Carence atmosphérique en CO2: aggrave-t-elle la rhexistasie (érosion des sols) ?

[JacquesL]

La carence atmosphérique en CO₂ aggrave-t-elle la rhexistasie, l'érosion des sols, et la turbidité des rivières ?

Les notions de biostasie et de rhexistasie sont dues à Henri Erhart en 1956.

Elle met en évidence les liens entre l'évolution des sols sur les continents et la formation des sédiments en milieu lacustre ou marin. En période de biostasie, les sols sont couverts de végétation. Ils s'appauvrissent lentement par la dissolution chimique de leurs constituants ou la soustraction spécifique de leurs particules fines. En conséquence, les rivières sont claires, la silice ne descend les rivières que sous forme monomère, et les bases que sous forme ionique aqueuse, des boues calcaires ou des argiles arrivent dans les eaux profondes. En période de rhexistasie au contraire, les sols sont érodés jusqu'à leur base car la végétation disparait (incendie, changement climatique, bouleversement tectonique...). Alors les rivières deviennent troubles, opaques, la sédimentation devient grossière. Elle est faite des éléments constituant le corps du sol (sables, limons) ou appartenant même à la roche mère (cailloux). Les continents foutent le camp à la mer en grosses pièces détachées, et non plus sous forme ionique ou monomère. Les idées d'Erhart ont été validées par de nombreuses observations.

Résumé par Lucien Gachon dans la Revue de géologie alpine en 1957 (1957, Tome 45 N°2. pp. 381-386.) :
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/rga_0035-1121_1957_num_45_2_1903
http://www.persee.fr/articleAsPDF/rga_0035-1121_1957_num_45_2_1903/article_rga_0035-1121_1957_num_45_2_1903.pdf

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Le sol formé sous la forêt vierge équatoriale et sur une pénéplaine de
roches cristallines. — Première voie d'approche de la Pédogenèse géolo-
gique : avec Henri Erhart, qui a tant fréquenté les régions chaudes et
humides du Globe, considérons ce qui s'est passé, depuis des millions
d'années vraisemblablement, dans le sol des pénéplaines africaines recou-
vertes par la forêt équatoriale. La puissante chimie de l'eau chaude char-
gée d'acides a décomposé la roche-mère sialique, primaire, jusqu'à des
centaines de mètres de profondeur. Cependant, les phénomènes physiques
d'érosion en surface se sont fort peu manifestés. Sous la forêt, protectrice
des érosions, le sol a joué le rôle de filtre-séparateur sur toute son
épaisseur altérée. L'eau dissolvante a séparé dans le sol ce qui, d'une
part, était soluble et ce qui, d'autre part, était insoluble ou bien qui,
soluble, a été de nouveau immobilisé et réincorporé à l'insoluble, au
résidu solide. Le soluble exportable et exporté dans les océans ça a été,
essentiellement, toutes les bases alcalines et alcalino-terreuses : la chaux,
la magnésie, la potasse, la soude. Soit, peut-être, un quart, au moins, du
corps minéral exporté dans les océans au cours des millions d'années
de stabilité, de biostasie. Par contre, sont demeurés sur place tous les
minéraux résiduels de la pédogenèse : argiles rouges latéritiques, allites,
kaolinites, hydroxydes de fer et hydroxydes d'alumine. Suivant Erhart,
au cours de la phase migratrice de la pédogenèse, phase statique, phase
biostasique, sauf pour l'exportation des substances dissoutes, il s'est
déposé dans les océans, autour des continents forestiers, des sédiments
calcaires et dolomitiques essentiellement.

La phase de rupture d'équilibre biologique : la rhexistasie. — Mais
à la phase d'équilibre biologique, de biostasie, succède la phase de
rupture, la phase, de rhexistasie. On imagine aisément que l'équilibre
biostasique de la forêt vierge puisse être rompu : une oscillation clima-
tique même faible, des effets anthropiques, des effets tectoniques ou
volcaniques. A la suite de telle ou de telle cause de rupture (les effets
anthropiques depuis le Quaternaire seulement), la forêt vierge dispa-
raissant cesse de jouer son rôle protecteur; et le sol, sous elle, son rôle
de filtre-séparateur. Ce sont les phénomènes physiques, c'est l'érosion
qui vient entraîner dans les océans les résidus solides, les argiles, les
sables, les composés ferrugineux, siliceux, alumineux, laissés sur place
par la phase chimique de la pedogenese.

Vérification de la théorie bio-rhexistasique par les successions stratigraphiques.
— Or, dans les superpositions de sédiments depuis le
Précambrien (et même avant suivant Erhart), il est de nombreuses
successions stratigraphiques qui ne peuvent guère s'expliquer autrement
que par la théorie bio-rhexistasique.

