L’incipient coneixement edàfic de la tundra
Els processos de formació de sòls en la tundra no són essencialment diferents als de les altres regions, llevat d’allò que resulta dels seus trets climàtics específics, com les temperatures baixes, l’activitat del glaç i l’aixecament del sòl provocat per aquest. (Per a la nomenclatura dels sòls emprada, vegeu també La denominació dels sòls)
El permafrost: la impermeabilitat de l’aigua glaçada
Secció longitudinal d’Alaska per mostrar el perfil del permafrost. A la major part de les regions àrtiques hi ha un cinturó de permafrost més o menys continu que coincideix de manera força exacta amb la distribució del bioma de la tundra. D’altra banda, l’existència de la capa de permafrost fa que el gradient de temperatura disminueixi de manera més brusca i acusada en augmentar la profunditat; un cop travessada la capa de permafrost, però, la temperatura torna a augmentar gràcies a la calor geotèrmica.
Jordi Corbera, a partir de fonts diverses
Tots els sòls de la tundra presenten glaç en fondària, estacional o permanent. En aquest darrer cas, l’horitzó de sòl o de roca més o menys impregnat d’aigua que roman tot l’any en estat de congelació rep el nom de permafrost o també pergelisòl i permagel. El permafrost és força desenvolupat a les regions continentals, on generalment el límit meridional se situa al bosc boreal de la taigà, més al sud dels confins de la tundra, com passa, per exemple, a la Sibèria oriental, que és on avança més cap al sud; en canvi, a les regions més oceàniques, com ara el nord de Quebec, a la península del Labrador, el seu límit coincideix aproximadament amb els confins entre tundra i taigà.
Es reconeixen diferents tipus de permafrost: permafrost continu cas que la temperatura mitjana anual es mantingui per sota dels –5°C, permafrost discontinu si es manté entre –5°C i –2°C, i permafrost esporàdic si resta sempre per damunt dels –2°C. El permafrost esporàdic es localitza bàsicament en torberes entollades o depressions pantanoses al límit entre la tundra i la taigà, mentre que el permafrost discontinu apareix en posicions de peu de vessant, en vessants orientats al nord-est o a l’est, en terrasses al·luvials o en aiguamolls poc profunds. Fins i tot a la zona de permafrost continu, el sediment pot romandre desgelat sota cossos d’aigua de gruix considerable, com llacs o rius; la formació que en resulta s’anomena “talik”.
Gruix de la capa activa del sòl (en centímetres). La capa activa serà més o menys potent segons el tipus de substrat i el tipus de tundra de què es tracti. Només s’ha recollit informació de la tundra típica i de la tundra meridional, més riques en espècies vegetals; s’ha omès, doncs, la tundra septentrional, més àrida.
Dades proporcionades pels autors
En el permafrost es poden diferenciar dues capes desiguals: una capa activa, que es desglaça cada estiu i on es donen la majoria dels processos edàfics, i el permafrost pròpiament dit, permanentment glaçat i de gruix variable. El gruix del permafrost, en efecte, pot variar molt, des d’uns pocs centímetres en sòls entollats fins a desenes i fins i tot centenars de metres en substrats rocosos. Per exemple, a la tundra Bolxezemelskaia, a la riba dreta del riu Pètxora, el gruix del permafrost és aproximadament d’uns 20 m, mentre que només 300 km al nord-est, a l’illa Vaigatx, al sud-est de Nova Zembla, n’assoleix 500. Sota l’oceà no hi ha permafrost, i sota els fons dels grans llacs i rius el seu límit superior se situa molt profundament.
