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11.2 : Sols - Géosciences


Les sols couvrent la majorité de la surface terrestre de la planète. Le sol a un effet énorme sur la capacité des terres à soutenir la végétation (ou les cultures pour la consommation humaine), et est donc principalement responsable de la capacite de transport de terre. Il est donc très important de comprendre les composants qui composent le « bon » sol, et ceux qui composent le « mauvais » sol, et nous pouvons utiliser cette connaissance pour mieux comprendre la répartition et le développement économique des populations humaines.

La science de l'étude des sols s'appelle pédologie. Les pédologues étudient les sols dans des unités appelées pédons. Un pédon est une colonne hexagonale mesurant 1 à 10 mètres carrés de surface supérieure. De nombreux pédons forment ensemble un polypédon. Un pédon est l'unité d'échantillonnage de base dans une étude pédologique et un polypédon est l'unité pédologique utilisée pour préparer des cartes pédologiques.

La prochaine fois que vous passerez devant un chantier de construction où les équipes ont creusé une fosse profonde pour poser les fondations d'un bâtiment, examinez le profil du sol qui a été exposé. Les sols sont constitués de couches appelées horizons, qui sont à peu près parallèles à la surface du sol. La couche supérieure du profil de sol est étiquetée O ou biologique. La couche O du sol est constituée de humus, un mélange complexe de matière organique décomposée, de micro-organismes et de sédiments. Le fond d'un profil de sol est appelé le R ou rocheux horizon, constitué de substratum rocheux.

Les horizons de sol entre l'horizon O et l'horizon R sont étiquetés par ordre alphabétique : A, B, C. Parfois, après l'horizon A, il y a une couche de sable grossier, de limon et de minéraux résistant à la dissolution par l'eau. Ce processus, par lequel l'eau qui s'infiltre à travers le sol enlève les particules fines et les minéraux laissant derrière eux des matières plus grossières, est appelé éluviation. Par conséquent, cet horizon directement après l'horizon A est appelé horizon E, pour l'éluviation qui a lieu. Typiquement, les racines des plantes interagissent avec les horizons O, A et E.

L'horizon B se situe sous les horizons A et E, et les particules fines et les minéraux dissous à partir de l'horizon E se déposent généralement dans l'horizon B. L'horizon B est caractérisé par des teintes rougeâtres ou jaunâtres en raison des minéraux et des oxydes organiques qui s'y déposent. L'horizon C est composé de substrat rocheux altéré ou régolithes. L'horizon C est en dehors de la zone d'influence biologique et contient donc peu de matière organique. Ce processus de dépôt est appelé illuviation. Ainsi, un profil de sol typique pourrait être étiqueté comme suit : O, A, E, B, C, R.

Les sols sont décrits par leur couleur, leur structure, leur texture, leur porosité, leur humidité et leur composition chimique. Nous aborderons le plus important de ces facteurs d'un point de vue agricole : la texture et la structure. Il y a cinq facteurs clés dans la formation du sol :

  • Type de matériel parental
  • Climat
  • Végétation sus-jacente
  • Topographie ou pente
  • Temps

Le type de matériau parental influence le pH, la structure, la couleur, etc. du sol de manière profonde. Les climats à fortes précipitations ont tendance à avoir des sols moins fertiles, en raison de l'effet de l'eau de pluie sur le lessivage des nutriments jusqu'à des niveaux inférieurs du profil du sol, et ont des sols plus acides. Les climats à faibles précipitations ont tendance à accumuler des sels près de la surface et ont généralement un pH du sol plus élevé. Les sols qui se forment sous les forêts de conifères ont tendance à être plus acides que ceux sous les forêts de feuillus, et l'action des racines est également critique dans la formation du sol. Les sols ont généralement plus de mal à se former sur les pentes raides, en raison du ruissellement des particules de sol lors des épisodes de pluie. Plus un sol doit se former longtemps, plus son profil sera profond.

Maintenant que vous avez les bases de la science du sol à votre actif, vérifiez le sol de votre état (vous ne saviez probablement pas que vous eu un sol d'état !). Comparez les sols de l'état de plusieurs régions différentes des États-Unis.


