Els processos edafogènics
A l’alta muntanya els sòls són relativament homogenis, com són relativament poc variables la vegetació i els altres factors de l’edafogènesi en aquests medis. El clima, per exemple, és sempre fred, amb importants contrastos tèrmics tant estacionals com diaris. El temps transcorregut des de l’inici de l’edafogènesi és relativament breu i comprès en un interval força breu (entre 10 000 i 12 000 anys) en correspondència amb la retirada dels gels de la darrera glaciació. En aquestes condicions els paràmetres més importants, aquells que expliquen la distribució dels sòls i les variacions en la seva naturalesa, són el material parental, és a dir, els tipus de roca mare a partir dels quals s’han format els sòls, i la geomorfologia, que és la seva posició en el paisatge. També els processos de formació de sòls i diferenciació d’horitzons són força homogenis, si més no a l’estatge alpí humit, que és el més comú. (Per a la nomenclatura dels sòls emprada, vegeu també La denominació dels sòls)
La fragmentació física del substrat
L’alteració física de les roques és molt ràpida, a diferència de la química, molt alentida a causa de les baixes temperatures. Un des processos més característics de l’alteració física és la gelifracció, en què són determinants la porositat i la distribució de mides dels espais buits que hi ha a la roca. Certament, la porositat defineix el volum màxim d’aigua que podrà penetrar dins la roca i exercir-hi una pressió en transformar-se en glaç; però si els buits tenen un diàmetre massa petit (com succeeix per exemple en el gneis), no deixen entrar l’aigua, mentre que, si són massa grossos (com ocorre en gresos poc cimentats), la deixen sortir per criosucció en el moment de la gelada sense fragmentar la roca.
Així i tot, no hi ha roca tan impermeable que, sotmesa a la influència repetida de fortes oscil·lacions tèrmiques, no acabi tard o d’hora per trencar-se. Per això el clima de l’alta muntanya, amb les seves fortes variacions de temperatura entre el dia i la nit, és particularment favorable a la producció ràpida de pedruscalls, que es tradueix sovint en la presència d’esbaldregalls sota les cornises, els cingles i els roquissars.
La dissolució de les roques
El clima de l’estrat alpí és favorable a la dissolució de les roques ja que, en general, la pluviometria és elevada i l’evapo-transpiració anual és feble. D’una altra banda, la resistència de la roca depèn de la solubilitat dels seus constituents que, alhora, depèn de la seva naturalesa, grandària i puresa mineralògica. Als massissos muntanyosos on el guix és abundant es troben espectaculars avencs i balmes produïts per la naturalesa particularment soluble d’aquesta roca. Els sòls de guix, però, generalment no ocupen grans superfícies. Les calcàries, en canvi, estan molt més esteses a la muntanya. Un dels seus constituents, el carbonat de calci, se solubilitza de manera considerable en ambients humits, per mitjà del procés que es coneix com a descarbonatació. Aquesta dissolució és més fàcil si la temperatura és baixa, per això a les roques calcàries de l’alta muntanya es desenvolupen espectaculars formes càrstiques: xaragalls de dissolució, avencs, dolines i balmes entre altres.
Els sòls són particularment afectats per la descarbonatació en la mesura que contenen elements carbonatats petits, fàcilment atacables ja que tenen una alta relació superfície-volum. Així, les sorres i les partícules calcàries menors desapareixen ràpidament del sòl en ambients humits. La conseqüència més important és que la majoria dels sòls de muntanya desenvolupats en roca calcària no són calcaris però, en general, no s’acidifiquen. En efecte, molts ions calci, alliberats per la descomposició del carbonat de calci, romanen en el medi, adsorbits a la superfície de les argiles i la matèria orgànica. La descalcificació, és a dir, l’exportació del calci del sòl, és, doncs, lenta i difícil, de manera que la majoria de sòls sobre roca calcària de l’estatge alpí són molt poc àcids, altrament dit, són càlcics. Sota la influència d’un drenatge poc important i d’aigües agressives carregades d’àcids orgànics, la descalcificació, tanmateix, pot ser completa i el pH pot esdevenir molt baix. Però això és un cas més aviat rar en el medi alpí.
A l’estatge alpí sec, l’aigua pot mancar per dues raons principals: perquè no hi plou prou (medi desèrtic) o perquè l’aigua es troba en forma de glaç. En aquestes condicions els ions dissociats no s’alliberen ni es renten. Per això, a les altes muntanyes molt seques, es poden donar acumulacions de sals.
