En un an, quelle surface de terre les vers de terre retournent-ils ?
― Une pierre posée au sol s'enfonce d'environ 20 cm en un siècle
Un seul ver de terre n'avale qu'une pincée de terre à la fois. Mais multipliez cela par la surface d'un champ ou d'une prairie, et par des dizaines d'années, et tout change du tout au tout. Darwin, célèbre pour sa théorie de l'évolution, s'est passionné plus de 40 ans pour cette « multiplication de petits nombres », et a démontré que le sol lui-même se renouvelle lentement.
Avez-vous déjà vu, sur la pelouse d'un parc après la pluie, de petits amas de terre qui se dressent comme des cônes de glace molle ?
Ce sont des déjections de vers de terre. Le ver de terre avale la terre elle-même, et empile à la surface la terre passée à travers son corps.
Chaque tas fait à peine la taille d'un doigt. Mais si cela se répète sur toute une pelouse, chaque année, pendant des dizaines d'années, à combien cela finit-il par se monter ?
Seulement deux raisons transforment ces petits tas en un vrai déplacement de terre
Dans une prairie bien fertile, on estime qu'il y a de quelques dizaines à quelques centaines de vers de terre par mètre carré. Cela représente des dizaines d'individus sous vos pieds, sur une surface grande comme un demi-tatami.
Le ver de terre avance dans le sol en mangeant, et continue d'amener ses déjections à la surface. En un an, ce n'est qu'une fine pellicule, mais au bout de 100 ans, elle devient assez épaisse pour recouvrir complètement un objet posé au sol.
Le travail d'un seul individu est minuscule, mais en multipliant « le nombre » par « le temps », on gagne plusieurs ordres de grandeur. Voyons cela étape par étape.
Les « 10 tonnes par an » mesurées par Darwin
Darwin a rassemblé les grains de terre apparus dans son jardin et ses pâturages, puis les a pesés. Il en a conclu que, dans une grande partie des terres anglaises, plus de 10 tonnes de terre par acre (environ 0,4 hectare) et par an passaient par le corps des vers de terre pour être remontées à la surface.
10 tonnes, cela semble énorme. Mais étalées sur une surface équivalente à la moitié d'un terrain de football, cela ne représente qu'une épaisseur d'environ 2 millimètres par an. Rien d'étonnant à ce qu'on ne le remarque pas.
Pourtant, ces 2 millimètres s'accumulent chaque année. Et en même temps qu'ils déposent de la terre en surface, les vers de terre mangent la terre du dessous et y creusent des cavités. Résultat : le niveau du sol reste presque inchangé, mais une pierre posée à la surface s'enfonce peu à peu. Essayez de faire varier le nombre d'années avec le curseur de la figure 1.
Le sol des ruines antiques aussi, enseveli par les vers de terre
Darwin avait répandu de la poudre de chaux blanche dans un champ près de chez lui, puis, des années plus tard, a creusé le sol. Il a retrouvé cette chaux, qui aurait dû rester en surface, sous forme d'une fine couche blanche à l'intérieur du sol. Au bout d'environ 30 ans, elle se trouvait, dit-on, à une profondeur d'environ 18 centimètres.
Il a aussi examiné des sols de ruines romaines et le pied de mégalithes effondrés. Si d'anciens sols se retrouvent enfouis sous la terre, ce n'est pas seulement parce que de la terre est tombée dessus depuis le dessus. Il pensait que le fait que les vers de terre remontent la terre par en dessous, « avalant » peu à peu le sol, y jouait aussi un rôle important.
Ces observations ont été rassemblées dans un livre publié en 1881, La Formation de la terre végétale par l'action des vers. Darwin est mort environ six mois après sa parution, à la fin de sa vie de chercheur.
La terre qui passe par l'intestin du ver de terre voit ses fines particules collées entre elles par une substance visqueuse, formant de petits agrégats. Comme ils comportent beaucoup d'espaces vides, l'eau s'y infiltre facilement et les racines y poussent aisément. Les fins tunnels creusés par les vers de terre jouent aussi un rôle de drain, évacuant l'eau de pluie vers le sous-sol.
