Site 3 – CALCISOL

Nom complet : CALCISOL anthropisé rédoxique

Qu’est-ce qu’un calcisol ?

Un calcisol est un sol dans lequel le calcium sous forme Ca2+ 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). Le pH est une mesure à un instant donné qui indique le résultat du pH de la solution en équilibre avec le sol à un instant T. Le pH relativement élevé pour le calcisol est dû à la présence du ion Ca2+ dit « de base », présent sur le complexe organo-minéral en grande quantité : les sites d’échange sont saturés de ions Ca2+. De ce fait, les ions H+ de la solution du sol, qui déterminent son pH, vont s’équilibre avec le complexe d’échange. De ce fait, les cations Ca2+ seront relâchés en solution tandis que les cations H+ seront absorbés sur le complexe d’échange, permettant de maintenir un pH très alcalin.

Les cations Ca2+ qui se retrouvent en solution seront lixiviés vers les horizons inférieurs du sol, appauvrissant l’horizon supérieur. Ce processus s’appelle la décalcification (Attention, à ne pas confondre avec la décarbonatation!). Dans certains cas, la vie (par expl. les lombrics) peut ramener une certaine quantité de calcium en surface par ses déplacements, permettant de ralentir la décalcification pendant un temps.

En profondeur, les ions Ca2+ s’accumulent et peuvent saturer la solution. Cette saturation peut mener à la formation de cristaux de calcite par précipitation lorsque le calcium dissout se lie à un anion de carbonate CO32-, comme dans le cas de ce calcisol.

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 la compaction mettent en évidence une activité humaine dans l’histoire de ce sol. Situé non loin de l’Amphipôle, il est fort probable qu’il soit en partie constitué de remblais de chantier. Par ailleurs, 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 les processus de décarbonatation et de recalcification. La décarbonatation provient à cause de la présence d’acides organiques, libérés par la matière organique du sol. Les carbonates sont particulièrement sensibles aux milieux acides (pH<7) et se dissolvent en leur présence. Par exemple, la calcite va se dissoudre de la manière suivante : CaCO3 + H+ -> Ca2++HCO3 . Au microscope, cela se voit par l’absence de carbonate dans les 50 premiers centimètres.  Dû à cette dissolution, le ion Ca2+ va se concentrer dans le sol en servant de pont électrostatique sur le complexe d’échange grâce à sa charge positive. 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 sont calcifiée. Le calcium va précipiter à l’intérieur des vacuoles et faire mourir la racine.

  • Remplissage vide par micrite (calcaires fins)

Quiz :

1. Quelles sont les causes probables de la compaction ?

La circulation d'ouvriers et étudiants à pied
Mauvaise réponse. Essayez encore une fois !
La circulation d’engins de chantier
Ce pourrait être une bonne réponse mais ce n’est pas le cas ici. Essayez encore une fois !
Les remblais et le tassement à la pelle mécanique
C’est la bonne réponse. 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.
L’entreposage de matériaux de constructions.
Mauvaise réponse. Essayez encore une fois !

2. Quelle action de l’homme est la plus néfaste pour le développement du sol :

L’incorporation de briques dans le sol
Mauvaise réponse. Essayez encore une fois !
Le mélange de différents sols
Mauvaise réponse. Essayez encore une fois !
La compaction
C’est la bonne réponse. La compaction, contrairement au mélange de différents sol, ralentit très fortement les processus pédologiques, et ce pendant très longtemps. Les briques quant à elles sont inertes dans le sol, à la manière d’un caillou. L’une des plus grandes causes de destruction des sols au monde est justement 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, afin de la conserver. De cette manière, une fois les travaux terminés, la couche supérieure fragile pourrait être redéposée, 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, par exemple pour la pose de conduits.

3. Quel procédé chimique est à l’origine de la calcite (en aiguille) visible dans l’horizon de profondeur ?

La bio-minéralisation de calcite par les microorganismes
C’est une bonne réponse. Il a été démontré que le mycélium des champignons est capable de minéraliser de la calcite.
La calcification due à un horizon sursaturé en ion calcium et carbonate (Ca2+ et CO32-) dissouts
C’est une bonne réponse. 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.
L’incorporation des éléments carbonatés de la roche mère
Mauvaise réponse. Essayez encore une fois !
La cristallisation de la calcite par augmentation de la pression via la compaction
Mauvaise réponse. Essayez encore une fois !

4. Pourquoi ce sol possède-t-il une faible capacité d’échange cationique (CEC) ?

Car il y a trop peu de matière organique
Mauvaise réponse. Essayez encore une fois !
Car les complexes adsorbants sont pauvres en sites disponibles
C’est une bonne réponse. 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.
Car il y a trop peu de cations disponibles
C’est une bonne réponse. 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.
Car la porosité est trop faible
Mauvaise réponse. Essayez encore une fois !