La circulació lateral de l’aigua
Just després de la fragmentació activa, els esbaldregalls resultants s’acumulen en forma de tarters, de forts pendents que reposen sobre les roques massives sovint impermeables de la muntanya. Aquesta situació és molt favorable per a la circulació lateral d’aigua a través del sòl, els efectes de la qual són diversos.
Un primer efecte d’aquesta circulació és l’acumulació d’aigua a les parts baixes dels vessants on pot afavorir la formació de torberes. En canvi no hi sovintegen gaire, encara que de vegades es presentin fins i tot de manera espectacular, els fenòmens de reducció del ferro (hidromorfisme, gleïtzació). De fet, la saturació del sòl per l’aigua a partir del moment del desglaç sovint dóna lloc a un horitzó clar, blanquinós o blavós, prop de la superfície del sòl, ben diferenciat però de poc gruix. Aquest horitzó, que molts autors havien observat en sòls sota congestes de neu, en realitat es troba molt estès. Si bé pot desaparèixer del tot a l’estiu, sovint roman discretament visible. Aquest horitzó, el color del qual es deu principalment a la migració del ferro, ha estat pres per un horitzó d’empobriment d’argila lligat a la podzolització (horitzó àlbic), cosa no del tot desencaminada, ja que l’hidromorfisme temporal i la podzolització són dos processos estretament relacionats en aquests medis.
L’aigua, però, té altres efectes. En particular, serveix de vector en la transferència d’ions solubles. Així els ions calci són exportats de les parts altes del paisatge (crestes, carenes, parts superiors de morenes i lòbuls de solifluxió) i transportats als punts baixos (valls i congestes). La vegetació reflecteix perfectament aquest fenomen. Així, al Chablais, la regió dels Alps de Savoia que domina les costes meridionals del llac Leman, sobre calcilutites, als punts elevats els sòls són recoberts per una gespa acidòfila; mentre que en els deprimits els sòls són càlcics i porten una vegetació calcícola.
L’acumulació de matèria orgànica
En els sòls coberts per gramínies anuals o bianuals, segades o sotmeses a pasturatge, hi ha una bona incorporació de l’humus al sòl, ja que l’alimentació en carboni es fa en tota la massa del sòl per descomposició de les arrels in situ. En això es diferencien dels sòls forestals, on l’alimentació en carboni es deu principalment a les aportacions de virosta (fulles, acícules i branquillons que cauen a terra). La incorporació de matèria orgànica al sòl requereix aleshores agents que la barregin.
Els sòls alpins, coberts de gramínies, corresponen a una distribució homogènia d’humus en fondària la conservació del qual es veu afavorida perquè el fred i la humitat dificulten el desenvolupament de microorganismes mineralitzadors. De tota manera, l’acumulació de carboni no és gaire important ja que, d’una banda, la producció vegetal en aquestes altituds és baixa i per tant la primera matèria de l’humus forneix el sòl de manera limitada. D’altra banda, els contrastos climàtics estacionals (desglaç, sequera estival) fan alternar fases de saturació i fases d’esgotament de l’aigua del sòl, com també d’una gran oscil·lació del contingut d’oxigen del sòl. Aquests contrastos representen cops de fuet a l’activitat biològica, afavorint la mineralització de la matèria orgànica, que desapareix transformant-se principalment en diòxid de carboni i nitrogen. En aquestes condicions no és estrany que els sòls més rics en matèria orgànica, les torberes o histosòls, siguin poc comuns a l’estatge alpí. Només se’n poden trobar en les posicions geomorfològiques on es dóna un medi permanentment saturat d’aigua, sense oscil·lacions importants del nivell freàtic.
Els tipus de sòls
Malgrat la relativa homogeneïtat dels sòls de muntanya, les condicions geomorfològiques o geològiques dels materials parentals hi poden introduir alguns matisos diferencials. Clàssicament s’havien distingit dos tipus de sòls de muntanya, els calcimòrfics o rendzines i els àcids o rànkers, distinció que mantenia encara el Mapa de Sòls del Món de la FAO del 1974. Avui aquesta classificació és obsoleta i hom inclou uns i altres dins de la categoria dels leptosòls.
Amb relació a la geomorfologia es pot diferenciar, a l’alta muntanya, els sòls superficials sobre lloses i roquissars, els sòls sobre esbaldregalls i els sòls sobre morenes. Tots aquests tipus de substrats es troben barrejats, amb independència del material parental arreu de l’estatge alpí, però això no impedeix que tots els sòls que es formen sobre un mateix tipus de roca tinguin en comú un cert nombre de característiques.
