Site 3 – CALCISOL

Nom complet : CALCISOL anthropisé rédoxique

Qu’est-ce qu’un calcisol ?

Un calcisol est un sol dans lequel le calcium est abondant et représente le principal ion échangeable. Dans le cas de ce calcisol, on peut même observer la formation de petits cristaux de calcite dans les horizons profonds.

Le calcium vient généralement d’un matériel parental carbonaté. Le pH d’un calcisol est normalement neutre ou alcalin (d’une valeur égale ou supérieure à 7). Ce pH relativement élevé pour un sol est dû à la présence de l’ion Ca qui est un cation de base c’est-à-dire qu’il va produire des bases lorsqu’il se dissocie dans l’eau en présence de ion carbonate. Cependant, ici, seul l’horizon profond (avec les cristaux de calcite) remplit cette condition. Il y a effectivement un appauvrissement des horizons supérieurs en calcium, c’est-à-dire un processus de décarbonatation par lixiviation des ions Ca2+(les éléments carbonatés, très solubles et dissouts, sont emportés avec l’eau dans les horizons de profondeur). Puis, ces ions de calcium s’accumulent dans les horizons de profondeur. Lorsque la solution du sol devient sursaturée, le calcium dissout va précipiter à nouveau avec l’anion carbonate (CO32-), ce qui explique la présence des cristaux de calcite visible dans les horizons profonds.

Qu’est-ce qu’un sol anthropisé ?

Ce sol a aussi subi un autre processus : l’anthropisation. En effet, des indices, tels que des morceaux de briques et un sol très compacté, mettent en évidence une activité humaine dans l’histoire de ce sol. Situé non loin de l’Amphipôle, il est fort possible qu’il soit en partie constitué de remblais de chantier. On constate d’ailleurs que les horizons semblent de même nature et on suppose qu’un remaniement du sol a eu lieu mais qu’il n’y a pas d’apport de sols allochtones.

L’action de l’homme sur ce sol n’est pas sans conséquences; la perte de l’horizon de surface ainsi que la difficulté de développement des organismes (faune et flore) dans les horizons compactés ralentissent très fortement le processus pédologique initial. On constate que l’horizon de surface commence à se reformer ce qui indique que le processus pédologique semble donc avoir repris une cinquantaine d’année après l’action de l’homme.


Vidéo de présentation du site par Stéphanie Grand, Maître assistante, Institut des dynamiques de la surface terrestre, Université de Lausanne.


Fiche pédologique (PDF)

Forme d’humus (PDF)

Relevé de végétation (PDF)


Le sol au microscope:

Ce CALCISOL, vu au microscope, met en évidence la dynamique des cabonates, c’est-à dire les processus de décarbonatation et de recalcification. La décarbonatation à lieu dû à la présence de matière organique qui va donner des acides organiques par la suite. Les carbonates sont particulièrement sensibles aux milieux acides (pH<7) et vont se dissoudre si ces conditions sont présentes. La calcite, par exemple, va se dissoudre de la manière suivante : CaCO3 + H+ -> Ca2++HCO3 . Au microscope, cela se voit tout simplement par l’absence de carbonate dans les 50 premiers centimètres. Dû à cette dissolution, le ion Ca2+ va se concentrer dans le sol car il a une charge positive et les particules du sols sont généralement chargée négativement. La concentration du cation Ca2+ va entraîner, par la suite, la reprécipitation de celui-ci quand les conditions sont favorables (évaporation, abaissement de la nappe, succion racinaire). Ce phénomène est observable dans les horizons profonds, où les racines vont être calcifiées. Le carbonate va précipiter à l’intérieur des vacuoles et va faire mourir la racine.

Remplissage vide par micrite (calcaires fins)
Racine calcifiée
Racine calcifiée vue à la lumière polarisée

Quiz :

  1. Quelles sont les causes probables de la compaction ?
    a) La circulation d’ouvriers et étudiants à pied.
    b) La circulation d’engins de chantier.
    c) Les remblais et le tassement à la pelle mécanique.
    d) L’entreposage de matériaux de constructions.
  2. Quelle action de l’homme est le plus néfaste pour le développement du sol :
    a) L’incorporation de briques dans le sol.
    b) Le mélange de différents sols.
    c) La compaction.
  3. Quel procédé chimique est à l’origine de la calcite (en aiguille) visible dans l’horizon de profondeur ?
    a) La bio-minéralisation de calcite par les microorganismes.
    b) La calcification due à un horizon sursaturé en ion calcium et carbonate (Ca2+ et CO32-) dissouts.
    c) L’incorporation des éléments carbonatés de la roche mère.
    d) La cristallisation de la calcite par augmentation de la pression via la compaction.
  4. Pourquoi ce sol possède-t-il une faible capacité d’échange cationique (CEC) ?
    a) Car il y a trop peu de matière organique.
    b) Car les complexes adsorbants sont pauvres en sites disponibles.
    c) Car il y a trop peu de cations disponibles.
    d) Car la porosité est trop faible.
Réponses :

1c. La compaction est due à la pelle mécanique, qui en remaniant et compactant volontairement le sol pour obtenir une topographie plane, a détruit la structure du sol originel et réduit sa porosité et donc sa perméabilité.

2c. Les briques sont inertes dans le sol, à la manière d’un caillou. La compaction, contrairement au mélange de différents sol, ralentit très fortement les processus pédologiques, et ce pendant très longtemps. L’une des plus grandes causes de destruction des sols est, justement, une conséquence de la compaction générée par les grosses machines de chantier. Afin de préserver un sol lors de travaux, il faudrait, idéalement, enlever la surface du sol (les 30-40 premiers cm) à la pelle mécanique, sans rouler dessus et en la remaniant le moins possible, et la conserver. Puis une fois les travaux terminés, il convient de redéposer cette couche fragile, toujours sans rouler dessus. Ce genre de pratique commence à se voir de plus en plus suite à des expériences désastreuses pour des paysans dont le sol a été totalement détruit lors de travaux pour la pose d’une conduite ou autre.

3a et 3b. La calcite précipite très facilement lorsqu’un fluide, tel que la solution du sol, est sursaturé en ions Ca2+. Dans ce cas, l’eau qui passe à travers le profil de sol se charge en calcium et migre en profondeur, puis lors qu’il y a sursaturation, la calcite précipite. De plus, il a été démontré que le mycélium des champignons est aussi capable de minéraliser de la calcite.

4b et 4c. La CEC correspond au nombre de sites disponibles à la surface du complexe adsorbant. Un sol avec un complexe adsorbant n’offrant pas beaucoup de site aura donc une faible CEC. De plus, si les cations ne sont pas retenus par liaison avec le site du complexe adsorbant, ils seront lixiviés avec les eaux de pluie, rendant le sol pauvre en éléments nutritifs.