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Soil Particles Translocation: The Impact of Past Cold Environements

Illuviation particulaire du sol : le rôle des paléoenvironnements froids


Brigitte VAN VLIET-LANOË
Directrice de recherche CNRS émérite



Published on 22 January 2025   DOI : 10.21494/ISTE.OP.2025.1257

Abstract

Résumé

Keywords

Mots-clés

Particles translocation exists in both subarctic/alpine and sub-arid climate contexts. The geochemical surface properties of the particles (loess, alluvium, fossil beaches or slope deposits) induce a translocation of fine or silty clays under control of the pH. The process of illuviation corresponds to an early and precise period of soil evolution, depending on decarbonization or desaturation. It requires the percolation of a water flash: a meltwater, or a harsh rain in arid context. Any excess cations (Ca++ or Mg++ in alkaline or Al2 O3 in acid context), allows rapid flocculation and locks the leaching process. Several processes can hinder fine illuviation as in acid, calcareous or volcanic palaeoenvironments. The “Zero Point Charge” (ZPC) of the mineral surface or of clay-humic complex regulates the optimum conditions for particle dispersion or flocculation. This implies that illuvial process is an early stage in the soil evolution within a narrow pH window, but it can be reactivated by the chemical rejuvenation of the soil after erosion or by loess deposition as natural or anthropogenic superficial inputs, by burial, by changes in hydrologic functioning or in vegetation cover. The soils of our regions are the result of a complex and cumulative history since at least 50 ka or even 120 ka, modulated by the evolution of the climate and the biosphere. Clay coatings do not necessarily represent Holocene or older interglacials but can attest as well to Weichselian interstadials, even very brief. A rejuvenation or fertilization by a sedimentary contribution or a truncation will allow a very brief return of the illuvial functioning followed by a rapid return to an oligotrophic status of the surface soil. This phenomenon also makes it possible to understand the succession of illuvial phases observed in thin sections. Most Bt horizons are cumulative and often polyphased. This succession of events, in addition to the evolution of the climate and the precipitation regime, makes it possible to understand, the genesis of the current pedocomplex in function of the loessic quaternary inputs. In regions with limited sedimentary input, the soil very early acidifies, degraded and the illuvial horizon no longer evolves since at least the MIS 3, or the Last Interglacial, as in the south-west of France and the margins of the Massif central or the Vosges. An acido-complexolysis of the clays is superimposed on the leaching, especially in the glosses of the inherited fragipan.

L’illuviation particulaire existe aussi bien en contextes subarctiques/alpins que sub-arides. L’illuviation d’argiles fines ou silteuses est contrôlée via le pH par les propriétés géochimiques de surface des particules (loess, alluvions, plages fossiles ou dépôts de pente). Plusieurs processus peuvent entraver l’illuviation fine comme dans les paléoenvironnements acides, calcaires ou volcaniques. Le « point de charge nulle » (ZPC) de la surface minérale ou du complexe argilo-humique règle les conditions optimales de dispersion ou floculation des particules. Cela implique que ce processus illuvial est un facteur précoce lors l’évolution du sol, dans une fenêtre de pH étroite, mais peut être réactivé par le rajeunissement du sol après érosion ou par dépôt de loess, des apports superficiels naturels ou anthropiques, par enfouissement, par changement du fonctionnement hydrique ou de la couverture végétale. Les sols de nos régions résultent d’une histoire complexe et cumulative depuis au moins 50 voir 120 ka, modulée par l’évolution du climat et de la biosphère. Les revêtements argileux ne représentent pas nécessairement l’interglaciaire Holocène mais peuvent attester d’interstadiaires weichséliens, même très brefs, voire de l’interglaciaire précédent.

soil classification Holocene upper Weichselian ZPC frost heritage Clay translocation

classification des sols Holocène Weichsélien supérieur point de charge nulle gel héritage Lessivage d’argiles

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