Els sòls superficials sobre lloses i roquissars
A la muntanya, les plataformes llises de roca, moltes netejades i polides per l’acció de les glaceres, són abundants. Ni aquestes lloses ni els roquissars massius no són a priori favorables per al desenvolupament del sòl. Malgrat tot, si el pendent no és gaire elevat, els sòls acaben apareixent-hi. Al principi probablement es desenvolupen sobre llims eòlics o aportats pel vent. En efecte, a la muntanya alta els terrenys estan sovint denudats i les partícules fines producte de la denudació són fàcilment arrencades, transportades pel vent i sedimentades en altres llocs. Alguns autors afirmen que molts dels sòls de muntanya estan enriquits de llims i d’altres partícules d’origen al·lòcton.
La vegetació pot instal·lar-se sobre aquestes lloses i roquissars esquitxats de partícules foranes (algunes de naturalesa orgànica). Però la llosa subjacent és poc atacable ja que constitueix un material dur que presenta una superfície de contacte amb l’exterior reduïda a un pla, és a dir, mínima. La vegetació creix principalment explotant els seus propis residus. S’obtenen, en definitiva, sòls molt rics de matèria orgànica, constituïts per un sol horitzó, fosc i prim. Llevat que rebin aigües de circulació lateral recarregades de calci, aquests horitzons són àcids tant sobre roca calcària com sobre roca àcida. En efecte, el contacte entre la llosa i la capa humífera és molt limitat, de manera que la llosa no forneix prou ions calci per a compensar l’acidificació lligada a l’exportació de calci per les aigües pluvials. Els sòls sobre lloses es classifiquen principalment com a leptosòls (sòls soms, de poc gruix) a causa de la seva poca profunditat.
Els sòls sobre lloses i roquissars perden la seva especificitat si guanyen gruix. Un sòl que superi aproximadament els 35 cm de fondària ha estat necessàriament format a partir d’una elevada quantitat de materials minerals fins, i ja no és tan acusadament orgànic, com ocorre amb els que s’han descrit abans. En ells es dóna una diferenciació d’horitzons. La proporció de matèria orgànica minva, ja que es produeix una dilució del carboni que ha d’emmagatzemar-se en un volum més gran de sòl. Hi ha també, probablement, un increment de la mineralització: en efecte, la presència de partícules minerals enriqueix el medi en ions de tot tipus, i per tant afavoreix el desenvolupament de microorganismes descomponedors.
Els sòls sobre esbaldregalls
Els tarters de l’estatge alpí són medis inestables. En aquests vessants es produeix, d’una banda, una recàrrega contínua de la superfície per esbaldregalls procedents de les parts altes dels vessant, i d’altra banda es donen assentaments i redistribucions dels materials dins del mateix tarter. Tot plegat fa que, malgrat que els sòls siguin profunds (matèria orgànica incorporada en alguns metres, de vegades), no hi hagi gaire diferenciació entre els horitzons i els seus límits siguin difusos.
En aquests medis, el contacte entre la roca i la terra fina és molt més important que sobre les lloses. La naturalesa química del sòl depèn doncs fortament de la de la roca. En general es classifiquen com a cambisòls quan s’hi ha pogut formar un horitzó Bw d’alteració càmbic. El sòl format sobre roques àcides es classifica com a cambisòl dístric, i pot tenir com a epipedió un horitzó úmbric, ric de matèria orgànica però amb una baixa saturació del complex de canvi. Sobre roca calcària, el sòl és generalment càlcic, i es pot classificar com a cambisòl èutric, que pot desenvolupar en superfície un epipedió mòl·lic, de colors també foscos però amb una saturació més elevada del complex de canvi.
En els esbaldregalls de roca calcària, l’acidificació és contrarestada sovint per dos fenòmens. D’una banda, la inestabilitat del medi fa que es donin fregaments entre els elements grossos, cosa que alimenta permanentment de carbonat de calci la fracció fina del sòl. D’altra banda, l’estoc d’elements calcaris grossos es renova constantment per les aportacions procedents del vessant amunt. D’aquesta manera, el sòl pot romandre calcari en la seva fracció fina, almenys en els climes no gaire humits (com als Alps meridionals). Els sòls corresponents es classifiquen com a cambisòls calcarics.
