Pedogeneza (geologia)

Glebotwórczy (grecki pedon , podłoga i geneseôs narodziny) jest zbiorem procesu ( fizyczne , chemiczne i biologiczne ), które we współdziałaniu ze sobą, prowadzi do powstawania, przetwarzania lub różnicowania gleby . Ta formacja gleby zapewnia ważną pomoc ekosystemową .

Składniki pedogenezy

Rosyjski Wasilij Dokoutchaïev jest uważany za ojca nowoczesnej wizji proces glebotwórczy zakresie, w jakim jest on najpierw stwierdzić, w końcu XIX e wieku , że gleba zależy w tym samym czasie na skale , na klimat , geomorfologia , czynniki biologiczne i czas.

Skała

Gleby bezpośrednio dziedziczą pewne cechy po skałach, które je tworzą; na przykład, przynajmniej w młodości, są wapienne na skałach wapiennych i kwaśne na skałach kwaśnych.

Klimat

Istnieją schematycznie trzy rodzaje klimatów:

takie, w których gleby mają tendencję do zubożenia, ponieważ przecinają je znaczne ilości deszczu ;
takie, w których woda jest w wystarczającej ilości, aby wypłukiwać z jonów , które są uwalniane przez działanie warunków atmosferycznych, aby te jony gromadzą się w glebie i ryzyko zasolenia istnieje, jeżeli sodu jest bogaty w środowisku;
tych, którzy utrzymują równowagę z ziemią. Odpowiednie gleby okazują się być najlepsze, ponieważ nie są one ani zbyt biedny, ani zbyt bogaty w Na , Ca , etc.

Czas

Proces ługowania wodą, który właśnie opisaliśmy, wymaga czasu. Stworzenie „wypłukanej” gleby (lub „ planozolu ”) zajmuje co najmniej sto tysięcy lat, co skutkuje zjawiskiem zubożenia w ich górnych partiach. Długość czasu w glebie była od dawna ignorowana z powodu braku poważnych środków pomiaru; dlatego wciąż znajdujemy w niektórych traktatach błędy, takie jak te, które twierdzą, że wytworzenie gleby wypłukanej zajmuje tylko tysiąc lat, lub 100 000, aby zrobić ziemię laterytową . W Afryce jednostka czasu trwania w pedogenezie to milion lat, a nawet dziesięć milionów lat ...

Czynniki biologiczne

Są to korzenie , kopiące zwierzęta , grzyby , bakterie , ludzie itp. Te różne środki działają mechanicznie (mieszając warstwy gleby), a zwłaszcza chemicznie. Rzeczywiście, wszystkie organizmy w glebie oddychają i dostarczają dwutlenku węgla (CO 2 ). Jednak ten rozpuszczony w wodzie zachowuje się jak kwas, ponieważ CO 2 + H 2 O daje H 2 CO 3, co daje H + i HCO 3 - ; ten ostatni jon nadal dysocjuje ponownie na CO 3 2- i H + . Oczywiście są to słabe kwasy, ponieważ dysocjacja jest daleka od zakończenia. Ale protony H + uwalniane są w sposób ciągły i przez tysiące lat żaden minerał nie może im całkowicie oprzeć się, nawet kwarc . Ponadto atmosferyczny CO 2 , który przenika do gleby, działa w taki sam sposób jak CO 2 pochodzący z oddychania .

Woda krążąca po zboczach zawiera zarówno jony w roztworze, jak i zawiesinę materii. Czasami cała pokrywa gleby przesuwa się w dół. Z biegiem czasu powoduje to zróżnicowanie gleb na zboczach.

W tych warunkach pokrywa glebowa jest zróżnicowana od ziem północnych po równik , w zależności od ogólnej zmienności klimatycznej i lokalnych kaprysów geologicznych . Ten koc zmienia się w czasie; młode gleby występujące na nowo sprowadzonych do wychodni skałach są bogate w pierwiastki rozpuszczalne (Na, K, Ca, Mg), które powoli zanikają w klimatach wilgotnych i najczęściej ich brakuje na starych stabilnych tarczach planety. Drugi przypadek dotyczy Afryki równikowej i Amazonii, gdzie gleby są wyjątkowo ubogie. Ponadto gleby uprawne różnią się od gleb utrzymywanych pod roślinnością leśną różnymi cechami. Ewolucja jest czasami dokonywana we właściwym kierunku (sztuczne wzbogacanie w Ca, P itp.), A czasami w złym (zasolenie antropogeniczne, erozja …).