També varia d’un any a l’altre, segons el temps que faci a l’estiu, el gruix de la capa activa que es desglaça, tot i que generalment mai no és gaire important, entre els 30 cm i els 2 m. El desglaç més profund és característic dels sòls sorrencs i ben drenats, mentre que els sòls que es troben sota una coberta de torba són els que menys es desglacen, a causa de la baixa conductivitat tèrmica d’aquesta. El gruix de la capa de neu també condiciona la fondària i el gruix de la zona que es congela i es desglaça cada any; a les tundres més meridionals el sòl es manté sovint sense congelar-se sota les grans congestes. La quantitat d’aigua en el permafrost també pot ser molt variable, des de gairebé nul·la en algunes roques de permafrosts secs, fins a contenir l’equivalent d’un 400% d’aigua líquida.
Durant l’estiu, en topografies planes o deprimides, es pot originar una capa freàtica suspesa sobre el nivell de permafrost. És només a partir del moment en què la neu superficial ha desaparegut que comença a produir-se el desglaç del sòl, amb el consegüent descens del nivell del permafrost. En els sòls on només hi ha glaç estacional en fondària (absència de permafrost), el desglaç comença durant l’estiu tant a partir de la superfície com de la base del sòl gelat, de manera que la capa d’aquest es va aprimant per tots dos costats fins que desapareix. Altrament, l’elevat contingut de glaç dels sòls de tundra durant l’hivern fa que tinguin una conductivitat tèrmica considerable durant aquesta estació. A l’estiu, en canvi, en desgelar-se parcialment o totalment, la conductivitat tèrmica és controlada més aviat pel contingut d’aigua a la superfície del sòl. La conseqüència més important d’aquests canvis d’estat físic de l’aigua edàfica és una variació acusada del règim tèrmic del sòl al llarg de l’any.
La coberta vegetal i les crostes de líquens i de cianobacteris exerceixen també un impacte tèrmic a l’estiu: el sòl nu té una reflectància més elevada que si està cobert de molses i líquens. Les irregularitats del microrelleu, els sediments i la vegetació originen també variacions en la profunditat del desglaç estival, com també en l’activitat biològica. Com que la vegetació és baixa, el vent esdevé igualment un factor edàfic important, tant en la mesura que afecta el repartiment dels gruixos de neu a l’hivern, com en la que influeix a la temperatura del sòl a l’estiu i fins i tot l’adaptació biològica, en originar hàbitats particulars.
La gelada i el desglaç: el modelat d’un microrelleu canviant
El permafrost, com també les gelades i els posteriors desglaços estacionals del sòl, han donat lloc al desenvolupament d’un microrelleu especial que és molt característic de la tundra.
El glaç edàfic es manifesta generalment de manera localitzada, concentrat en punts específics, en forma de llentilles amb el pla major situat si fa no fa paral·lel a les isotermes i més separades les unes de les altres com més fondes es troben. Aquesta forma de segregació es dóna en tota mena de materials porosos poc consolidats que continguin partícules fines, com argiles o llims: l’aigua hi migra a través dels buits capil·lars en direcció al front de glaç, arrossegada per un gradient de succió (criosucció) provocat pel refredament i la cristal·lització de l’aigua. Aquesta migració de l’aigua induïda pel gradient tèrmic permet que augmenti el contingut hídric a l’horitzó, en forma de glaç segregat. Però no tots els materials són geliexpandibles, és a dir, susceptibles a l’aixecament per congelació en créixer les nombroses llentilles de glaç que s’hi poden formar. Sorres i graves, per exemple, no ho són: els buits són més grans i no retenen l’aigua amb tanta força, el glaç només ocorre de forma intersticial o intergranular, i no és possible la migració de l’aigua de forma capil·lar. Una característica dels sòls en materials geliexpandibles és que, com que l’aixecament degut al glaç trenca les arrels de les plantes vasculars, o bé romanen nus, o en tot cas sense altra coberta que una crosta de cianobacteris i líquens i alguna molsa.
