Formation des sols

Les sols se forment par altération des roches et de leurs minéraux. L'altération de la roche mère constitue la source principale des matériaux du sol. Le sol se trouve au dessus de sa roche mère, son matériau d'origine. D'origine magmatique, métamorphique ou sédimentaire, la roche initiale, dite roche-mère est une roche dure. Formée, il y a des millénaires, elle affleure à la surface du globe suite à des mécanismes géologiques (tectonique des plaques, volcanisme, glaciation, érosion...). La roche est constituée de minéraux dits primaires, (exemple: le quartz, le mica, le feldspath sont les minéraux primaires constituant le granite).

 Au contact de la végétation, de l'eau et des conditions atmosphériques environnementales, différentes selon les régions, la roche mère se transforme, s'altère, et libère la "terre fine" constitutive des sols. Ces transformations se poursuivent continuellement jour après jour dans les différentes couches du sol et donnent des sols plus ou moins diversifiés.L'altération est l'ensemble des processus physiques et chimiques qui transforment la roche-mère.

 Deux mécanismes de transformation entrent en jeu, un processus physique (désagrégation) qui sépare les minéraux primaires et produit des fragments de même composition chimique que la roche d'origine et un processus chimique (altération chimique principalement lessivage et hydrolyse*) qui transforme les minéraux primaires en minéraux secondaires (argiles, oxydes...).

 Ces processus d'altérations varient selon les situations géographiques, climatiques (conditions de température à l'intérieur des sols favorisant les transformations chimiques) , selon les conditions hydriques (quantité, composition des eaux qui traversent les sols et atteignent les roches), selon les roches, selon les activités humaines qui modifient les conditions naturelles, selon les activités biologiques animales et végétales sur et dans les sols... Ainsi s'explique la diversité pédologique, aux échelles locales et continentales.

Désagrégation d'une roche calcaire

uteur(s) : Alain RuellanDate : 28 juin 1971Lieu : Maroc, massif des Beni SnasseneClimat : méditerranéen semi-arideHauteur de la coupe : 150 cm.

Mécanismes d'altération des roches et des minéraux:

1. Processus physiques: Ce sont des  mécanismes qui conduisent à la fragmentation de la roche initiale. La composition chimique et minéralogique n'est pas modifiée.
   Les principaux mécanismes sont:
   • les fortes variations de température; elles provoquent la dilatation, la contraction des roches, les roches se fissurent puis éclatent.
   • Le gel: l''eau pénètre dans les fissures, gèle, ameublit, désagrège la roche.
    Les minéraux constitutifs de la roche d'origine se séparent les uns des autres; on obtient des matériaux primaires de diamètre plus ou moins gros nommés: (cailloux, graviers, sables, limons, particules fines < 2 mm appelées argiles...).
   La désagrégation physique ne modifie pas la constitution des minéraux primaires, elle provoque seulement leur division; les éléments fins qui prennent naissance résultent d'un simple héritage de la roche d'origine, ils sont dits hérités , sans transformation, simplement séparés comme le quartz, le mica, le feldspath pour le granite.

2. Processus chimiques : L'altération chimique s'opère par le biais de réactions chimiques en présence d'eau (lessivage et hydrolyse*).Les constituants des roches sont plus ou moins solubles, les plus solubles sont les calcaires, puis les silicates et les moins solubles sont les hydroxydes de fer et d'aluminium

   Les éléments solubles sont dissouts, les minéraux primaires sont appauvris et donnent des minéraux secondaires dits hérités, les éléments en solution se combinent, cristallisent et de nouveaux minéraux secondaires dits néoformés*, se mettent en place.

   Les principaux minéraux secondaires sont les argiles (illites, vermulites, kaolinites,...); les oxydes et hydroxydes ( de fer, d'aluminium, ...) la calcite, le gypse.
   Au cours de la transformation d'une roche en sol, il y a toujours perte importante de silice.

   La matière organique joue un rôle important dans le processus de transformation et solubilisation (altération chimique). Elle forme de nouveaux minéraux (calcite, hydroxydes, argiles, ...)

Hydrolyse* :  mécanisme de dissolution d'un minéral dans l'eau

Néoformation* :  mécanisme de formation d'un minéral à partir d'ions ou de molécule en solution.

Minéraux primaires

Composition

Minéraux secondaires

Roches magmatiques

Quartz

Silicates:

• Olivine,
• pyroxène,
• micas,
• feldspaths.

silice cristallisée

silice, alumine

Argiles, silicates

Roches sédimentaires

• Quartz,
• micas,
• feldspaths
• Calcite (Carbonates de calcium)

 silice

 silicates

 carbonates

Argiles,

Roches métamorphiques

Pour des informations plus complètes n'hésiter pas à consulter le livre Regards sur le sol - Alain Ruellan, Mireille Dosso - Editions Foucher en vente sur Fnac.com et Eyrolles.com.

Bibliographie

• Regards sur le sol - Auteur(s) : A. Ruellan, M. Dosso - Editeur(s) : Foucher