Dimanche 14 mars 2021

RUSSO, Aeon1, JENCKES, Jordan2, BOUTT, David3 et MUNK, LeeAnn2, (1)Département de géosciences, UMass Amherst, 627 North Pleasant Street, 233 Morrill Science Center, Amherst, MA 01003, (2)Département de sciences géologiques, Université of Alaska, 3101 Science Circle, Anchorage, AK 99508, (3)Géosciences, Université du Massachusetts à Amherst, 611 North Pleasant Street, 233 Morrill Science Center, Amherst, MA 01003

Les estimations mondiales et quasi mondiales des rejets d'eaux souterraines douces sous-marines (SGD) ont fourni des résultats radicalement différents qui varient sur un ordre de grandeur. Le fait de restreindre la portée en se concentrant sur des processus spécifiques à une région peut s'avérer fournir des estimations plus fiables du SGD frais, ainsi qu'isoler plus efficacement les points chauds potentiels du SGD. Cela est particulièrement vrai dans le golfe d'Alaska (GOA), où la topographie, la géologie et le climat complexes sont associés à des apports de recharge dérivés des précipitations, de la fonte des neiges, de la fonte des glaciers et de la perte de volume des glaciers. Cette étude estime le SGD frais vers le GOA avec une approche simple du bilan hydrique qui intègre des entrées de recharge à haute résolution temporelle et spatiale sur les zones de recharge côtières. Des cartes géologiques de surface sont incorporées pour explorer les temps de résidence et de transit en fonction des conductivités hydrauliques associées qui n'ont pas été réalisées auparavant. En utilisant des entrées de recharge qui ont été modélisées sur de grandes échelles de temps (1980-2019) à une résolution temporelle élevée (quotidienne), nous pouvons commencer à lier le SGD frais à d'autres phénomènes physiques et biologiques et observer comment ce flux est modifié par le changement climatique au cours les dernières décennies. Bien que le rejet d'eau douce vers le GOA soit bien limité, l'importance du SGD frais pour le GOA a, jusqu'à présent, été négligée.

CHASE, Alyssa, HATCH, Christine, YELLEN, Brian C., CASEY, Julia et DAWSON, Peter, Département de géosciences, Université du Massachusetts Amherst, Amherst, MA 01003

Foothills Preserve est une ferme de canneberges à la retraite située à Plymouth, dans le Massachusetts. Ce travail vise à mesurer le succès des sites de restauration des zones humides. Collectivement, nous avons rassemblé des données sur le sol, la végétation, l'hydrologie, l'eau et la chimie du sol et les conditions environnementales avant la restauration, qui seront toutes réévaluées après la restauration. Cette partie de l'étude examine le sous-sol et comment les compositions élémentaires de différents types de sol de la zone humide d'origine et la culture subséquente de canneberges ont un impact sur la chimie de l'eau et du sol de la zone humide restaurée. Des carottes de sol ont été prélevées sur le site de pré-restauration et scannées avec un appareil à fluorescence X. Les données élémentaires ont été tracées en fonction de la profondeur et comparées aux images de base pour déterminer les corrélations entre l'abondance des éléments et le type de sol. Si, K et Os sont abondants dans le sable appliqué pendant l'agriculture au cours des 200 dernières années (

3 ans), le Ti est abondant dans la tourbe (âge maximum 9 100 ans). Ba était présent dans le sable (délavage glaciaire) et les sols agricoles issus de l'agriculture, mais pas dans la tourbe pré-anthropique des zones humides, et a donc été utilisé pour délimiter la transition entre eux. Le plomb était présent en plus grande quantité dans le sable et le sol agricole mais pas dans la tourbe, ce qui peut être un indicateur de pesticides résiduels. À partir de cette analyse, il est possible de déterminer où l'histoire glaciaire du sol a cessé à la fin de la tourbe des zones humides indigènes, et où commence la période anthropique, dénotée par les sols agricoles intercalés avec des couches de sable appliquées, en utilisant comme indices les concentrations de Si , K, Os et Ti qui servent d'indicateurs de types de sols spécifiques. Délimiter différents types de sols nous permet d'imager l'épaisseur de l'aquifère anthropique au-dessus de la tourbe d'origine, ce qui est utile pour le processus de restauration, car cela permet de prendre des décisions quant à savoir si les sols agricoles et le sable peuvent être enlevés ou s'ils doivent être incorporé dans la nouvelle zone humide. La composition élémentaire de cet aquifère anthropique est également importante pour déterminer si ces sols produiront un ruissellement gênant chargé de produits chimiques ou de nutriments si l'eau entre en contact avec ces sols post-agricoles. L'humidification du site après la restauration pourrait mobiliser les éléments nutritifs du sol et avoir un impact sur la faune, de sorte qu'une caractérisation approfondie du sous-sol peut aider à guider les interventions de restauration des zones humides.