Un dels models característics del microrelleu de la tundra és l’anomenat microrelleu poligonal, que és representat per rectangles o hexàgons de 5 a 20 m o més de diàmetre, separats per profundes esquerdes verticals plenes de glaç. Quan s’inicia el desglaç, el gradient tèrmic del permafrost s’inverteix, ja que les temperatures més elevades es donen en superfície i no a l’inrevés, de manera que la criosucció té lloc en direcció a la superfície del sòl, al contrari del que passava durant l’hivern. Es produeix aleshores un enriquiment en segregacions de glaç en els horitzons superficials del permafrost, causa de l’aixecament del sòl. Això és el que ocasiona, per exemple, que de vegades es vegin polígons amb el centre aixecat en comptes de deprimit o que les pedres que es troben en un material geliexpandible s’orientin i es desplacin de tal manera que siguin transportades amunt fins a emergir a la superfície. El glaç, en dilatar-se, empeny les pedres cap a la superfície; en canvi, quan es fon, el lloc que ocupava és reemplaçat en part per partícules de terra, de manera que la pedra no es pot enfonsar a la mateixa profunditat a què es trobava. És així com va progressant en direcció a la superfície. Aquest darrer procés, força ràpid, no és pas exclusiu dels sòls de tundra. Encara que només es dóna en sòls sotmesos a l’acció del glaç, també és molt actiu a l’hivern en latituds temperades, on sovint poden observar-se durant aquesta estació “emergències” de pedres en els camps cultivats (fet, d’altra banda, que era conegut i aprofitat en el passat per a recollir-les i eliminar-les per tal de facilitar més tard la llaurada). L’acció del glaç, en definitiva, té com a resultat que, a partir d’un material de granulometria heterogènia i inicialment barrejat, com poden ser els dipòsits de les morrenes, s’arribi a una classificació segons grandàries de la qual resulten cobertes més pedregoses a la superfície i més fines en profunditat.
A més del microrelleu, els coneixedors de la tundra distingeixen de vegades formes que poden anomenar-se de nanorelleu, conseqüència principalment de processos de glaçada i desglaç que es donen a l’horitzó més superficial del sòl. Un dels resultats més remarcables d’aquests processos són els anomenats sòls en superfície estructurada, que poden adoptar diverses formes però que generalment es caracteritzen per la repetició regular d’unes formes poc o molt estructurades, principalment cercles o polígons espaiats regularment, formats per pedres de diferents mides classificades per grandàries, bandes en forma de figures geomètriques, etc. El desenvolupament d’aquests dibuixos geomètrics regulars és degut a la formació de cel·les de convecció en la circulació de l’aigua de la fosa als horitzons més superficials del sòl: l’aigua, que té la densitat màxima a 4°C, comença a baixar mentre el sòl es descongela des de la superfície. L’aigua que baixa assoleix el front del desglaç, es refreda (i per tant es torna menys densa) i torna a pujar. Així, a l’època més càlida de l’any, el desglaç del sòl es produeix de manera contínua i es poden produir també cel·les de convecció que funcionin de manera constant.
Els processos edàfics
Totes aquestes formes de micro i de nanorelleu no pressuposen cap morfologia edàfica específica, llevat que la congelació comporti la precipitació dels carbonats o del guix que l’aigua pogués contenir inicialment. Així i tot, els processos de formació i funcionament del sòl a la tundra estan molt interrelacionats amb el desenvolupament del microrelleu. El permafrost subjacent, les temperatures molt baixes, les gelades i el desglaç periòdics, la humitat extremament alta i la capa específica de molses i líquens són els principals factors responsables del desenvolupament del sòl. D’altra banda, l’alta saturació hídrica dels sòls n’impedeix l’oxigenació i genera unes condicions desfavorables per als organismes aeròbics, que normalment tenen un paper decisiu en la destrucció de la matèria orgànica; com a conseqüència, la mineralització es dóna molt lentament, i una part important de plantes mortes esdevé torba.
La meteorització física
La meteorització mecànica de les roques proporciona el material parental perquè el sòl es desenvolupi. Això és molt important a la tundra, ja que la meteorització de natura química té una cinètica de reacció molt lenta a causa de les baixes temperatures i de la brevetat de l’estiu. De tota manera, l’elevada criosucció que es dóna a temperatures molt baixes permet localment una forta dissolució superficial dels materials per on circula l’aigua capil·lar, ja que s’hi dóna una elevada activitat hídrica.
