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2. Formation et évolution des sols
L’observation d’un sol dans sa dimension verticale permet de distinguer un ensemble non-homogène constitué de couches successives plus ou moins horizontales et d’épaisseurs variées : ce sont les horizons du sol dont le développement se fait à partir d’un matériau parental (également appelé roche-mère lorsqu’il s’agit d’un matériau induré), à distinguer du substratum qui correspond au matériau sous-jacent, qu’il soit ou non à l’origine du développement du sol (dans la majorité des cas, le substratum est le matériau parental). Le gradient minéral augmente avec la profondeur à l’inverse du gradient organique qui est décroît généralement de la surface vers la profondeur. La distinction entre sol et sous-sol (i. e. matériau parental en cours d’altération appelé altérite) n’est pas toujours évidente : il faut considérer un continuum entre ces deux unités dont le gradient d’altération diminue avec la profondeur. En effet, sous climat équatorial, l’ensemble altérite–sol peut représenter jusqu’à 100 m d’épaisseur, alors que le sol sensu stricto ne dépasse rarement 20 m d’épaisseur. La pédogenèse constitue donc l’ensemble des processus de formation et d’évolution d’un sol avec le temps dans un environnement donné, depuis un substrat lithogénique vers un sol évolué à horizons bien distincts.
Remarque
Il existe des exceptions au continuum classique matériau parental–altérite–sol. C’est le cas, par exemple, d’altérites non surmontées de sol (e. g. les dunes du Sahara) ou de sols reposant directement sur la roche en place.

Chaque sol évolue selon son propre rythme qui dépend des conditions environnementales jusqu’à atteindre un équilibre. Cette évolution est souvent connectée à celle des écosystèmes sus-jacents. Les principales étapes successives de la pédogenèse sont :
– le stade initial : étape qui concerne les premières modifications du matériau parental par des processus physiques, chimiques et biologiques jusqu’à la colonisation d’une végétation pionnière ;
– le sol rudimentaire : résulte des premiers apports en matière organique qui s’intègrent à la matière minérale ;
– le sol peu différencié : résulte d’un enrichissement progressif en matière organique et d’une répartition en horizons distincts ;
– le sol évolué : comprend de nombreux horizons différenciés ;
– le stade terminal : équilibre entre les horizons, c’est le pédoclimax (non représenté).

Remarque
L’évolution d’un sol n’est pas toujours continue : elle peut être entre-coupée de phases régressives vers des stades antérieurs issues d’accidents naturels (glissement de terrain, glaciation…) ou d’actions anthropiques. L’alternance de phases progressives et régressives dis-tinctes donne naissance à un sol polycyclique.

2.1. Facteurs de formation des sols
La formation et le développement des sols dépendent de plusieurs facteurs environnementaux : cinq facteurs agissent sur différents composants du sol (le matériau parental, le climat, la topographie, la biologie et l’humain), tout en étant étroitement liés au dernier facteur, le temps (Legros, 2007 ; Gobat et Guenat, 2019). Ces six facteurs n’ont cependant pas nécessairement la même importance selon le contexte géographique. Ainsi, ils peuvent être introduits sous la forme d’une équation :
sol = fonction [(matériau parental, climat, topographie, biologie, humain) × temps]
2.1.1. Le matériau parental
Le sol est issu de l’altération d’un matériau parental consolidée (appelé roche-mère) ou meuble qui, avec le temps, expose des éléments minéraux dont la nature chimique et minéralogique dépend de celle du matériau initial. En effet, la diversité des substrats rocheux contribue à une diversité de sols : les roches cristallines (e. g. granite) ou cristallophylliennes (e. g. gneiss ou micaschiste) qui favorisent des sols acides (substrats dominant à travers le monde), les roches sédimentaires (e. g. calcaire) qui favorisent des sols alcalins, les roches volcaniques qui piègent la matière organique et les formations superficielles (e. g. alluvions, colluvions, lœss) de natures variées. De nombreux paramètres physiques du sol dépendent également de la nature du matériau parental : perméabilité, structuration, granulométrie, etc.

Par ailleurs, la nature du matériau parental permet d’estimer de nombreux processus pédologiques. À titre d’exemple, les échanges chimiques s’opérant entre la roche et le sol dépendent de la surface de contact (dalle rocheuse unique vs nombreux petits fragments formés dans les éboulis) et le temps de contact (roche plus ou moins perméable). Outre l’influence sur la qualité de ces éléments, la nature du matériau parental informe sur la cinétique d’altération selon le type de minéraux présents.

Cependant, le lien de parenté entre le matériau sous-jacent et le sol n’est pas toujours conservé (différentes minéralogies, compositions chimiques, textures, etc.) ; un sol peut être allochtone et se développe ainsi sur un substrat sur lequel repose le sol sans lien de parenté : le terme substratum est donc privilégié. Plusieurs causes permettent d’expliquer ces observations : un matériau parental ayant totalement disparu avec l’évolution du sol, un déplacement du sol par une glaciation, un éboulement accidentel.

Une séquence de sols dans le paysage dont le facteur de variabilité est le matériau parental est appelée lithoséquence. C’est le cas, par exemple, le long d’une pente où affleurent des roches de natures différentes suivant une succession de strates géologiques.