HILLENBRAND, Ian, WILLIAMS, Michael L. et JERCINOVIC, Michael, Département des géosciences, Université du Massachusetts, Amherst, 627 N Pleasant St, Amherst, MA 01003-9354

La surimpression au cours de plusieurs phases de métamorphisme de haut niveau et les variations régionales de P, T et d'intensité de déformation repoussent les limites des outils géochronologiques et limitent la capacité des chercheurs à étudier les roches qui ont subi plusieurs épisodes de tectonisme. Pour documenter les styles distincts de tectonisme associés à l'orogenèse polyphasée dans l'orogène des Appalaches de la Nouvelle-Angleterre, nous avons utilisé la cartographie de la composition à plusieurs échelles, la pétrochronologie monazite et xénotime in situ, la thermobarométrie et la modélisation thermodynamique. Les données contraignent les chemins P-T-t distincts des roches à travers le sud de la Nouvelle-Angleterre et montrent une surimpression d'événements de plus en plus jeunes d'ouest en est. La plus ancienne croissance de grenat reconnue,

470 Ma, est apparemment limité et peut-être associé à l'accrétion (douce ?) du terrane de Moretown. Épaississement crustal généralisé

30 mois plus tard peut être lié au tectonisme taconien tardif de style laramide et/ou à l'accrétion du terrane de Gander. Pics thermiques env. 400 et 380 Ma, associés respectivement aux orogenèses acadienne et néoacadienne, ne sont reconnus qu'à l'est de la ligne de Cameron. Une fusion partielle abondante, un métamorphisme à haute pression au faciès des granulites dans les dômes de gneiss et un refroidissement très lent associé à l'orogenèse néo-acadienne fournissent une preuve supplémentaire de l'existence d'un plateau orogénique apparenté au plateau du Pamir. La décomposition du grenat dans toutes les roches à l'est de la ligne de Cameron s'est produite à ca. 340-330 Ma et est interprété comme représentant une exhumation régionale et un effondrement du plateau. Cela peut être associé au développement de la marche Moho de 15 km de haut dans l'ouest de la Nouvelle-Angleterre. Un tectonisme d'âge alleghanien est reconnu à proximité du dôme de Pelham avec seulement un réchauffement mineur et local à l'ouest. Ensemble, ces résultats fournissent des contraintes quantitatives sur l'orogenèse polyphasée, définissent l'étendue spatiale et temporelle de la surimpression et suivent l'évolution de la marge orientale de Laurentia depuis l'accrétion terrane jusqu'à la montée et la chute d'un plateau orogénique régional.

ZUNIGA, Leann, 221 Strong St, Amherst, MA 01002-1801, RICHARDSON, Justin, Department of Geosciences, University of Massachusetts Amherst, 627 N. Pleasant St., Amherst, MA 01003-9354 et BOUTT, David, Geosciences, University of Massachusetts à Amherst, 611 North Pleasant Street, 233 Morrill Science Center, Amherst, MA 01003