La succession typique est la suivante :
1° A la base, engendrés par la phase migratrice, biostasique, ce sont :
les calcaires, les dolomies, les roches à silice hydratée.

2° Au-dessus, éléments de la phase résiduelle mis en mouvement par
le phénomène de la rhexistasie, ce sont : d'abord des lits charbonneux
provenant de la destruction forestière, ensuite des argiles latéritiques,
des argiles kaoliniques, des bauxites, des hydroxydes de fer, des sables,
des grès.

3° Enfin, phénomènes post-rhexistasiques, viennent des grès à mi-
néraux primaires, des arkoses, des conglomérats. En cas de rajeunis
sement du relief continental, ceux-ci sont importants.

Chimie et physique concomitantes. — Cependant, dans le passé
de la Terre, comme aujourd'hui sur le Globe, il s'est trouvé de
fréquentes situations où le couvert végétal n'a pas joué suffisamment
son rôle d'écran protecteur pour assurer une phase nette de biostasie
sans rhexistasie, c'est-à-dire une phase de seule chimie dans le
sol à l'exclusion de la physique érosive. Dans ce cas, bien souvent
répété dans le temps et dans l'espace, la chimie et la physique ont joué
ensemble, à parts variables d'ailleurs, dans la pédogenèse. Et, par suite,
les océans ont reçu des sols continentaux, à la fois des substances
dissoutes et des substances solides. Par exemple, il s'est déposé dans
les mers, des marnes, des calcaires marneux, des grès calcaires, etc..

Principe de classification des sols. — Biostasie seule, c'est-à-dire
chimie seule; Rhexistasie seule, c'est-à-dire physique seule; ou bien,
plus souvent, Chimie et Physique ensemble : altérations, désagrégations,
enlèvement, apports. Il y a là un principe de classification des sols qui est
particulièrement compréhensif.

Actuellement, sur le Globe :
1 ° Sols de biostasie seule : Ceux de la forêt équatoriale ; ceux de la forêt
nordique; ceux des tourbières; les subaquatiques.
2° Sols de rhexistasie seule : Ceux des déserts aréiques-.
3° Sols de chimie et de physique concomitantes :
a) Tendant vers la Biostasie : sols de prairies fournies.
b) Tendant vers la Rhexistasie : sols de steppes maigres.
c) Sols humains : l'Europe, la Chine, l'Inde.

Couvert arboricole et couvert herbeux. — Ce n'est là qu'un tableau
rudimentaire; plutôt que l'application d'un principe, une idée d'un
principe de classification. En effet, il y a bien des types de forêts.
Erhart en distingue quatre. Il y a les forêts tropicales humides (forêts
ombrophiles) qui conduisent aux latérites... Il y a les forêts tropophiles
des régions chaudes à saisons alternantes qui donnent naissance à des
sols peu lessivés, renfermant des concrétions ferrugineuses ou calcaires.
Dans une admirable étude, Henri Baulig (2) rappelle l'importance dans
la durée géologique et dans l'espace des régolites cuirassés de croûtes,
témoignages des remontées de solution durant la saison sèche et chaude
du climat tropical frappé plus ou moins de subaridité. Or ce climat
sub-aride, à deux saisons tranchées, saison humide et saison chaude,
a marqué des continents entiers au Dévonien, au Permo-Trias, à l'Eogène.
Alors, le croûtage, le cuirassement des régolites ont conduit les sols, en les
consolidant, en les faisant résistants, à évoluer suivant les lois de la
biostasie chimique plutôt que sur celles de la rhexistasie physique.
Suivant Erhart, il y a, hors de la zone intertropicale, les forêts des
régions tempérées qui poussent sur des sols analogues à nos sols bruns.
Il y a, enfin, les forêts des régions froides et pluvieuses qui conduisent
à des types de sols podzoliques. Mais sous les 50° et 60° de latitude Nord,
la taïga sibérienne, telle que la décrit Pierre Birot (3), est bien différente
de la forêt laurentienne d'Amérique du Nord qui, au Sud, est composée
de feuillus et, au Nord, de conifères.

Les mouvements de l'eau dans le sol. — Ce qui compte sous un
couvert forestier qui fait écran toute l'année à l'égard de l'insolation,
qui en saison chaude fait assez ombre sur le sol pour limiter beaucoup
les remontées capillaires, c'est que ce couvert détermine dans le sol
l'exclusivité, sinon la grande prédominance des mouvements descendants
de l'eau. D'où d'une part les lessivages chimiques en surface; et d'autre
part les dépôts, les croûtes en profondeur.

