Petite histoire des sols…

Alors les sols ? C’est quoi au final cette histoire ?

Si tu as été curieux, Lecteur, et que tu as cherché la définition couramment admise par le Larousse itself, le sol c’est « la couche superficielle de l’écorce terrestre considérée quant à sa nature ou ses qualités productives ». Voilà. Tu peux refermer ton dictionnaire et rêver avec moi à toutes les merveilles induites par ce mot.

Non ? Tu te demandes plutôt ce qu’il y a de magique dans ce terme? Tu es, d’ailleurs, à deux doigts de quitter ce site ?

Et pourtant...... tu aurais bien tort !

Le sujet qui passionne même le papou de Nouvelle-Guinée

Tout d’abord, sache qu’il existe une association des sols en France ! Oui, et elle s’appelle, assez astucieusement, Association Française pour l'Etude du Sol ou AFES ….

Forcément, si on précise « française » c’est qu’il doit en exister d’autres, ailleurs…Hé bien oui ! Des férus de sols, il y en a partout partout dans le MONDE ENTIER. Leur but est de promouvoir la recherche scientifique et de partager leurs connaissances et découvertes sur ce sujet.

Et pour tout te dire : sache que la FAO (l'organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture) a désigné 2015 comme l’année INTERNATIONALE des sols ! Autant te dire qu'en lisant mon article, tu es à la pointe de l'actualité !

Mais encore.....

A l’AFES, pour en revenir à eux, ils sont un peu plus pointilleux (va savoir pourquoi les 16 mots succincts du Larousse ne les comblent pas). Selon leur propre définition, le sol, dans le domaine de la pédologie -- la pédologie c’est la science du sol, hein, ne confond pas avec « podologie » qui s’occupe, elle, des pieds qui sont sensés toucher le sol… mais ça, c’est une autre histoire-- c’est :

« un volume qui s’étend depuis la surface de la Terre jusqu’à une profondeur marquée par l’apparition d’une roche dure ou meuble, peu altérée ou peu marquée par la pédogenèse [Aïe aïe aïe kézako ?]. Son épaisseur varie de quelques centimètres à quelques dizaines de mètres. Il comporte, généralement, plusieurs horizons [Hein ?] correspondant à une organisation des constituants organiques et/ou minéraux. Organisation qui résulte de la pédogenèse et de l’altération du matériau parental [WTF !]. C’est le lieu d’une intense activité biologique (racines, faunes et microorganismes) ».

Bon, je t’ai Claire t'a fait un petit schéma pour que tu t’y retrouves :

Coupe schématique d'un sol

Les horizons sont les couches qui constituent le sol. Sur le schéma, il y a grossièrement 3 horizons : la roche-mère, l'humus et la couche intermédiaire; qui n'est plus de la roche mais pas encore de la terre, ou plutôt qui est les deux en même temps. Cette couche intermédiaire peut, elle-même, faire apparaître plusieurs horizons des minéraux qui la composent.

Pour la pédogenèse, dis toi que c’est comme la genèse de l’homme, mais pour les sols, soit : l’Histoire de la transformation des sols…enfin des roches…parce qu’en fait au commencement le sol c’est de la roche ! Oui oui ! Et même que cette roche originelle on l’appelle : « roche-mère ». Du coup, tu te demandes :"pourquoi matériau parental et pas roche-mère dans la définition?", réponse : aucune idée mais il y a sûrement une subtilité qui m'échappe encore...

Une petite histoire d’eau tout ça

Or la roche-mère, un beau jour, fait la connaissance de l’eau. Et l’interaction eau/roche va donner la « terre ». Parce que l’eau, cet élément tellement simple, a la spécificité de modeler tout ce qui l’entoure et de le transformer quelque soit la dureté. Elle s'infiltre dans chaque anfractuosité, et ses changements d'état (liquide/solide/gaz) exercent une pression telle sur la roche qu'elle finit par la faire éclater. Quand elle ne s'infiltre pas, l'eau percole ou se fracasse, la vibration répétée crée une résonance qui fissure la roche.

Ainsi, ton granite (granite désigne la roche quand granit désigne un matériau de construction) breton ne résiste pas longtemps, et en quelques milliers d’années, se fragmente, se disperse et apparaît un sol fertile.

Bien sûr, il n’y a pas que l’eau qui entre en jeu. Il y a aussi les végétaux qui aiment bien s’accrocher et s’enraciner. Et qui dit végétaux, dit forcément bactéries, insectes, tout ce petit monde grouillant qui cherche à manger constamment. Et qui dit manger, dit éparpiller, disperser, enfouir...