Le manganèse dans les eaux souterraines est omniprésent aux États-Unis, avec environ 2,6 millions d'habitants consommant des eaux souterraines avec des concentrations élevées de Mn. Tous les États de la Nouvelle-Angleterre ont des eaux souterraines dont les concentrations de Mn dépassent la limite maximale de contaminant secondaire de l'EPA de 50 ug/L. Les études utilisent souvent un échantillonnage ponctuel et ne capturent pas les processus temporels, qui sont considérés comme importants car ils sont liés à la variabilité redox d'une saison à l'autre et peuvent offrir plus d'informations sur les conditions intermittentes entraînant la dissolution du Mn. Nous avons collecté des échantillons d'eau de surface, près de la surface et souterraine, créant un ensemble de données variant dans le temps pour déterminer la source de Mn dans les eaux souterraines du Massachusetts. Les paramètres de terrain tels que l'oxygène dissous, le pH et l'ORP sont mesurés in situ pour chaque échantillon, et les échantillons sont analysés en laboratoire pour les métaux traces, les anions et le carbone organique et inorganique dissous. Nos données préliminaires montrent que 61 % des échantillons d'eau souterraine dépassent la SMCL de l'USEPA pour le Mn, la plupart de ces échantillons provenant d'eaux aquifères captives. Cela entre en conflit avec d'autres études qui observent des concentrations plus élevées de Mn dans les puits peu profonds et les eaux souterraines. Le Mn n'était pas largement abondant dans les sols en phase solide ni dans les fragments de roche forés analysés dans la région, avec des concentrations moyennes de Mn de 77 mg/kg et 122 mg/kg, respectivement. Nous émettons l'hypothèse que dans les contextes géologiques du Massachusetts, la dissolution et le transport du Mn se comportent comme un processus ascendant, le transport jouant un rôle important, plutôt que les processus descendants localisés observés dans les aquifères d'autres régions. En utilisant ces résultats préliminaires ainsi que des données sur les isotopes stables de l'eau, nous espérons approfondir l'étude de la source de Mn dans les eaux souterraines ainsi que le rôle et l'importance du transport et de la variation redox temporelle. Les puits privés ne sont souvent pas traités de manière approfondie pour la contamination par le manganèse, comme le sont de nombreux approvisionnements publics en eaux souterraines, mais offrent une opportunité de mieux étudier les mécanismes derrière l'approvisionnement et le transport du manganèse dans un large éventail de conditions géologiques et pédologiques.


Comment préparer des échantillons de sol en 7 étapes faciles

Recueillez des échantillons de sol en suivant les instructions ci-dessous. Tu auras besoin de:

  • bêche ou truelle
  • baquet
  • sac en plastique (sac de rangement de la taille d'un quart) par échantillon
  • enveloppe postale ou une petite boîte
  • marqueur permanent

  • pour une pelouse en herbe, creusez du haut jusqu'à 3 pouces de profondeur, à l'exclusion de l'herbe
  • pour faire pousser des légumes et d'autres plantes, creusez du haut jusqu'à 6 pouces de profondeur.
  • Soumettez un échantillon pour chacun de vos domaines d'intérêt (par exemple, potager, jardin de fleurs, pelouse, arbres). Assurez-vous de nettoyer l'outil utilisé entre la collecte de différents échantillons pour éviter la contamination croisée.

Si les échantillons sont humides, faites-les sécher à l'air libre à température ambiante avant de les mettre dans le sac en plastique. Ne pas sécher les échantillons sur une cuisinière ou un radiateur car la chaleur peut modifier les lectures.

Si un échantillon n'est pas clairement étiqueté, nous vous contacterons par e-mail pour vous demander des informations supplémentaires afin de nous aider à identifier chaque échantillon ou vous demander de soumettre à nouveau un échantillon de sol.


Exemple de comment remplir le formulaire de soumission (cliquez pour agrandir)

Étape 6. Incluez votre chèque ou mandat-poste à l'ordre de l'Université de Louisiane à Lafayette School of Geosciences dans un colis avec le ou les échantillons de sol.

Étape 7. Envoyez des échantillons à

Dr Anna Paltseva
611 rue McKinley
Pavillon Hamilton #330
Lafayette, LA, 70504

Vous recevrez une confirmation lorsque nous aurons votre (vos) échantillon(s). Notez que les e-mails automatiques sortent une fois par semaine, si vous avez besoin d'une confirmation immédiate, nous vous recommandons de suivre votre colis.
Notre objectif est de vous envoyer les résultats par e-mail dans les 2 semaines ouvrables à compter du jour où nous recevons le ou les échantillons.

En demandant ce service, le client accepte que les données soient utilisées à des fins d'analyse statistique et de recherche. L'identité et l'adresse du client resteront confidentielles.