L’esmicolament provocat pel glaç, també anomenat gelivació o gelifracció, es produeix al llarg de plans de debilitat de les roques, heretats del seu passat tectònic, i alhora combinats amb els plans de fractura que resulten de les tensions provocades pels canvis tèrmics sobtats. Aquests darrers originen una fissuració paral·lela a les isotermes, que pot ser facilitada per una reobertura de les juntes d’exfoliació o de fissures d’una fracturació prèvia, especialment d’aquelles que són paral·leles a la penetració del front de congelació (la isoterma zero). En el cas de les roques volcàniques, les juntes cristal·lines se separen per dilatació diferencial i hidratació. Totes aquestes juntes, després del desglaç, constitueixen les vies de circulació de l’aigua de fusió, de manera que és al llarg seu que es dóna un grau més gran de meteorització o de dissolució. L’eficiència de la meteorització és més elevada amb les més baixes temperatures de l’hivern (criosucció més forta), amb les més altes temperatures de l’estiu (dessecació, dilatació) i en condicions d’humitat abundant, que eventualment pot provenir de la boira.
La meteorització resulta també més efectiva si hi ha translocació de matèria orgànica sota la coberta vegetal. Durant el període de gelada, la cristal·lització del glaç produeix pressions mecàniques que desintegren fragments, escates o grànuls de la roca, com també pressions hidràuliques al si de petites fissures que afavoreixen el seu eixamplament. Aquesta xarxa d’esquerdes es rebleix fàcilment de materials detrítics fins, d’argiles o llims residuals (cristalls de dolomita), o de matèria orgànica translocada (floculació pels ions calci), els quals augmenten localment la geliexpansibilitat de l’horitzó i hi permeten el creixement de llentilles de glaç.
Si aquests materials detrítics esmicolats queden colgats per una matriu sedimentària o residual fina (sorres, llims o argiles), la retenció d’aigua augmenta i s’incrementa per tant l’efectivitat de l’esmicolament. L’existència de sals com clorurs o sulfats afecta igualment la producció de detrits i condueix al modelat de les roques en tafoni, tal com passa a les mediterrànies o els deserts. La meteorització per sals també és més comuna en medis àrids més propers al desert polar, com ara per exemple a l’illa Ellesmere, a l’extrem septentrional de l’arxipèlag àrtic canadenc, que a la tundra pròpiament dita.
Els nutrients edàfics i l’activitat biològica
El procés de descomposició edàfica dels compostos orgànics també es produeix molt lentament a la tundra. El període favorable per a la humificació i meteorització del substrat és, a la pràctica, encara més curt que el ja prou breu període vegetatiu, a causa de les baixes temperatures estivals, a l’entollament que es produeix durant l’estació del desglaç (especialment en presència de permafrost), i a la sequera fisiològica conseqüència del vent i de les baixes temperatures. Això fa que hi hagi un baix contingut de nutrients en forma de minerals.
Els organismes vius es concentren principalment a la capa més superficial, entre les restes de vegetació. Els fongs, entre els quals es troben formes que poden créixer a temperatures per sota dels 0°C, tenen un paper important en la mineralització de la matèria orgànica, si més no a la capa més superficial, que està ben airejada, l’única en la qual els és possible l’activitat. A les capes més profundes, són els bacteris els que duen a terme la mineralització.