Au contraire, avec un couvert herbacé, partout ailleurs que dans le
climat tempéré océanique où l'herbe, le gazon herbeux, continu, reste
verdoyant toute l'année, les conditions sont toutes différentes. En hiver,
avec le froid; en été, avec la dessication, le couvert herbeux cesse d'être
vivant, de faire ombre sur le sol et de protéger le sol. Tel est le cas
des prairies, des steppes, des savanes des régions continentales, un
immense domaine, aussi vaste que le domaine forestier.
Ce qui compte alors pour la bonne ou pour la mauvaise évolution
des sols en vue de leur utilisation, c'est l'amplitude des mouvements
de l'eau sur la verticale; c'est, avec cette amplitude, les alternances,
fréquentes dans l'année, des mouvements per descensum et per ascensum.
Ainsi, en conséquence du couvert végétal, forestier ou herbacé, continu
ou discontinu, en conséquence du. milieu orographique (plaine ou mon-
tagne) et climatique (saisons tranchées ou non), c'est la biostasie ou la
rhexistasie qui l'emporte. Et, dans la biostasie la plus favorable, c'est
l'alternance fréquente des mouvements per descensum et per ascensum
de l'eau qui fait les meilleurs sols. Ainsi les tchernozems où les solutions
sont distribuées dans toute l'épaisseur, où le drainage par le sous-sol
exportateur est limité au minimum indispensable.

L'âge des sols. — Mais la théorie bio-rhexistasique a comme mérite
principal, au regard du pédologue, d'éclairer l'ambiguïté qui obscurcit
trop souvent la notion d'âge des sols.
Il faut retrouver la vieille distinction de Robinson en sols « pri-
maires » et sols «secondaires», c'est-à-dire ceux dont la roche-mère
est constituée par un sédiment et par un sédiment non métamorphisé,
non granitisé, car celui-ci donne des minéraux primaires.

Qu'est-ce qu'un sol d'alluvions dérivées des Vosges gréseuses ? C'est
un sol dont les éléments ont subi deux fois au moins la rhexistasie
continentale. Au Trias, un régolite ou un éluvium siliceux est transporté,
déposé, sedimenté, cimenté dans la mer triasique. Les grès à ciment
siliceux qui résultent de cette sédimentation triasique subissent, depuis
leur exondation, d'autres phases rhexistasiques dont la dernière a donné
les alluvions anciennes et modernes qui recouvrent les fonds des vallées
vosgiennes. Ainsi, l'âge vrai des grains de sables siliceux de ces alluvions
remonte au moins au Trias gréseux. Et la caractéristique chimique de
ces sols d'alluvions est leur extrême pauvreté en bonnes substances
solubles, en bases.

Au contraire, les sols dérivés de granites vosgiens, dont l'altération
superficielle est peu avancée, sont incomparablement plus riches en
calcium, en magnésium, en potasse, quoique leur roche-mère, le granite,
soit antérieure aux grès triasiques. En effet, sur les Vosges granitiques
où l'érosion, après avoir enlevé le vieux manteau éluvial, entraîne
maintenant et dépose dans les vallées des minéraux chimiquement neufs,
qui n'ont pas subi de phase de pédogenèse résiduelle, les micas et
feldspaths conservent la grande partie de leurs bonnes substances
solubles.

L'âge des sols se définit donc par le nombre de remaniements
rhexistasiques qu'ont subis leurs éléments. Dans l'histoire géologique
de ces éléments, il y a eu un ou plusieurs cycles pédogénétiques avec
phases séparées de biostasie et de rhexistasie; ou bien, il y a eu un ou
plusieurs cycles de pédogenèse mixte. Mais, dans les deux cas, ce qui
compte maintenant pour l'âge des sols c'est le nombre des cycles
pédogénétiques par lesquels leurs minéraux sont passés : un seul cycle
dans le cas des alluvions granitiques des Vosges, et ces alluvions sont
pédologiquement jeunes, chimiquement bien dotées; deux ou plusieurs
cycles dans le cas des alluvions gréseuses des Vosges, et ces alluvions
sont pédologiquement vieilles et chimiquement pauvres. Pourtant dans
les deux cas, les derniers remaniements datent de la même époque.
Pour définir, l'âge des sols, il faut, dit Erhart, remonter aux premiers
phénomènes d'altération pédogénétique. Il faut distinguer l'âge relatif,
c'est-à-dire le degré d'évolution et l'âge absolu, c'est-à-dire la durée
depuis la première mise en place.

Rythmes très variables du cycle pédogénétique suivant les zones
climatiques. — II est certain que les sols les plus riches sont généralement
les sols de date récente par leur origine pédogénétique : les loess, les
sols sur cendres volcaniques, les terres noires souvent formées depuis
le Wurmien seulement.