Si vous avez des questions concernant la soumission ou l'interprétation des résultats, veuillez contacter le Dr Anna Paltseva à [email protected]

Le Delta Urban Soils Lab a effectué des analyses de métaux lourds et de pH du sol pour une ferme urbaine sur laquelle le groupe PLANT travaille à Newark, dans le New Jersey. Le laboratoire nous a renvoyé les résultats dans les délais. Anna a été extrêmement utile dans l'interprétation des résultats. Le laboratoire nous a fourni les données et les conseils dont nous avons besoin pour aller de l'avant avec l'assainissement des sols. Merci Delta Urban Soils Lab ! Austin Arrington, fondateur, Groupe PLANT


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La Soil Science Society of America est une société scientifique internationale progressiste qui favorise le transfert de connaissances et de pratiques pour soutenir les sols mondiaux. Basée à Madison, WI, et fondée en 1936, SSSA est le foyer professionnel de plus de 6 000 membres et de plus de 800 professionnels certifiés dédiés à l'avancement du domaine de la science du sol. La Société fournit des informations sur les sols en relation avec la production agricole, la qualité de l'environnement, la foresterie, la durabilité des écosystèmes, la biorestauration, la gestion des déchets, les utilisations urbaines, l'exploitation minière et la remise en état, et dans de nombreuses disciplines scientifiques et domaines appliqués étroitement liés. En savoir plus : https://www.sols.org

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Institut américain des géosciences

L'American Meteorological Society fait progresser les sciences, les technologies, les applications et les services atmosphériques et connexes au profit de la société. En savoir plus : https://www.ametsoc.org/ams/

AMETSOC.ORG

Institut américain des géosciences

AGI annonce la nomination du Dr Jonathan Arthur en tant que nouveau directeur général. Il rejoindra AGI le 1er août 2021. Le Dr Arthur vient à AGI en provenance du Florida Geological Survey, où il a récemment occupé le poste de directeur et géologue d'État.

En tant que directeur du Florida Geological Survey depuis 2009, le Dr Arthur a mis l'accent sur la stratégie commerciale, la planification fiscale, les communications, les géosciences appliquées, l'accès aux données, l'innovation et la durabilité des enquêtes. Lors de l'enquête, il a joué des rôles clés dans divers postes scientifiques, de gestion et de direction, et a souvent conseillé des programmes étatiques et fédéraux, ainsi que des fonctions au sein du Water Science Technology Board des National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. .

Le Dr Arthur a servi la communauté géoscientifique à des postes de direction en tant que président de l'Association of American State Geologists et président de la Florida Association of Professional Geologists. En tant qu'ancien membre du conseil d'administration d'AGI, il a siégé à divers comités, dont le comité des perspectives stratégiques.


Effets du gaz sur les lapilli et les bombes

La présence de gaz dans la lave en éruption peut faire en sorte que les lapilli et les bombes prennent des formes distinctives lorsque la lave gèle autour des bulles de gaz, donnant aux roches un vésiculaire texture (remplie de trous). Pierre ponce (Figure 11.20) se forme à partir de lave felsique remplie de gaz. La figure 11.20 (à droite) montre une vue agrandie de l'échantillon sur la gauche. Les taches sombres sur la photographie sont des cristaux minéraux qui se sont formés dans la chambre magmatique avant l'éruption de la lave. La pierre ponce flotte sur l'eau car certains des trous sont complètement fermés et remplis d'air.

Graphique 11.20 Pierre ponce de la taille d'un lapilli collectée sur les rives du lac Atitlán au Guatemala par H. Herrmann. Le lac est une caldeira inondée et est entouré de volcans actifs. À droite : vue agrandie montrant la structure vésiculaire et les cristaux d'amphibole (taches sombres). Source : Karla Panchuk (2017) CC BY 4.0

La contrepartie mafique de la pierre ponce est scories (Figure 11.21, à gauche). La lave mafique peut également se former réticulite (Figure 11.21, à droite), une roche rare et fragile dans laquelle les parois entourant les bulles ont toutes éclaté, laissant derrière elles un délicat réseau de verre.

Graphique 11.21 Lapilli mafique à textures vésiculaires. À gauche : Scorie du Mont Fuji, Japon. La scorie est la contrepartie mafique la plus dense de la pierre ponce. À droite : Réticulite du volcan Kīlauea. La réticulite est un délicat réseau de verre volcanique qui se forme lorsque les parois séparant les bulles de gaz éclatent. Sources: Source de vue à gauche-James St. John (2014) CC BY 2.0 (échelle ajoutée) Source de vue à droite-James St. John (2014) CC BY 4.0 (échelle ajoutée).

Les références

Commission géologique des États-Unis (2013) le mont. Monument volcanique national de St. Helens. Consulté le 11 juin 2017. Visitez le site Web


Voir la vidéo: Kallioperä ja maaperä (Octobre 2021).