Els sòls sobre morenes
Les morenes, com els esbaldregalls, són constituïdes per materials fragmentats no cimentats i són permeables a l’aigua. Però, al contrari que aquells, les morenes formen un medi estable, ja que un cop desaparegudes les geleres que les originaren, ja no estan en moviment. Els sòls de les morenes poden, doncs, evolucionar i diferenciar-se en horitzons. Així, per exemple, en morenes inicialment calcàries es poden formar sòls molt àcids, sempre que la descarbonatació i la descalcificació hagin tingut prou temps per a actuar. En valls elevades on les morenes són molt recents, en canvi, poden haver estat poc atacades per la dissolució. És el cas d’algunes valls del Chablais, en les quals les morenes formen un revestiment prim de materials rics d’elements calcaris, en un estatge alpí on els sòls sobre sòcol (lloses i roques subaflorants) estan acidificats des de fa molt de temps. La flora que s’hi desenvolupa és eminentment calcícola, i és molt apreciada pel bestiar. Els sòls sobre morenes es caracteritzen, doncs, per una relativa diversitat en funció de la seva antigor. Les successives morenes arrenglerades al llarg d’una vall, com per exemple a la vall d’Arpette, en els vessants suïssos del Mont Blanc, constitueixen seqüències cronològiques fines que permeten examinar com evolucionen els sòls en els seus primers deu segles d’existència.
La variabilitat en funció de la roca mare
L’alteració dels sòls d’alta muntanya, tret d’alguns casos com els ja assenyalats, és molt limitada i no ha conduït encara a l’aparició massiva de productes minerals gaire diferents als que contenen les roques de partida. Per tant es pot considerar, globalment, que els sòls formats a muntanya sobre un determinat tipus de roca mare comparteixen un cert nombre de propietats.
El cas dels sòls sobre roques calcàries
Si la calcària és pura, la seva dissolució no origina cap residu: es dóna una desaparició quasi completa de la roca en ser atacada per l’àcid carbònic que conté l’aigua. Per tant, llevat que hi hagi aportacions de materials al·lòctons, no es pot formar un sòl organo-mineral i es dóna una acumulació de matèria orgànica gairebé pura, directament sobre la roca calcària (lloses o afloraments massius de roca) o entre graves calcàries (esbaldregalls o col·luvions de vessant). Si bé en la llegenda del mapa de sòls del món de la FAO estan agrupats actualment en el grup dels leptosòls, en el cas dels sòls directament sobre roca es classifiquen com a leptosòls èutrics (o rèndzics —les antigues rendzines—) quan la matèria orgànica està saturada de calci, com a leptosòls dístrics quan ha patit descalcificació i el sòl és àcid (antics rànkers) o com a sòls de tipus intermedi. En el segon cas es tracta generalment d’un cambisòl èutric, ja que en graves la descalcificació està dificultada, s’hi forma un horitzó Bw d’alteració amb el desenvolupament d’una bona estructura i es produeix una acumulació important de matèria orgànica.
Finalment, si la dissolució de la roca calcària inicial fa aparèixer un residu en forma de partícules minerals, aquestes constituiran el material de partida del sòl que podrà engruixir-se amb el temps per acumulació de matèria orgànica i per les aportacions progressives de residus en dissoldre’s la roca calcària. Al final, el terreny serà recobert per un gruixut mantell d’alteració, i caldran bones dosis d’observació per a comprendre que el medi era calcari en un principi. Aleshores podrà aparèixer un ventall més ampli de sòls en funció del grau de dessaturació, el contingut de matèria orgànica i el grau de diferenciació dels horitzons.
La redistribució de carbonats en el paisatge és un procés que es dóna força sovint en els vessants coberts d’esbaldregalls o col·luvis calcaris. L’escolament subsuperficial és en aquest cas l’agent de transport, que provoca l’acumulació d’aquests carbonats en les parts baixes, més estables, dels vessants. Els sòls que se’n deriven s’anomenen calcisòls. L’acumulació, més evident en l’estrat montà que no en l’alpí, consisteix en crostes calcàries subsuperficials, cimentant de vegades els elements grossos (horitzons petrocàlcics), o bé en horitzons càlcics, amb forma de lents subhoritzontals, paral·leles a la superfície del vessant, irregularment enriquides de carbonats.
