conditions de température et d’humectation du volume de sol qui vont réguler les dynamiques d’évolution des matières organiques et minérales.
● Ce sont les conditions actuelles de pluviosité qui vont réguler l’alimentation en eau des volumes du sol et donc définir les conditions de teneurs en eau des sols, facteur essentiel lors de la croissance des plantes. Le stockage de l’eau dans le sol est aussi fonction de l’épaisseur de sol disponible et de la porosité dans laquelle la recharge en eau peut se faire. Ce stockage est aussi étroitement dépendant de la porosité superficielle des sols qui régule l’infiltration.
● Enfin, les conditions actuellement en cours de changements climatiques interrogent la science du sol sur les processus à court, moyen et long terme d’évolution des sols.
Bibliographie
Pedro G., Sieffermann G., 1979. Weathering of rocks and formation of soils. In Siegel, F.R., ed., Review of Research of Modern Methods in Geochemistry. Paris: UNESCO, pp. 39–55.
Encyclopedia of Soil Science, 2008. ed. W. Chesworth, ISBN 978-1-4020-5127-2, Springer Dordrecht, Berlin, Heidelberg, New York.
Baize D., 2021. Naissance et évolution des sols. La pédogenèse expliquée simplement. Éditions Quæ.