Du coup, en simplifiant, alors que la Terre originelle c’est une sorte de globe de roches, aujourd’hui, elle est constituée d’une multitude de terres différentes (dues, notamment, aux roches-mère dont elles sont issues), avec des végétaux qui varient d’une contrée à l’autre, d’un climat à l’autre, des bestioles endémiques. Bref, une sorte de patchwork hypercoloré, pour le seul bonheur de notre âme de voyageur.

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Revenons à nos moutons ou plutôt à nos molécules

Oui, ok, c’est bien beau tout ça, mais ton truc « niveau moléculaire », c’est quoi ?

Aaaaalors oui ! Le sol, c’est fascinant car il se crée par action mécanique mais également au niveau atomique. Prenons une roche simple (on s'entend, hein, disons courante), comme notre granite précédemment cité. Celui-ci est constitué de tout un tas de minéraux : du quartz, des micas, des feldspaths...

Et un jour, ces minéraux rencontrent donc l’eau. Et l’eau c’est H2O, soit 2 molécules d'hydrogène et 1 molécule d'oxygène.

Et là où c’est vraiment intéressant, c’est que les particules d’eau (H2O) vont se combiner avec les différentes particules des minéraux pour finir par donner, par exemple, de l'argile et du sable !

Prenons un exemple de réaction, celui de l'hydrolyse de l’orthose qui est un feldspath. En chimie, la rencontre de l'orthose avec l'eau donnera de l'argile et de la silice, et on représente cette rencontre ainsi :

2 KAlSi3O [Orthose] + 2 H+ [Hydrogène] + 9 H2O -->  Si2O5Al2(OH)4 [Argile] + 4 Si(OH)4 [Silice] + 2 K+ [Potassium]

Nom de Zeus ! Mais c'est bien sûr, te dis-tu! Ou.... si ce n'est pas le cas, je t'ai fait un petit schéma explicatif du phénomène (attention si un vrai chimiste passe par ici, certainement qu'il s'offusquera, et je m'excuse d'avance pour la liberté que je vais prendre sur la représentation des particules qui est certainement fausse quoi qu’équilibrée!). Mais avant:

Petit cours synthétique et simplifié de chimie:

Les différentes particules des éléments qui nous entourent (ex : eau, air, acier,..) sont une combinaison d'éléments simples (H = hydrogène, O = oxygène, Al = aluminium,..). Par exemple, l'argile (de la kaolinite dans notre cas) est une molécule complexe : Si2O5Al2(OH)4 qui contient les éléments simples Si = silicium, O = oxygène, Al = aluminium, H = hydrogène.

Ces éléments simples s'assemblent via des liaisons atomiques. Certains ne créent qu'une seule liaison (ex: hydrogène), d'autres deux (ex : oxygène) et jusqu'à quatre liaisons (ex : silicium). Pour visualiser, en 2D ou 3D, une molécule complexe comportant plusieurs éléments simples, on représente les liaisons par des traits.

 Revenons à notre schéma. La transformation chimique d'un feldspath avec l'eau revient à ce que les molécules suivantes se recombinent :

1ère partie de l'hydrolyse22ème partie de l'hydrolyse2

Voilà, maintenant tu sais comment l'eau agit au niveau moléculaire... Tu te sens un peu largué, Lecteur? Sache que c'est tout à fait normal, moi-même tout ça me dépasse un peu...

Le point essentiel à retenir est que la particule d'eau en s'infiltrant dans une roche va faire réagir certains composants (le potassium notamment), elle va se séparer, l'hydrogène se rapprochera et s'unira à d'autres molécules, elle va détruire certaines liaisons et échanger des éléments par d'autres. Des liaisons qui se brisent, d'autres qui se forment : c'est un peu les Feux de l'Amour chimique cette histoire-là !

Histoire d’ions et de jardiniers

Et, en plus de tout ça, se passe un échange d’ions ! C'était bien trop simple sinon. Ce sont les ions qui amènent l’attraction/répulsion de l’eau pour certaines roches plus que pour d’autres : ainsi l’argile attire l’eau à cause de ses ions…et le sable pas trop trop dans le genre….

Un ion (comme sur le schéma ci-dessus) c'est un élément qui a gagné ou perdu une charge électrique (H+ par exemple). Oui, je sais, je sais... promis je ne rentre pas dans le détail !

Et ce qu’il y a de fabuleux à s’intéresser à ce niveau ionique, c’est que la composition du sol en ions particuliers va favoriser certaines cultures ! Et c’est là que c’est beau car d’un coup, si toi aussi, tu potages (du verbe « faire son potager ») parfois, tu le vois bien que ta terre elle est comme-ci (noire, presque blanche, sableuse, pleine de grosses mottes dures,...)  et que certaines cultures, t’as beau faire, ça ne marche pas ou pas beaucoup. Hé bien, l’étude de la composition de ton sol changera ta vie de jardinier !