El cas dels sòls sobre roques riques de mica
Els esquists són roques metamòrfiques dins les quals es troben les llicorelles i les pissarres, rics de fil·losilicats o miques. Quan contenen carbonats s’anomenen calcoesquists. En climes humits el car-bonat de calci, si n’hi ha, desapareix ràpidament de la roca, igual que ocorre amb altres minerals molt alterables. La migració d’aquests components deixa la roca amb uns buits molt fins, a través dels quals l’aigua pot circular, de manera que s’afavoreix l’alteració progressiva i continuada de l’esquist. En casos extrems la roca pot descompondre’s en un gruix de fins a alguns metres. Això forneix un abundant residu micaci, que es transforma ràpidament per progressiu esmicolament de les partícules, primer en llims, i després en argila. Els sòls es classifiquen aleshores com a cambisòls, més o menys dessaturats, ja que desenvolupen un horitzó d’alteració càmbic en posició subsuperficial. El procés edàfic següent seria el rentatge d’aquesta argila i la seva acumulació en horitzons més profunds, cosa que donaria lloc, si el procés fos prou important, a luvisòls. De totes maneres, aquests sòls són extremament rars a l’estatge alpí, cosa que prova que la il·luviació d’argila, per a poder originar horitzons diferenciats d’acumulació —horitzons àrgics (FAO) o argílics (ST)—, requereix molt més de 10 000 anys.
Els materials procedents de l’alteració dels esquists són susceptibles a l’erosió a causa de la seva granulometria fina. Curiosament, poques vegades es tracta d’erosió per escolament superficial, fins i tot en pendents forts. En efecte, el gruix del sòl i la seva estructura li confereixen una elevada capacitat d’infiltració i absorció d’aigua de pluja, fins i tot en cas d’aiguats intensos. En canvi, a la primavera, les aigües del desglaç de la neu saturen el sòl, que esdevé pastós i flueix al llarg del vessant per solifluxió. El fenomen és poc evident a escala humana, però quan es produeix, és extremadament perillós perquè es posen en moviment milers o milions de tones de fang, fins al punt que poden quedar afectades cases o fins i tot pobles sencers. A una escala de milers d’anys, la solifluxió és prou freqüent com per a modificar completament la topografia del terreny i els vessants queden deformats per buits (cicatrius de moviments de massa) i bosses (lòbuls de fang) en el més gran desordre. L’aigua circula en aquests vessants majoritàriament en forma d’escolament subsuperficial, per la base dels sòls (i per sobre de la roca inalterada), però aflora sovint en les esquerdes d’aquests camps de lòbuls provocant-hi ambients d’hidromorfisme encara que s’hi mantingui un ambient càlcic.
El cas dels sòls sobre roques granulades riques de quars
Quan les roques contenen grans de quars grossos, poc alterables, els sòls que es desenvolupen a l’alta muntanya són sorrencs i àcids, sovint poc profunds. En principi aquests medis són idonis per a la podzolització (migració de matèria orgànica i ferro en profunditat en medi àcid), però perquè es produeixi cal una vegetació acidificant com les brugueres o els boscos de resinoses. Per això l’alta muntanya cristal·lina, nua o coberta de gespes a base de gramínies, és poc favorable a aquest fenomen d’acidificació extrema. A tot estirar, en aquests materials quarsítics, hom troba sòls acidificats, però sense excés. Sobre les lloses es tracta de leptosòls lítics o dístrics, negres, rics de matèria orgànica i poc profunds. En els esbaldregalls, el contacte entre la matèria orgànica i la mineral és més íntim, els sòls són més clars i més profunds. Es tracta de cambisòls húmics (els antics rànkers alpins), quan l’horitzó d’alteració Bw satisfà els requeriments per a ser classificat com a càmbic.
El cas dels sòls sobre roques riques de vidres volcànics
En algunes parts del món, com per exemple al Japó, les muntanyes són essencialment volcàniques, i en d’altres, com les muntanyes Rocalloses i els Andes, els volcans són tan abundants que les seves emissions s’han dipositat en els sòls veïns. En regions amb clima humit, com als cims de les muntanyes de l’illa de la Reunió, de les Noves Hèbrides o del Japó, les roques volcàniques, riques de vidres, és a dir, minerals amorfs o mal cristal·litzats, s’alteren a una velocitat considerable. Els residus minerals que forneixen són de molts tipus: amorfs (no cristal·litzats), mal cristal·litzats o formats de cristallets particulars (al·lofanes, protoimogolites i imogolites). Aquestes substàncies tenen una afinitat molt forta per la matèria orgànica amb la qual s’associen formant complexos. Els sòls que s’hi desenvolupen s’anomenen andosòls. Són sòls foscos (“an” vol dir negre i “do” sòl, en japonès). Els andosòls manifesten una afinitat molt gran per l’aigua i poden absorbir-ne fins a tres vegades el seu pes. A més, aquests sòls retenen molt fortament el fòsfor, de tal manera que no és estrany que les plantes tinguin problemes per a absorbir-lo i nodrir-se’n.