Wreszcie wszędzie trzeba rozróżniać gleby w wyższych punktach rzeźby i w punktach niższych.

Proces pedogenezy

Szczegółowo, konkretna kombinacja pięciu przedstawionych powyżej czynników definiuje dany proces pedogenezy.

Na przykład hydromorfia odpowiada przypadkowi, w którym klimat glebowy jest nadmiernie wilgotny ze względu na klimat i / lub nieprzepuszczalność skały, która uniemożliwia odpływ wody w dół. Skutkuje to nasyceniem porów gleby wodą i zablokowaniem cyrkulacji tlenu . Rośliny cierpią. Mikroorganizmy występujące tradycyjnie w glebie przystosowują się lub ustępują innym. Wiele z nich poszukuje tlenu i jest w stanie wychwycić ten związany z azotem ( azotany ) lub żelazem (tlenki żelaza ). Skutkuje to zjawiskami redukcyjnymi, które mają istotne konsekwencje rolnicze i środowiskowe.

Na przykład również po bokach wulkanów , a więc w górach, klimat jest agresywny (dużo pada), a skały są szczególnie zmienne, ponieważ są podzielone ( popiół , lapilli itp.) I w dużej mierze szkliste zamiast idealnie skrystalizował. Bardzo łatwo i bardzo szybko psują się. Zapewniają czworościany krzemionkowe i łańcuchy aluminiowe. Gdyby klimat był gorący i suchy, doszłoby do współstrącania i tworzenia glinokrzemianów , czyli iłów . Jednak w klimatach zimnych i wilgotnych w glebach występuje dużo materii organicznej, która blokuje ewolucję w kierunku krzemianów . To jest andozolizacja . Skutkuje to utrzymaniem słabo skrystalizowanych produktów, niewłaściwie nazywanych „amorficznymi”, które nadają glebom (raczej „Andosole”) właściwości całkowicie odmienne od wszystkich innych gleb na świecie (wysoka zdolność wymiany anionów , retencja w wyjątkowej wodzie, tiksotropia , itp.).

Procesy pedogenezy

W sumie specjaliści wyróżniają mniej niż dwadzieścia głównych procesów pedogenezy. Najważniejsze z nich to:

Alkalinizacja : gromadzenie się jonówna kompleksie absorpcyjnym gleby. ${\ displaystyle Ca ^ {++}}$
Andozolizacja : patrz wyżej.
Antropizacja : dominujące działanie człowieka.
Argilluvization : pojawienie się gleb ze środkową częścią wzbogaconą gliną, zjawisko wcześniej przypisywane pionowej redystrybucji gliny, ale obecnie uważane za przypadkowe.
Zwapnienie : utrzymywanie się lub pojawienie się węglanów, a nawet gipsu w suchym środowisku.
Krioturbacja : przeróbka gleby pod wpływem zamrażania / rozmrażania.
Ferralizacja : degradacja wszystkich minerałów, eliminacja zasad i krzemionki, stężenie glinu i żelaza na miejscu.
Fersializacja : tworzenie glinek, które są częściowo bogate w krzemionkę i związane z żelazem.
Hydromorfizacja : patrz wyżej.
Melanizacja : nagromadzenie materii organicznej, która przyciemnia kolor gleby.
Podzolizacja : degradacja pierwotnych minerałów z wyjątkiem kwarcu, lokalna redystrybucja żelaza i glinu.
Zasolenie : gromadzenie się soli w roztworze glebowym, zwłaszcza NaCl.
Krzemionka : stężenie i lokalna akumulacja krzemionki.
Sodowanie : degradacja gleby w wyniku alkalizacji.
Torf : nagromadzenie materii organicznej, która nie wyewoluowała pod wpływem nadmiaru wody i często zimna.
Wertizolizacja : występowanie pęczniejących glinek w dużej proporcji zjawiska towarzyszące.

Podstawowe mechanizmy

Omówione procesy obejmują niewielką liczbę podstawowych mechanizmów o charakterze fizykochemicznym. Są to w szczególności:

Zjawiska fragmentacji

Pierwiastki powstałe ze skał są stopniowo dzielone, co zwiększa ich powierzchnię zewnętrzną i ułatwia ich późniejszą przemianę chemiczną. Jednak fragmentacja nie zawsze jest czysto mechaniczna (jak w przypadku zamrażania); często separacja kryształów tworzących skałę ma już pochodzenie chemiczne, np. w przypadku granitu (interwencja przeróbki miki, teza Michela Roberta 1970).