Els sòls de la tundra són pobres de nutrients. Quasi tot el nitrogen es troba en forma orgànica. Als llocs humits, el nitrogen mineral es manifesta en forma d’amoni, però als llocs secs apareix en forma de nitrats. L’entrada principal de nitrogen als sòls de la tundra es produeix per fixació bacteriana del nitrogen atmosfèric; Nostoc commune, per exemple, és molt abundant a la tundra, i tant pot viure lliure, com formar filaments associats a molses i fins i tot establir simbiosi amb ascomicets per a constituir líquens, com diverses espècies del gènere Peltigera. La biomassa d’organismes que fixen nitrogen és alta a les zones humides i baixa a les zones seques. El nitrogen inorgànic i el fòsfor arriben al sòl principalment per precipitacions. Si bé en general els cicles dels nutrients a la tundra encara no han estat del tot estudiats, es podria afirmar que és el fòsfor, i no el nitrogen, el nutrient limitant de la producció primària. Els herbívors, com els lèmmings (Lemmus), en anys d’abundància, poden tenir un paper important en el cicle del fòsfor.
La humificació
La humificació en els sòls de tundra no és gaire important, si es compara amb la dels sòls temperats o tropicals, a causa de la brevetat de l’estació de creixement vegetal.
L’activitat de la fauna pot ser molt important en materials humits, ben drenats i protegits del vent, ja que en aquests ambients la dessecació i el fred són els factors limitants per al seu desenvolupament. En llocs afectats per hidromorfisme predominen tecamebes i nematodes, mentre que els llocs humits però ben drenats són preferits pels oligoquets limícoles de la família dels enquitrèids i pels col·lèmbols. Els residus orgànics són colonitzats preferentment per larves de dípters i per erugues. Si aquests residus estan ben drenats, només hi viuen cucs de terra típics de la família dels lumbrícids, com Dendrobaena octaedra, si es tracta de sòls àcids, o Eisenia nordenskjoldii. En sòls subàrtics drenats també són comuns els àcars.
Els tipus d’humus, sovint coprogènics, varien entre humus poc madur de tipus rànker o mòder sobre sòls hidromòrfics o secs, i humus tipus mull/mòder en prats acidòfils continentals (gramínies, ciperàcies) sobre sòls llimosos. La relació C/N oscil·la entre 10 i 30. L’activitat bacteriana no és gaire important a causa de l’acció bactericida dels àcids dels líquens, encara que alguns bacteris tenen un paper important en la precipitació d’hidròxids de ferro. Els processos de degradació de matèria orgànica es deuen principalment a l’activitat d’actinomicets i llevats i altres grups de fongs, seguits pels insectes de la fauna del sòl, fins i tot en fissures de roques. La segregació del glaç és també un agent de dilaceració de teixits vegetals en fragmentar les arrels.
La forma d’humus menys evolucionada de totes és l’anomenada crosta criptogàmica, en la qual predominen, tanmateix, cianobacteris i fongs liquenificats o no, de manera que les úniques criptògames pròpiament dites són alguns escassos briòfits. La seva relació C/N és molt baixa, inferior a 10. Aquesta coberta és molt resistent i suporta condicions ambientals dràstiques, com la sequera, aixecament pel glaç, entollament estacional i crioturbació. La seva elasticitat està també adaptada a deformacions criogèniques com la solifluxió, cosa que proporciona a la superfície del sòl un aspecte com de pell d’elefant. A més, té una gran resistència al tall, limitant així l’acció de l’esquitx de les gotes o la deflació pel vent. De tota manera, la crosta criptogàmica és molt sensible a l’acció de les “pipkrakes” o agulles de glaç, a l’abrasió per la càrrega de neu portada pel vent o a alteracions antròpiques. La fauna característica d’aquest medi tan advers per a la vida es compon de col·lèmbols, tecamebes i nematodes.
La consolidació criogènica, la il·luviació i la solifluxió
La formació de glaç pot considerar-se com un tipus de dessecació tèrmica. Les llentilles de glaç tallen els sediments en agregats en forma de blocs o en làmines, els quals es formen inicialment per contracció, mentre que posteriorment experimenten una sobreconsolidació deguda a la dessecació dràstica induïda pel glaç, anomenada consolidació criogènica. Com més baixa és la temperatura hivernal, més elevada resulta la criosucció i la consolidació dels agregats.
