Avec son climat chaud et ses plages de sable, Hawaï attire chaque année les touristes. Cet écosystème unique attire également les pédologues intéressés par les surprises qui peuvent se trouver sous leurs pieds.

Dans un article récent publié dans Geoderma, Des chercheurs européens expliquent comment ils ont utilisé les sols riches d'Hawaï pour étudier le mouvement critique du phosphore dans l'environnement. En comprenant mieux la quantité et le type de phosphore dans le sol, ils peuvent aider les cultures à mieux réussir et à maintenir la santé de nos écosystèmes pour les années à venir.

Le projet a été dirigé par le scientifique d'Agroscope, le Dr Julian Helfenstein, Pr Emmanuel Frossard avec l'Institut des Sciences Agronomiques, ETH Zurich; et le Dr Christian Vogel, chercheur à l'Institut fédéral de recherche et d'essai des matériaux à Berlin.

L'équipe a utilisé la Canadian Light Source (CLS) de l'Université de la Saskatchewan pour analyser les différents types de phosphore dans leurs échantillons et retracer leurs origines.

"Certains synchrotrons ne veulent pas avoir de saleté dans leurs lignes de lumière, cela rend donc plus difficile l'analyse des échantillons de sol, " a déclaré Vogel. C'est pourquoi l'équipe est allée au CLS, une installation qui donne la priorité à la recherche agricole et accueille des projets de science du sol. Vogel a analysé les échantillons à l'aide de différentes techniques de spectroscopie sur la ligne de lumière VLS-PGM du CLS, qui utilise une lumière extrêmement vive.

Le phosphore provient généralement de l'apatite trouvée dans le substrat rocheux, Helfenstein a expliqué. Donc, le groupe a été surpris de découvrir qu'une partie du phosphore dans leurs échantillons de terre végétale hawaïenne érodée provenait de la poussière déposée par les courants d'air. Cette poussière, et le phosphore qu'il contient, parcouru des milliers de kilomètres avant de s'installer sur l'île.

Les chercheurs s'attendraient à trouver de l'apatite dans les sols des zones sèches où elle ne serait pas emportée par les précipitations. Donc, trouver des preuves d'apatite dans les sols humides a étonné les scientifiques.

"Sur la partie humide de la pente, ces sols sont extrêmement altérés donc l'apatite primaire a disparu, mais on a quand même trouvé ces petits grains d'apatite dans le sol co-localisé avec du quartz, suggérant que cela vient d'ailleurs. ça ne vient pas du bas, ça vient de l'air, " a déclaré Helfenstein.

L'équipe a collaboré avec des physiciens de l'atmosphère qui ont utilisé la modélisation pour tracer la trajectoire arrière de la poussière, localiser les courants d'air dans lesquels la poussière avait voyagé et l'origine de l'apatite.

Frossard a expliqué que des précipitations prolongées peuvent conduire à des écosystèmes très anciens et altérés que les chercheurs s'attendraient à ce qu'ils s'effondrent à cause d'un phosphore limité. Cependant, si l'apatite vient d'ailleurs, comme la poussière transportée par les courants d'air, alors vous verrez en bonne santé, écosystèmes productifs. Cela aide à expliquer la croissance des plantes sur les sols fortement altérés à Hawaï.

Frossard travaille sur les séquences climatiques depuis des décennies, y compris l'étude du gradient climatique dans les prairies canadiennes, et suit l'actualité du CLS depuis sa construction en 1999.

"Ce que je vois ici, c'est un instrument très puissant – le fait qu'ils nous permettent d'étudier le sol est vraiment quelque chose de superbe. Cela nous permet d'améliorer nos connaissances en biologie et en chimie du sol."

L'équipe a hâte de découvrir d'autres secrets environnementaux à l'avenir.