Car qui maîtrise la connaissance de son sol, maîtrise sa production. Ainsi tu auras beau t’acharner à planter des tomates dans le nord où la terre est lourde (argileuse), tu risques pas d’atteindre les productions des petits gars du sud qui, limite, balancent un pépin et récolte 10kg sans rien faire (je vous invite, par ailleurs, à découvrir cet endroit incroyable).

C'est l'histoire d'un maïs, d'un haricot et d'une courge

"Biodiversité", "recréer des paysages", "permaculture", "rotation des terres" (programme de 5ème en Histoire pour rappel...) : mais pourquoi on en entend autant parler ?

Je t'ai raconté, succinctement, comment un sol naît, et qu'il est composé de multiples éléments chimiques, et que suivant la présence de certains éléments on obtient plus facilement certaines cultures.

L'intérêt de tout jardinier, et encore plus de tout agriculteur, c'est de travailler un sol le plus fertile possible pour avoir la meilleure productivité. Comme une culture donnée épuise le sol en certains nutriments, depuis bien longtemps, les paysans enrichissent leurs terres pour mettre toutes les chances de leur côté. Soit en alternant les cultures d'une année sur l'autre (rotation des cultures), soit par enrichissement naturel (compost, fumier, poudre d'os,..) ou par l'utilisation de produits de synthèse (depuis le XXème siècle).

Ces dernières années, en opposition à l'utilisation massive de produits chimiques et aux conséquences qui peuvent en découler, des personnes se sont souvenues, ou ont redécouvert, que pour qu’un sol soit optimal pour une culture donnée, il faut parfois plusieurs cultures dessus en même temps. Cette polyculture permet d’équilibrer les ions et nutriments du sol !! On y revient toujours !! Ainsi, le désormais célèbre mélange du maïs, avec des haricots et des courges  plus connu sous le nom de cultures des 3 soeurs….

Le maïs requiert beaucoup de potassium et d'azote et peu de phosphore, la culture du haricot (et des légumineuses de façon générale) enrichit le sol en azote et requiert beaucoup de phosphore et peu de potassium. De plus, le maïs sert de tuteur naturel au haricot. Et la courge dans tout ça? L'intérêt de cultiver la courge avec les 2 autres est dans ses larges feuilles. Celles-ci limitent l'évaporation de l'eau! En fin de récolte, le reste des plantes non consommé est rendu au sol pour l'enrichir à nouveau. Tout ce petit monde se protège et s’entraide continuellement et partage via le sol ses éléments nutritifs avec les autres. C’est comme ça que des petits producteurs perdus au fin fond des terres arides et pierreuses du Mexique parviennent à faire pousser tout un tas de légumes sans engrais chimiques, sans labours, sans pesticides.

Ce mélange de plusieurs cultures ensemble qui s'enrichissent et se protègent : c'est ce qu'on nomme permaculture.

Quand le ver de terre fait le sol

Ok, mais la biodiversité là ? C’est quoi son rôle ? Alors prenons l’exemple simple du ver de terre. Mais ça marche avec pleins de bestioles qui peuvent sembler répugnantes (par exemple la limace…un jour, j’aborderai son cas).

Le ver de terre a un rôle prépondérant dans la qualité de nos terres arables (terres que l'on cultive) :

  • Tout d’abord, il aère le sol en creusant des galeries, ce qui permet à l’eau de s’infiltrer et de nourrir les racines des plantes. Oui, car une plante se nourrit par ses racines. Donc n'arrosez pas les feuilles : ça ne sert à rien !
  • Ensuite, il détruit les « déchets » végétaux et les transforme en nutriments assimilable par la plante via l’eau (toujours et encore, tout se passe au niveau des atomes et des ions qui s’échangent constamment).
  • Enfin, il offre un lieu de vie propice au développement d’une micro-faune qui va également aider la plante à se développer au mieux.. ou pas, ça arrive également.

La morale de cette histoire

Voilà des bestioles, des équilibres physico-chimiques, des histoires d’amour improbables, des traits de caractères adaptés au climat : le sol, quand tu plonges dedans, tu te rends compte que ça ne sert pas qu’à marcher ou à s’allonger mais qu’il a tellement de choses à nous apprendre…c’est fabuleux…

Alors Lecteur, si toi aussi, à un moment tes yeux se sont recouverts d’étoiles et que ton cerveau a bouillonné, n’hésite pas à me le dire, ça me fera plaisir de ne pas sentir seule.

Et si tu veux te documenter de façon vraiment plus fournie, clique sur les différents liens disséminés dans l'article !

 

Les photos présentées sont libres de droit et proviennent des sites suivant : Little visuals et Life of Pix

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