L’estabilitat dels agregats depèn del grau de consolidació criogènica, en el qual influeixen diferents factors, com la temperatura o la natura dels materials: la congelació de l’aigua intersticial es produeix a –7°C si es tracta de llims, i a –40°C si es tracta d’argiles. Altres factors que afecten la consolidació són la presència o l’absència de sals com a agents floculants o la d’agents eventualment consolidants, com els polímers orgànics o els minerals amorfs precipitats, com la imogolita, els hidròxids de ferro o la sílice.
El procés de congelació ocorre més ràpidament a la superfície, i per tant no es disposa de tant de temps perquè es produeixi la consolidació dels agregats, que resulta així ser més feble que en fondària. Quan comença el desglaç, també és més ràpid a la superfície que en fondària, ja que el gradient tèrmic hi és més elevat, cosa que permet el col·lapse d’uns agregats prou poc consolidats al començament de l’hivern. Altrament, l’elevada viscositat de l’aigua de desglaç i la seva baixa constant dielèctrica faciliten també el procés. En conseqüència, les partícules dels horitzons superficials es dispersen i són il·luviades en profunditat dins del sòl, procés afavorit per la inversió del gradient tèrmic a la primavera. Les argiles i els llims, que són acumulats en fondària en forma de revestiments de porus i d’elements grollers durant l’estiu, poden incorporar-se a la matriu del sòl per pressions de congelació d’hivern. Successius cicles anuals de translocació de materials fins des de la superfície i posterior incorporació a la matriu del sòl en fondària condueixen a la formació progressiva d’un horitzó Bt subsuperficial, enriquit en argiles i, per tant, més geliexpandible que el superficial. Aquesta diagènesi és contínua, i pot fins i tot accentuar-se a l’estiu per encrostament degut als impactes de les gotes de pluja sobre la superfície del sòl. En el cas de tractar-se de material detrític esmicolat pel glaç, els residus fins, principalment llims, també es transloquen cap avall i es desenvolupa un horitzó Bt enriquit en llim.
Si el sòl és situat en un vessant, durant el desglaç, experimenta un procés de reptació, capa per capa, entre les llentilles de glaç que es van fonent, com si es tractés d’un flux laminar. Aquest procés es coneix com a reptació pel glaç o gelireptació. Quan es disposa d’aigua abundant durant la progressió del front de desglaç, la lubrificació s’accentua per l’augment de la pressió hidrostàtica, i el lliscament esdevé més ràpid. Si l’estructura criogènica és estable, l’aigua drena entre els agregats i el moviment s’atura aviat: es parla llavors de gelifluxió. Si, per contra, els agregats col·lapsen i l’aigua no pot eliminar-se fàcilment, la sobresaturació provoca una liqüefacció i es desenvolupen colades de fang o fluxos epidèrmics. La majoria de les formes de solifluxió són degudes a la reptació pel glaç. La gelifluxió i les colades de fang es localitzen sota clapes de neu o bé ocorren només durant els estius més calorosos, quan l’horitzó superficial enriquit en glaç del permafrost es fon i proporciona aigua suficient.
L’aixecament diferencial, la crioturbació i el gradient de geliexpansibilitat
En ambients polars i de tundra, totes les petites diferències en granulometria, composició, retenció d’aigua i contingut d’aigua dels materials, afectades pel microrelleu de la superfície, comporten diferències de geliexpansibilitat. L’acumulació de llentilles de glaç en el sòl produeix un aixecament diferencial de materials superposats o adjacents. Si el drenatge és deficient, com passa en depressions entollades, el contingut d’aigua de l’horitzó superficial és molt elevat a la tardor, quan comencen les gelades. Aleshores la superfície es glaça, s’endureix com si fos formigó i s’aixeca com una massa rígida: totes les diferències en l’aixecament pel glaç s’expressen en aquest cas avall, donant lloc a crioturbacions.
