Formation et évolution des sols

Depuis l’âge quaternaire, la roche dure d’origine secondaire, soumise à l’érosion, s’est recouverte presque en continu d’une pellicule peu épaisse, meuble, constituée par les éboulis, colluvions⁸¹ sur versants, argiles de décalcification, épandages de graviers, poussières apportées par les vents, débris, limons déposés par les crues des rivières…appelés formations

superficielles, et qui porte la végétation ; c’est le sol.

La nature et la profondeur des sols sont liées à la durée de leur formation⁸² : alors que dans le bas- pays et sur les premiers plateaux du Jura, les sols se sont formés lentement pendant des millions d’années parfois depuis l’ère tertiaire, sur le haut massif, la formation des sols, dont on a dit qu’elle remonte au départ des derniers glaciers, il y a un peu plus de 15000 ans, est plus récente, et ces sols sont plus minces. Les conditions du milieu peuvent alors être modifiées par des dépôts de matériaux issus de l’érosion, ou, comme c’est le cas au fond des dépressions, par des dépôts morainiques datant des glaciations du Quaternaire.

Le sol, résultat donc de l’altération de la roche sous-jacente ou de roches voisines dont les produits d’érosion ont été entraînés par les eaux de ruissellement, peut se trouver aussi enrichi par la décomposition végétale, les poussières déposées par le vent, les limons laissés par les débordements des cours d’eau et, à l’époque historique, les apports humains (amendements et engrais). Les sols sont ainsi en accord avec le paysage environnant : profonds et limoneux dans les plaines alluviales et en bas de versants, minces et caillouteux sur les plateaux, irréguliers et discontinus sur les reliefs⁸³.

Mais l’influence de la roche-mère diminue à mesure que le sol se modifie sous l’influence de la végétation et du climat bien que l’influence du substrat reste importante. Précisons les modalités de cette évolution.

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Colluvions : matériaux accumulés en bas de versants.

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A.QUANTIN, A.TRONCHET, J. DEJON, S. MERIAUX, « Les Sols », in Annales scientifiques de

l’Université de Besançon, 1950 et Bulletin de l’Association française d’étude des sols, Paris, 1964.

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Sous l’effet du climat, et en particulier du climat montagnard froid et humide, les roches qui composent chaque niveau géologique subissent une désagrégation liée à une double altération, physique (gel, variations de température, érosion) et chimique (eau atmosphérique chargée de CO² qui dissout le calcaire, les substances organiques provenant de la décomposition végétale, l’humus etc.) avant de faire l’objet d’une transformation plus ou moins rapide.

La désagrégation de la roche-mère donne un mélange de sables et de limons; les impuretés du calcaire - les argiles- s’accumulent pour donner la terre fine. Le sol s’enrichit non seulement des sels minéraux provenant de cette décomposition mais aussi de la matière organique fournie par les végétaux transformés sous l’effet de facteurs écologiques, abiotiques et biotiques. (Fig. 13)

L’apport organique essentiel est la litière forestière, composée des débris des résineux et des feuillus : sous l’action de microorganismes (bactéries, champignons, micro-animaux), cette matière se transforme en humus. L’addition de la fraction argileuse à la fraction organique donne des « complexes argilo-humiques » plus ou moins stables selon les types d’humus et qui jouent un rôle nutritif essentiel pour la végétation puisqu’ils retiennent l’eau et les matières minérales.

De la nature de l’humus dépend la stabilité du complexe argilo-humique, donc la structure du sol ; en effet certains de ces complexes argilo-humiques peuvent comporter des éléments solubles qui sont dégradés par les microbes du sol ou exercent une action chimique sur les argiles qu’ils dégradent (podzolisation) ; ils peuvent aussi être entraînés en profondeur (lessivage) et former de nouvelles couches appelées « horizons » qui prennent selon les cas des colorations différentes.

L’évolution du sol, sous la double action du climat et de la végétation, conditionne l’étagement général d’ouest en est dans le Jura, nuancé toutefois par des conditions locales particulières. Mais existence et composition de la forêt dépendent aussi très étroitement des propriétés spécifiques du sol.

Fig. 13 La formation des sols, d’après M. Gaiffe, Bonnevaux et ses environs, CUER, 1980.

Horizon appauvri en argile (teinte claire)

Couche superficielle (sombre)

Cailloux calcaires + argile

Première phase de la formation d’un sol: altération physique de la roche mère (gel, variations de température, érosion par l’eau) et altération chimique (dissolution du calcaire par l’eau atmosphérique chargée de gaz carbonique).La roche, d’abord compacte, se fragmente en éléments plus ou moins fins alors que les impuretés du calcaire - les argiles-

s’accumulent pour former la terre fine.

La vie s’installe dans ce sol minéral : des plantes peu exigeantes se contentent de ce milieu pauvre ; leurs parties mortes accumulées à la surface du sol sont décomposées par les microorganismes (champignons et bactéries). Ces débris organiques forment l’humus qui se mélange à l’argile en un « complexe argilo-humique » qui joue alors un rôle essentiel en retenant l’eau et les matières minérales nécessaires à la nutrition des plantes.

Mais l’humus, acide, accélère la dissolution du calcaire : disparition progressive des cailloux calcaires qui « fondent » en libérant leurs impuretés. L’eau d’infiltration dissout les éléments solubles et les entraîne en profondeur où ils s’accumulent : c’est le lessivage ; il caractérise les sols « évolués » qui présentent alors plusieurs couches superposées, les « horizons » : on trouve ainsi sous la couche superficielle sombre (car riche en humus), un horizon plus clair appauvri en argile et en oxydes de fer par le lessivage puis un horizon plus foncé dit « d’accumulation », enrichi en argile et oxydes de fer.

Ces sols complètement dépourvus de carbonate de calcium s’acidifient en surface.

Argile Roche calcaire compacte Débris organiques Humus + argile Horizon d'accumulation enrichi en oxyde de fer et argile (plus foncé)