Résumé
La terre que les vers de terre remontent à la surface en un an représente une épaisseur d'environ 2 millimètres. Mais quand des dizaines, voire des centaines d'individus travaillent au même endroit pendant des dizaines d'années, on peut calculer que la terre en surface d'un champ passe en entier, une fois, par le ventre des vers de terre en environ 100 ans. Ce travail discret, qui rend les feuilles mortes à la terre et creuse des chemins pour l'eau, façonne en permanence le sol sous nos pieds.
Un seul ver de terre, une simple pincée.
Mais en 100 ans, c'est tout le sol qui se renouvelle.
Pour savoir pourquoi les vers de terre sortent du sol les jours de pluie, voir « Pourquoi les vers de terre sortent-ils du sol les jours de pluie ? », et pour savoir où disparaissent les feuilles mortes, voir « Pourquoi les feuilles mortes de la forêt ne s'accumulent-elles pas en montagnes ? ».
- Après la pluie, cherchez des tas de déjections de vers de terre sur une pelouse ou un parterre, et comptez-en le nombre sur un carré de 50 cm de côté.
- Posez à cet endroit, comme repère, un petit caillou plat ou une pincée de sable blanc, et prenez-en une photo.
- Revenez au même endroit toutes les quelques semaines et notez comment les tas de déjections recouvrent peu à peu le repère.
Les tas de déjections sont plus fréquents après la pluie, au printemps et à l'automne, quand il fait doux et humide. Si vous trouvez un ver de terre, remettez-le dans la terre après l'observation.
Pour aller plus loin ― vocabulaire, formules et liens avec les manuelsDu collège aux matières spécialisées de l'université, le niveau de chaque partie est indiqué
- CollègeCe qu'on apprend en sciences au collège
- LycéeCe qu'on apprend en « biologie de base », « sciences de la Terre de base » au lycée
- Lycée+Contenu avancé du lycée, ou traité comme encadré dans les manuels
- UniversitéContenu non enseigné au lycée, relevant de matières spécialisées universitaires (pédologie, géomorphologie)
- RechercheSujet qui n'est pas encore enseigné comme « établi » même à l'université, en cours d'étude par les chercheurs
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Décomposeur : être vivant qui mange feuilles mortes et cadavres et les transforme en matières inorganiques. Vers de terre, cloportes, champignons en font partie.
- Turricule : amas de déjections terreuses que le ver de terre dépose en surface ou dans le sol.
- Structure grumeleuse (agrégats) : état d'un sol où les fines particules de terre s'assemblent en petits amas, laissant de nombreux espaces vides.
CollègeLycéeVérification par le calcul : combien de millimètres s'accumulent par an ?
Convertissons en épaisseur l'estimation de Darwin, « environ 10 tonnes par acre et par an ». En divisant le poids par la densité et la surface, on obtient l'épaisseur.
| En symboles | h ＝ M ÷ ( ρ × A ) |
| En mots | Épaisseur déposée en un an ＝ poids de la terre remontée ÷ ( densité de la terre × surface ) |
| D'où vient cette formule | C'est la combinaison de « poids ＝ densité × volume » et de « volume ＝ surface × épaisseur ». On utilise le fait que le poids de la terre transportée reste le même (se conserve), même une fois étalée. |
| Symbole | Signification et unité |
| h | Épaisseur de terre déposée en un an (m) |
| M | Poids de terre remontée en surface en un an (kg) |
| ρ | Densité de la terre déposée (kg/m³) |
| A | Surface (m²) |
| Poids de terre transportée (estimation de Darwin) | environ 10000 kg |
| Surface d'un acre | environ 4047 m² |
| Densité de la terre déposée (hypothèse retenue dans cet article) | environ 1200 kg/m³ |
| Densité × surface | 1200 × 4047 ＝ 4856400 |
| Épaisseur déposée en un an (m) | 10000 ÷ 4856400 ≒ 0,0021 |
| Conversion en millimètres | 0,0021 × 1000 ＝ 2,1 |
| Équivalent sur 100 ans (mm) | 2,1 × 100 ＝ 210 |
Cela donne environ 2,1 mm par an, soit environ 21 cm en 100 ans. C'est à peu près la profondeur à laquelle une bêche pénètre quand on laboure un champ. Autrement dit, on peut calculer que la terre en surface d'un champ passe entièrement une fois par le corps des vers de terre en environ 100 ans. L'expérience de Darwin avec la chaux (environ 18 cm en 30 ans) est plus rapide que cela, ce qui montre aussi que les écarts sont grands selon les lieux.
