Sutthiwat Srikhrueadam/Getty Images
Le sol est le fondement invisible de la vie terrestre. Il nourrit les plantes qui nous nourrissent, alimente la photosynthèse et séquestre le carbone, ce qui en fait un défenseur de première ligne contre le changement climatique. Malgré son rôle essentiel, le sol est souvent négligé, tout comme l’air que nous respirons. Comprendre sa composition et sa formation est essentiel pour maintenir une planète saine.
Le sol est généralement divisé en deux couches :la couche arable, l’horizon supérieur riche en nutriments visible à l’œil nu, et le sous-sol, une couche plus épaisse et plus dense en dessous. La couche arable, bien que mince, abrite la plupart des racines des plantes, des vers de terre, des insectes et des organismes microscopiques. Le sous-sol contient moins de nutriments et une couleur plus claire, mais il soutient toujours un système racinaire plus profond.
Les deux horizons partagent les mêmes composantes fondamentales, quoique dans des proportions variables. Le sol est constitué de cinq éléments fondamentaux :les minéraux, l’eau, l’air, la matière organique et les organismes vivants. Ensemble, ils se rassemblent au fil des millénaires sur le sol fertile qui soutient la vie.
Alain Bachellier/Getty Images
Les minéraux représentent environ 45 % de la plupart des sols et sont également appelés matériaux parents. Ils proviennent principalement de roches sédimentaires, qui constituent plus de 75 % de la croûte terrestre. Les intempéries, les précipitations et le vent brisent ces roches en particules qui forment le sol. Les minéraux fournissent des nutriments essentiels (calcium, sodium, potassium, silicium) aux plantes et aux microbes.
Les feldspaths, contenant du calcium, du sodium ou du potassium, et le quartz sont les minéraux les plus courants dans le sol. La texture d'un sol (sable, limon ou argile) est définie par la taille des particules :sable (0,05 à 2,00 mm), limon (0,002 à 0,05 mm) et argile (<0,002 mm). Les particules d'argile s'agglutinent, augmentant la densité, en particulier dans le sous-sol.
Andy Morgenstern/Getty Images
En moyenne, l’eau représente environ 25 % du volume du sol, bien que cela varie selon le climat et la composition minérale. Les sols sableux, avec des particules plus grosses, permettent à l'eau de s'écouler rapidement, limitant ainsi la rétention. Le limon et l’argile retiennent cependant plus efficacement l’eau. Le changement climatique exacerbe cette situation, provoquant des sécheresses qui assèchent les sols et de fortes pluies qui les saturent.
L’eau est le milieu qui transporte les nutriments (calcium, potassium, fer, magnésium) jusqu’aux racines des plantes. Il modère également les transferts de chaleur entre le sol et l’air et est indispensable à la photosynthèse. Sans une humidité adéquate, le sol ne peut pas supporter la vie.
William Edge/Shutterstock
L'air occupe environ 25 % du sol, remplissant les pores entre les particules minérales. Cet oxygène est vital pour la myriade d’organismes qui habitent le sol. Les agriculteurs pratiquent régulièrement l'aération du sol en forant des trous pour améliorer la circulation de l'air et l'infiltration de l'humidité, maintenant ainsi des cultures saines.
L'air influence également la dynamique des gaz à effet de serre. Les plantes absorbent le CO₂, mais lorsqu’elles meurent et se décomposent, le carbone qui en résulte est stocké dans le sol. Les sols constituent le deuxième plus grand réservoir naturel de CO₂ après les océans, ce qui les rend cruciaux dans la régulation du climat. Toutefois, l’expansion agricole a diminué la capacité des sols à capturer le carbone dans de nombreuses régions.
Baac3nes/Getty Images
La matière organique fait référence à toute matière biologique morte présente dans le sol. Il se divise en deux étapes :les détritus (matière active) et l'humus (matière passive). Les détritus sont constitués de feuilles fraîchement tombées, d'animaux morts et de tissus végétaux en décomposition. Grâce à l'action des vers de terre, des insectes et des champignons, les détritus sont décomposés en humus, un matériau sombre et stable qui améliore la rétention d'eau et la structure du sol.
Le taux de conversion des détritus en humus dépend des conditions du sol et de la communauté microbienne. Dans certains écosystèmes, ce processus est lent, prend des décennies et est appelé matière lente du sol.
José A. Bernat Bacete/Getty Images
Les organismes représentent environ 5 % de la masse du sol, mais ils en constituent la composante la plus dynamique. Le sol est l’écosystème le plus riche en biodiversité sur Terre, abritant plus de la moitié de toutes les espèces. Des études publiées dans les Actes de l'Académie nationale des sciences estiment que 85 % de la vie végétale, 90 % des champignons et environ la moitié des espèces bactériennes résident dans le sol.
Bien que les mammifères soient rares, des espèces telles que les taupes, les gaufres et les renards habitent des niches souterraines. Les vers de terre, les acariens, les mille-pattes et les araignées sont plus courants. Les organismes microscopiques – nématodes, bactéries, champignons – conduisent à la transformation des détritus en humus, maintenant ainsi la fertilité. Remarquablement, un seul acre de sol contient des bactéries pesant plus de mille livres, comparable à une vache adulte.