Encore faut-il que ces sols jeunes, chimiquement bien dotés, peu
zonés, ne manquent point trop de corps physique, d'épaisseur, qu'ils
ne soient point trop squelettiques, point trop jeunes.
Or, sur une cheire volcanique qui en Auvergne a 8 ou 10 millénaires,
il ne se voit qu'une pellicule de terre arable. Tandis que sur une cheire
volcanique de Java, et de 8 ou 10 millénaires aussi, formée de laves
de même constitution physique et chimique, le sol aura 20 ou 30 cm
d'épaisseur. C'est que l'altération chimique marche 10 fois plus vite
peut-être en zone équatoriale qu'en zone tempérée. Sur le Globe, la chimie
et la physique ont, l'une ou l'autre, des intensités extrêmement variables.
Le cas pédogénétiquement le plus favorable est le suivant : un climat
de toutes manières tempéré, des pentes modérées, une érosion très
modérée. La roche-mère est elle-même riche en bonnes substances
solubles. Elle n'est pas recouverte d'un vieux régolite. Elle livre des
minéraux neufs au sous-sol au fur et à mesure que l'érosion superficielle
enlève les minéraux usés. Le climat est sans excès saisonniers. Les
oeuvres humaines ajoutent leurs bons offices aux oeuvres naturelles.
Il y a biostasie sans rhexistasie. La capacité de rétention du sol à l'égard
de l'eau dans son sein est maximale. Cependant cette eau est vivante,
c'est-à-dire qu'elle est animée de mouvements lents et très lents, mais
pourtant suffisants. Les alternances vers le bas et vers le haut des
mouvements aquifères empêchent les zonations, assurent la répartition
des solutions. Finalement, une très faible partie des précipitations
(l/10e ou 1/12") se trouve drainée par le sous-sol : juste l'indispensable
pour qu'il y ait mouvement interne, de l'eau et de l'air. Comme cela,
le sol vit au mieux tout en évoluant très lentement, tout en conservant
et augmentant même par enrichissements de fumures minérales et orga-
niques sa grande capacité végétative. Un très bon sol vit intensément et
pourtant il évolue très lentement.


CONCLUSIONS
Mais pour comprendre les sols aux aptitudes si diverses, il faut
remonter souvent aux temps géologiques les plus anciens. Il faut, avec
Erhart, considérer la genèse des sols comme un phénomène géologique.
Il y a la carte pédologique tirée de la carte géologique. Mais, récipro
quement, la carte pédologique peut aider beaucoup à reconstituer les
cartes géologiques successives, les successions stratigraphiques. Par
ces remontées dans le passé, en partant du sol actuel, on distingue
entre les éléments premiers, primaires et les éléments secondaires, une
ou plusieurs fois remaniés. Sur le globe actuellement c'est la rhexistasie
physique seule, ou bien la biostasie chimique seule, ou bien la physique
et la chimie combinant leurs effets, et à toutes les époques géologiques
il en a été ainsi. Tant que persiste un couvert forestier bien fourni,
c'est dans le sol la phase biostasique. Puis, ce couvert forestier venant
à disparaître, c'est la phase rhexistasique : l'équilibre rompu, les résidus
solides de la phase biostasique sont entraînés. C'est sur l'exemple de la
forêt équatoriale sur pénéplaine sialique qu'Erhart fonde sa théorie,
géologiquement très éclairante, de la Bio-Rhexistasie.

Lucien Gachon.

2 Henri Baulig, Pénéplaines et Pédiplaines (Bul. de la Société Belge d'Et.
Géogr., tome XXV, 1956, n° 1, p. 25-57, 4 figures).

3 Pierre Birot, Biogéographie des continents, CS.D.U., 1954.

Or la charge des pluies en acide carbonique fait leur principal pouvoir corrosif, leur premier pouvoir de faire une première couche d'altération que de la végétation terrestre pourra coloniser. L'autre partie est le dioxyde de soufre, voire le fluor en provenance d'éruptions volcaniques.

Or le Quaternaire, avec ses glaciations, est unique par ses très basses teneurs atmosphériques en dioxyde de carbone : trop dissout dans les océans froids pour être massivement disponible aux végétations émergées. C'est aussi une période typiquement rhexistasique, à érosions intenses et rivières troubles : l'érosion glaciaire en particulier, à laquelle on doit des reliefs relictes comme le Matterhorn (Cervin), est strictement mécanique. D'où la grande fragilité de nos sols cultivés, dont la pérennité est menacée et déjà largement entamée.

L'IPCC et l'ONU regardent-ils dans la bonne direction ?
Qu'en dit la FAO ?
Résumé d'érosion des sols, et de pédologie à
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gression_et_d%C3%A9gradation_des_sols

On notera la gravité des déforestations, sous les réquisitions de Rome.

Quelques outrances comiques aussi :

L'attaque par les insecte ravageurs, est en fait la conséquence de ce que ces plantes sont en réalité malade, et qu'elles émettent des signaux chimiques pour que la nature les élimine de façon à éviter leur reproduction.