LycéeLycée+Le cycle de la matière dans le sol
LycéeEn biologie de base, on apprend que dans l'écosystème, les décomposeurs retransforment la matière organique en matière inorganique, faisant circuler carbone et azote. Le ver de terre entraîne les feuilles mortes dans le sol et les mélange à la terre, facilitant leur décomposition par les champignons et les bactéries.
Lycée+La structure grumeleuse formée par les déjections des vers de terre augmente la proportion d'espaces vides dans le sol (porosité). Les grands espaces assurent le drainage et l'aération, les petits la rétention d'eau ; c'est ainsi qu'on obtient un sol à la fois bien drainé et capable de retenir l'eau.
UniversitéLa bioturbation et la vitesse de « brassage » du sol
L'action des organismes vivants qui brassent le sol ou les sédiments s'appelle la bioturbation. En géomorphologie, on représente parfois ce mélange par une équation de la même forme que celle de la diffusion de la chaleur (équation de diffusion), afin d'estimer la vitesse à laquelle la terre d'un versant se déplace lentement vers le bas. Certaines études utilisent la datation par luminescence optiquement stimulée, qui mesure le temps écoulé depuis que les grains de terre ont vu la lumière du soleil pour la dernière fois, afin d'évaluer à quelle vitesse le sol se renouvelle verticalement.
📖 Pour la dérivation des formules et pour aller plus loin : Bioturbation (Wikipédia, en japonais) ／ Ver de terre (Wikipédia, en japonais)
RechercheCe qui n'est pas encore clairement établi
- Les vers de terre accentuent-ils ou atténuent-ils le réchauffement climatique ? Ils ont à la fois un rôle de piégeage de la matière organique en profondeur et un rôle d'accélération de la décomposition qui libère du dioxyde de carbone et d'autres gaz ; l'évaluation du bilan net fait toujours l'objet de recherches.
- Des vers de terre introduits modifient les forêts. Dans certaines forêts d'Amérique du Nord où il n'y avait naturellement pas de vers de terre, des espèces introduites se sont répandues, amincissant la couche de feuilles mortes, avec des répercussions signalées sur la flore et la faune.
- À quelle vitesse le sol se renouvelle-t-il ? L'ordre de grandeur varierait selon le lieu, le climat et l'espèce de ver de terre ; des mesures s'appuyant sur la datation sont en cours.
Autrement dit, le contenu de cet article aussi n'est qu'une « explication dans l'état actuel des connaissances ». Le chiffre de 2 mm par an doit être considéré comme un ordre de grandeur, basé sur l'estimation de Darwin.
Liens avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Partie de cet article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences « équilibre du monde naturel » (décomposeurs) · « densité » | Rôle du ver de terre dans la décomposition des feuilles mortes et de la terre, vérification par le calcul |
| Lycée | Biologie de base « écosystème et cycle de la matière » | Cycle du carbone et de l'azote dans le sol |
| Lycée+ | Sciences de la Terre de base / matières agricoles avancées (pédologie) | Structure grumeleuse et porosité |
| Université | Pédologie, géomorphologie | Bioturbation, équation de diffusion, datation par luminescence optiquement stimulée |
| Recherche | Écologie des sols, changement climatique | Vers de terre et réchauffement, vers de terre introduits |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Amélioration du sol au jardin ou au champ, intérêt de laisser les feuilles mortes, pourquoi les ruines s'enfouissent |
- Charles Darwin, La Formation de la terre végétale par l'action des vers (ouvrage original 1881 ; contient les observations sur la quantité de terre des pâturages et la couche de chaux)
- C. A. Edwards, P. J. Bohlen, Biology and Ecology of Earthworms, 3rd ed., Chapman & Hall, 1996
- Yoshio Nakamura, Ver de terre, sol et agriculture biologique (ミミズと土と有機農業), éditions Soshinsha (創森社)
- Wikipédia « Bioturbation » (生物擾乱, en japonais)
- Wikipédia « Ver de terre » (ミミズ, en japonais)
※Cet article est une vulgarisation scientifique destinée au grand public. Les chiffres indiqués sont des ordres de grandeur donnés pour faciliter la compréhension du phénomène. Le nombre de vers de terre et la quantité de terre transportée varient fortement selon le lieu, le climat et la saison.