El microrelleu es deu a l’expressió en superfície de l’aixecament diferencial. En zones ben drenades es desenvolupen formes que sobresurten en el paisatge, els anomenats “hummocks”, mentre que a zones on el drenatge és escàs o imperfecte es dóna una topografia plana. Les sorres, que tenen una baixa retenció d’aigua i poca reserva de calor latent de cristal·lització, es glacen primer. Els horitzons orgànics humificats o amb alts continguts en llims es glacen després que la sorra, ja que la seva capacitat de retenció d’aigua és més gran i permeten que es mantingui, dins el sòl gelat, la migració d’aigua a les llentilles de glaç que van creixent. Quan el subsòl és càlid, el gradient tèrmic és més fort, la criosucció esdevé més efectiva i la deformació més ràpida, com passa als marges càlids de la tundra.
Els materials geliexpandibles, quan no estan gelats, queden escanyats i comprimits entre els materials que ja s’han gelat, com poden ser sorres o graves. Aquestes pressions internes en el sòl són les responsables de deformacions plàstiques que tenen lloc sota el front de congelació. En condicions naturals, una seqüència de material estratificat o d’horitzons superposats formarà un gradient de geliexpansibilitat. El gradient serà positiu quan l’horitzó superficial sigui més susceptible que el subsuperficial, i negatiu en cas contrari. La morfologia resultant es caracteritza per injeccions o intrusions de graves o de material geliexpandible al llarg de fissures de contracció tèrmica o de dessecació. Aquest procés s’accelera com més gran sigui la diferència de geliexpansibilitat dels horitzons, tal com passa en els cercles fets de materials granoclassificats, on es troben juxtaposats graves i llims derivats de l’esmicolament pel glaç de les dolomites. En els podzols també es donen contrastos similars: l’horitzó Bs, enriquit de matèria orgànica i elements fins, és més geliexpandible que l’horitzó E eluvial, de manera que el Bs extrusiona a través de l’E i l’A1 formant una bombolla de fang que sobresurt en la superfície de la tundra herbosa. Aquests horitzons susceptibles de canviar fàcilment l’estructura mitjançant només la incorporació o l’eliminació d’aigua proporcionen a molts sòls de la tundra flongesa i ductilitat: la gent que els treballa sap que prement regularment el terra amb el peu en un punt determinat es pot fer tremolar fortament la superfície de la tundra en un entorn de diversos metres quadrats.
Els tipus de sòls
Fruit de la interacció entre els processos formadors i l’acció combinada de glaçades i desglaços, els sòls de la tundra resulten difícils de classificar d’acord amb els sistemes emprats en altres zones (FAO, Soil Taxonomy).
Els sòls orgànics o histosòls
A les tundres criptogàmiques, l’acumulació de torba es deu al desenvolupament i l’acumulació de briòfits combinats amb cianobacteris, algues, diatomees i excepcionalment líquens. La relació C/N d’aquestes torbes és molt baixa, inferior a 10, mercès a les colònies d’ocells i a la producció de nitrogen per part dels cianobacteris. Les acumulacions més potents de torba poden arribar a tenir gruixos d’entre 1 i 2 m, i la matèria orgànica s’hi manté fresca, normalment preservada de la degradació pel creixement paral·lel del permafrost i de la torba. Com que la reserva de nutrients en els sediments és baixa, el desenvolupament de la torba s’inicia sovint sobre carcasses de mamífers o sota colònies d’ocells marins. Com a resultat de tot aquest procés es formen els histosòls.
A les tundres arbustives la torba pot assolir gruixos més grans. És constituïda per l’acumulació de briòfits i algunes ciperàcies, com la cotonera Eriophorum vaginatum o la jonca Carex bigelowii, sovint colonitzats per matolls de salzes nans (Salix lapponum, S. herbacea), bedolls nans (Betula nana) i romaní de torbera (Ledum palustre). La relació C/N és més elevada, bé que inferior a 25, i el pH és generalment inferior a 5. La profunditat mitjana afectada per les gelades és com a mínim de 50 cm, com ocorre, per exemple, a Lapònia, però el desgel pot arribar a afectar tot el gruix del sòl durant l’estiu. Els canvis en el microrelleu i en les condicions de drenatge de la torba poden repercutir en la mineralització i en l’enfosquiment de la matèria orgànica. El creixement de la torba en costers a la tundra subàrtica indueix la formació de torberes reticulades.