Zjawiska rozpadu

Niektóre rozpuszczalne minerały mają tendencję do znikania z gleby, przenoszone przez wodę, podczas gdy inne, mniej rozpuszczalne lub nierozpuszczalne, są tam skoncentrowane we względnej wartości.

Zjawiska hydrolizy

Jeśli rozpuszczanie odpowiada wodnemu roztworowi jonów powstałych z minerałów, hydroliza jest nieco bardziej złożona, w tym sensie, że oprócz jonów w roztworze dostarcza nowych minerałów; na przykład: skalenie + woda daje glinę + jony w roztworze.

Zjawiska utleniania-redukcji

Widzieliśmy powyżej, że gleba może być uboga w tlen, gdy występuje nadmiar wody, niezależnie od tego, czy jest trwały, czy występuje tylko w określonych porach roku. Niektóre minerały, w szczególności żelazo, mogą utleniać się lub redukować, co odpowiada pojawieniu się tlenków różnych typów i kolorów. W tym zjawisku dużą rolę odgrywają wszelkiego rodzaju mikroorganizmy; dla niektórych utlenianie jest źródłem energii; dla innych redukcja zapewnia tlen ...

Przenieś zjawiska

Jony mogą być przemieszczane w glebie lub nawet z niej eksportowane. Czasami wynika to z prostego rozwiązania, czasami tłumaczy się to zjawiskiem kompleksowania przez cząsteczki organiczne, gdy dane jony nie są uważane za rozpuszczalne ( w szczególności Al 3+ i Fe 3+ ). Migrować może również zawiesina (glina).

Zjawiska opadów atmosferycznych

W środkowych lub dolnych warstwach gleby często dochodzi do opadów przenoszonych pierwiastków. Przyczyny są różne (zmiana pH, zmniejszenie ilości wody używanej jako wektor, ponieważ do dolnych warstw gleby nie zawsze dociera deszcz itp.).

Nowe szkolenie

Zjawiska zmian, przenoszenia i wytrącania przenoszą jony w to samo miejsce, co może współstrącać i dawać nowe minerały. Na przykład w wyjątkowych przypadkach, w bardzo suchym środowisku, wapń uzyskany z plagioklazów granitu może łączyć się z dwutlenkiem węgla w powietrzu, tworząc wtrącenia CO 3 Ca, innymi słowy wapień!

Horyzontacja

W obszarach, znajdujących się płaskie (Plains, plateau niskie zbocza), innymi słowy w większości gleb, to rozwarstwienie w poziomych warstw równoległych zwane „ Horizons ” w odniesieniu do ich rozmieszczenia. Taki układ jest łatwy do zrozumienia: gleba będąca cienką warstwą wietrzną skały stykającą się z atmosferą i powierzchniowymi czynnikami biologicznymi, nawet w glebie, zjawisko wietrzenia narasta od dołu do góry (od zdrowej skały do części gleby, która jest najbardziej eksponowany, a zatem najbardziej przekształcony).

Na zboczu, w starych glebach, gdzie ewolucja jest wystarczająca, aby wewnętrzne zjawiska zróżnicowania były wyraźne, boczne przesunięcia i ogólne zsuwanie się warstwy pedologicznej komplikują organizację, a horyzonty ustępują bardziej objętościom. Złożone (soczewki, skosy, itp.).

Mnogość czynników, procesów i mechanizmów leżących u ich podstaw wyjaśnia bardzo dużą różnorodność gleb na świecie, zarówno pod względem koloru, jak i właściwości mechanicznych, fizycznych i biologicznych.

Zobacz też

Powiązane artykuły

Pedologia

Bibliografia

BOCKHEIM JG, GENNADIYEV AN, 2000. Rola procesów glebotwórczych w definicji taksonów w taksonomii gleby i słownictwie. Geoderma, 95, s. 53-72.
DUCHAUFOUR Ph. 2001. Wprowadzenie do gleboznawstwa. Gleba, roślinność, środowisko. Dunod, 331 str.
LEGROS JP, 2007. Les Grands Sols du Monde. Presses Polytechniques et Universitaires de Lausanne, 575 str. zidi, 2012 s. 04

Linki zewnętrzne