Les plantes peuvent stabiliser les pentes, pourtant, les précipitations intensifient souvent l'érosion des sols. Jusqu'à maintenant, la façon dont ces deux choses interagissent pour former la topographie des montagnes n'était claire que pour quelques petites régions de la Terre. Dans une nouvelle étude, Professeur Todd Ehlers, Dr. Jessica Starke et Dr. Mirjam Schaller du département de géosciences de l'Université de Tübingen, Allemagne, ont étudié comment les plantes et le climat façonnent la topographie. Ils l'ont fait dans une grande étude de la 3, Bord ouest de 500 kilomètres de long de la cordillère des Andes au Pérou et au Chili. Ils ont découvert que la question de savoir comment les plantes influencent le paysage et l'érosion peut avoir des réponses différentes, en fonction de la zone étudiée. Les facteurs clés identifiés sont la zone climatique et la couverture végétale. Dans le désert sec d'Atacama, par exemple, une végétation clairsemée suffit à maintenir le sol en place; tandis que des taux d'érosion plus élevés peuvent être observés dans les régions plus humides et plus tempérées où la couverture végétale est plus dense. L'étude a été publiée dans la dernière édition de la revue Science .

La zone des Andes étudiée s'étend sur presque toute la longueur de l'Amérique du Sud, de 6 à 36 degrés de latitude sud. Cette région couvre six zones climatiques, de très sec à tempéré. "Le long de la bordure ouest des Andes, de nombreuses études individuelles ont déterminé les taux d'érosion des sols au cours du dernier million d'années, " dit Todd Ehlers. " Pourtant, les résultats étaient incohérents et ne pouvaient pas être facilement expliqués. " Pour évaluer le taux d'érosion, les chercheurs ont utilisé ce qu'on appelle des nucléides cosmogéniques, qui sont produits à la surface de la Terre par les rayons cosmiques de l'espace. Les nucléides ne s'accumulent que lorsque le sol est exposé. En utilisant la concentration des isotopes des sédiments dans 86 rivières, les chercheurs ont pu calculer à quelle vitesse les montagnes se sont érodées. "Nous avons complété les résultats antérieurs de 74 sites d'étude au Pérou et au Chili avec 12 nouvelles mesures pour combler les lacunes, " dit Ehlers. Cela lui a permis, ainsi qu'à son équipe, d'étudier les changements dans l'érosion des montagnes dans différentes zones de végétation et climatiques le long des Andes. Les taux d'érosion variaient entre 1,4 mètre et 150 mètres par million d'années.

Connexions complexes

Les plantes utilisent leurs racines pour maintenir le sol sur les pentes et ralentir l'écoulement de l'eau à la surface, stabilisant ainsi les pentes. Mais, les plantes peuvent également favoriser l'érosion en utilisant leurs racines pour décomposer les roches en un sol plus facilement érodable. Cependant, la situation devient plus complexe lorsque les précipitations sont prises en compte. Les précipitations sont importantes pour la végétation, mais est également un facteur clé de l'érosion des sols. "On pourrait penser que plus le couvert végétal est dense, moins il y aurait d'érosion. Cette simple corrélation est correcte pour certaines régions des Andes", déclare Ehlers. "Cependant, d'autres facteurs tels que le taux de précipitations jouent également un rôle important. C'est passionnant de voir maintenant comment l'érosion des montagnes reflète cette interaction entre les plantes et les précipitations." Par exemple, dans les régions andines tempérées, la couverture végétale est dense en raison des fortes précipitations. Ces précipitations sont suffisamment élevées pour augmenter l'érosion des sols, malgré la présence d'une végétation dense. Cependant, dans les régions à végétation encore plus dense que les zones tempérées, les plantes sont capables de surpasser les effets des précipitations sur l'érosion et les pentes sont stabilisées, et plus raide.

"Notre enquête à grande échelle sur ce large gradient climatique et végétal dans les Andes nous aide à mieux comprendre les observations de nombreuses autres études, " explique Ehlers. " Les études précédentes étaient principalement menées dans des régions géographiques restreintes en termes d'environnement ou de climat. Ce n'est que lorsque l'on travaille avec une grande région que l'on a une vue d'ensemble de la façon dont les plantes et le climat interagissent avec les paysages. » La végétation forme un lien entre la biosphère et la surface de la Terre. « Notre étude est un exemple d'une nouvelle frontière scientifique où la Terre et les sciences de la vie se rencontrent. Nous apprenons de plus en plus à quel point les parties solides et vivantes de la Terre interagissent, et nous pouvons observer les effets de ces interactions sur de longues échelles de temps de milliers d'années, " dit Ehlers.