Els sòls hidromorfs o gleïsòls
Tot i la lentitud de l’acció química dels agents atmosfèrics, la capacitat del sòl de la tundra de retenir l’aigua crea de vegades unes condicions adequades per a l’acumulació d’òxids fèrrics i d’alumini. En absència d’oxigen, els compostos fèrrics (Fe3+) es transformen fàcilment en ferrosos (Fe2+), i juntament amb altres compostos originen algunes capes de color blau-verd (gleïtzació), principalment en depressions i superfícies planes amb drenatge deficient.
A la tundra es troben des dels gleis purament minerals, coberts d’una crosta de cianobacteris, fongs i líquens, dels Barren Grounds del nord del Canadà, fins a gleis torbosos de les molleres de les tundres arbustives. Els hidròxids de ferro alliberats precipiten com a ortstein o en forma d’una fina capa ferruginosa prop de la superfície. A causa de la baixa temperatura la piritització és molt efectiva, encara que superficial, en sòls orgànics poc drenats.
La podzolització i l’acumulació de carbonats i sals
En els llocs amb un bon drenatge es troben sòls bruns, els “podburi” russos i siberians, que recorden els sòls bruns, rics d’òxids fèrrics, de les regions més meridionals. El procés d’enfosquiment del sòl és molt proper al procés de podzolització, ja que es dóna una important complexació orgànica i un fort rentat durant l’estació de desglaç, cosa que fa desenvolupar sòls amb horitzons rentats poc profunds.
La lentitud dels processos allarga els temps de residència dels compostos orgànics (entre 40 anys en llocs ben drenats i 400 en aiguamolls). La melanització dels components orgànics és acusada, i es deu a la dessecació induïda pel gel de l’hivern, la sequera de l’estiu i la freqüent saturació pel calci. La mica es troba sovint transformada en vermiculita i el quars pateix la dissolució superficial pels àcids dels líquens. Els cianobacteris i les algues endolítiques dels horitzons superficials de sòls lítics també promouen la seva meteorització.
En sòls criptopodzòlics el rentat estacional permet l’acumulació dels productes d’alteració en profunditat, als horitzons de pH més elevat, i duu a la formació d’un horitzó Bs espòdic, enriquit en imogolita i en àcids fúlvics (colors clars) o, en condicions hidromòrfiques, en hidròxids de ferro amorfs. Aquestes acumulacions segueixen la mateixa llei tèrmica que la que regeix la translocació de partícules i poden fins i tot produir-se a l’horitzó superficial del permafrost. A més, l’acumulació de compostos amorfs (minerals o orgànics) resulta en un augment en la geliexpansibilitat del material, i per tant la pedogènesi pot fer que sorres en un principi netes siguin afectades posteriorment per crioturbació.
El contingut en àcid carbònic és força elevat a causa de la baixa temperatura i el metabolisme de fongs i cianobacteris. En resulta una ràpida descarbonatació de les roques i una més fàcil desagregació pel gel o per sals. En sòls orgànics secs, els carbonats, que també poden derivar dels oxalats produïts pels líquens, precipiten durant l’estiu, principalment en forma de microestalactites de carbonats en fissures de la roca o en la macroporositat del sòl. La precipitació criogènica de sals es restringeix només a l’aigua lliure (gebre, glaç de costa o de rius), i la majoria dels soluts són evacuats els primers dies del desglaç. En els deserts polars les sals es concentren en depressions i precipiten de forma evaporítica en la superfície o, com passa als solontxacs, amb morfologies properes a les formes existents en alguns deserts freds de latituds menys elevades.