Glossaire Cryoturbation

Définition de " Cryoturbation "

Cryoturbation

La cryoturbation est un processus géologique et pédologique qui résulte des cycles répétés de gel et de dégel dans les sols des régions froides, notamment dans les zones de pergélisol et les environnements polaires et subpolaires. Ce phénomène entraîne le brassage et le déplacement de particules de sol, de roches, et de matière organique, créant des motifs distinctifs et des structures particulières dans le sol.

Mécanismes de la cryoturbation

La cryoturbation se produit en raison des effets physiques du gel et du dégel sur les matériaux du sol. Les principales étapes incluent :

  • Expansion lors du gel : Lorsque l’eau présente dans le sol gèle, elle se dilate, ce qui exerce une pression sur les particules et provoque un soulèvement du sol.
  • Contraction lors du dégel : En fondant, la glace libère de l’eau, et le sol se contracte, créant des vides et permettant aux particules de bouger. Ce processus favorise le déplacement des sédiments fins, qui peuvent descendre dans les interstices créés.
  • Formation de lentilles de glace : Dans certains sols, l’eau peut se rassembler et geler sous forme de lentilles de glace, provoquant un soulèvement différentiel qui déforme encore plus la structure du sol.
  • Répétition des cycles : Les cycles de gel et de dégel répétés sur de longues périodes produisent un brassage continu du sol, ce qui entraîne la création de motifs et le mélange de différents types de matériaux à des profondeurs variées.

Effets de la cryoturbation

La cryoturbation modifie profondément la structure et la composition des sols dans les régions froides. Ses effets incluent :

  • Remaniement des couches de sol : Les matériaux de surface peuvent être mélangés avec ceux des couches plus profondes, inversant parfois les horizons pédologiques classiques.
  • Distribution inégale de la matière organique : La matière organique peut se retrouver enfouie plus profondément, car les particules fines, riches en matière organique, descendent dans les interstices créés par la contraction du sol.
  • Formation de structures géométriques : La cryoturbation génère souvent des motifs visibles en surface, tels que des sols polygonaux, des cercles de pierres, des bandes et des monticules. Ces motifs sont caractéristiques des régions arctiques et des environnements où le pergélisol est présent.

Types de structures associées à la cryoturbation

Les formes résultant de la cryoturbation sont variées et spectaculaires, et elles témoignent des dynamiques uniques des sols froids. Parmi les structures les plus courantes, on trouve :

  • Sols polygonaux : Ces motifs en forme de polygones se forment en raison de la contraction thermique du sol gelé. Ils sont souvent visibles en surface dans les régions de pergélisol.
  • Cercles de pierres : Le brassage cryoturbatif peut concentrer des pierres en cercles autour de zones de sol plus fin.
  • Monticules (ou palses) : Des dômes ou des monticules de terre créés par l’accumulation de glace sous le sol, provoquant une élévation qui peut persister même en été.
  • Bandes de sol : Des motifs linéaires ou des bandes de matériaux différents apparaissent en pente lorsque le gel-dégel provoque un tri et un déplacement des particules.

Importance de la cryoturbation

La cryoturbation a un rôle essentiel dans les écosystèmes froids et les sols de pergélisol, influençant plusieurs aspects environnementaux :

  • Impact sur la pédogenèse : En mélangeant les matériaux du sol, la cryoturbation ralentit le développement de profils de sol bien définis et homogènes.
  • Cycle du carbone : La cryoturbation enterre de la matière organique, limitant temporairement sa décomposition. Cependant, avec le réchauffement climatique et le dégel du pergélisol, cette matière organique pourrait se décomposer, libérant du carbone sous forme de CO₂ et de méthane (CH₄).
  • Effets sur les infrastructures : Dans les régions habitées de l’Arctique, les effets de la cryoturbation peuvent déstabiliser les routes, les bâtiments, et les autres infrastructures construites sur des sols de pergélisol soumis à des cycles de gel-dégel.

Cryoturbation et réchauffement climatique

Avec le réchauffement climatique, les cycles de gel et de dégel deviennent plus fréquents et intenses dans les régions de pergélisol, ce qui pourrait augmenter l’ampleur de la cryoturbation. En perturbant davantage les sols de pergélisol, la cryoturbation peut accélérer la libération de gaz à effet de serre et contribuer à un effet de rétroaction positive sur le réchauffement climatique.

La cryoturbation est ainsi un processus unique des environnements froids, jouant un rôle majeur dans la dynamique des sols polaires et subpolaires. Elle influence les cycles biogéochimiques, la biodiversité, et les paysages de ces régions, en apportant des motifs et des structures caractéristiques qui témoignent des interactions complexes entre le sol et le climat.

Voir aussi : Pergélisol Cryosol Permafrost Biospéléologie Facteurs abiotiques Facteurs biotiques

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