Les sols observés par les satellites : exemples de modèles et d'applications

Cet article traite de la diffusion et de l'absorption de la lumière visible par une particule minérale isolée de diamètre variant de 0,01 micromètre à 50 micromètres. La particule est supposée sphérique et d'indice de réfraction égal à celui de l'hématite (indice ordinaire). En effet, l'hématite, avec la goethite, est responsable du comportement spectral particulier des sols latéritiques sous l'effet de l'humidité. Les efficacités de diffusion et d'absorption optique ainsi que l'angle d'ouverture ont été calculés. Différents scénarios ont été envisagés : (1) la particule dans l'air; (2) la particule complètement immergée dans l'eau; et (3) la particule entourée d'une couche d'eau d'épaisseur finie. Tous les spectres (400-770 nm) ainsi calculés ont été classés en trois groupes granulométriques (0,01-0,1 ; 0,2-2 ; 5-50 micromètres). Le comportement des spectres calculés (2ème et 3ème scénarios) dépend à la fois du diamètre de la particule et de la longueur d'onde. Un modèle de Hapke simplifié a ensuite été utilisé pour simuler les spectres de réflectance de poudres d'hématite. Le résultat le plus important est la mise en évidence d'une cellule optique élémentaire d'arrangement des particules minérales d'un sol. (Résumé d'auteur

Bidirectional reflectance of rough bare soil surfaces

International audienceA BRDF model for rough surfaces using probabilistic expressions for the shadowing factor and the conditional mean slope was previously proposed. We present here its validation by laboratory measurements on bare soil surfaces, using the European Goniometric Facility (EGO). The model could be used to retrieve the statistical characteristics of land profiles in astronomy and terrestial remote sensing

Les sols observés par les satellites : exemples de modèles et d'applications

Cet article traite de la diffusion et de l'absorption de la lumière visible par une particule minérale isolée de diamètre variant de 0,01 micromètre à 50 micromètres. La particule est supposée sphérique et d'indice de réfraction égal à celui de l'hématite (indice ordinaire). En effet, l'hématite, avec la goethite, est responsable du comportement spectral particulier des sols latéritiques sous l'effet de l'humidité. Les efficacités de diffusion et d'absorption optique ainsi que l'angle d'ouverture ont été calculés. Différents scénarios ont été envisagés : (1) la particule dans l'air; (2) la particule complètement immergée dans l'eau; et (3) la particule entourée d'une couche d'eau d'épaisseur finie. Tous les spectres (400-770 nm) ainsi calculés ont été classés en trois groupes granulométriques (0,01-0,1 ; 0,2-2 ; 5-50 micromètres). Le comportement des spectres calculés (2ème et 3ème scénarios) dépend à la fois du diamètre de la particule et de la longueur d'onde. Un modèle de Hapke simplifié a ensuite été utilisé pour simuler les spectres de réflectance de poudres d'hématite. Le résultat le plus important est la mise en évidence d'une cellule optique élémentaire d'arrangement des particules minérales d'un sol. (Résumé d'auteur

Transformation of haematite and Al-poor goethite to Al-rich goethite and associated yellowing in a ferralitic clay soil profile of the middle Amazon Basin (Manaus, Brazil).

The red and yellow colours of ferralitic soils in the tropics have for long intrigued pedologists. We have investigated the upward yellowing in a 10-m thick profile representative of the Ferralsols of the plateaux of the Manaus region of Brazil. We determined changes in the nature and crystal chemistry of their Fe oxides by optical and Mössbauer spectroscopy as well as Rietveld refinement of X-ray diffraction patterns. We attribute the upward yellowing of the soil to a progressive transformation of the Fe oxides at nearly invariant iron contents. Aluminium in contrast is strongly mobilized in the uppermost clay-depleted topsoil where there is preferential dissolution of kaolinite and crystallization of gibbsite. Haematite decreases from 35 to 10% of the Fe oxides from the bottom to the top of the profile and the particles become smaller (75–10 nm). Its Al for Fe-substitution remains almost unchanged (10–15 mol %). The average Al-substitution rate of goethite increases from 25 to 33 mol %, and its mean crystal diameter remains in the range 20–40 nm. The proportion of Al-rich goethite (33 mol %) increases at the expense of less Al-substituted Fe oxides (haematite and goethite). This conversion with restricted transfer of iron means that the amount of Al stored in Fe oxides gradually increases. Kaolinite, haematite and Al-poor goethite are thus witnesses of earlier stages of ferralitization of the soil. In contrast, Al-rich goethite and gibbsite initiate the alitization (or bauxitization) of the soil. They correspond to the last generation of soil minerals, which most likely reflects the present-day weathering conditions. The progressive replacement of kaolinite, haematite and Al-poor goethite by new generations of Al-rich goethite and gibbsite attests to greater activities of water and aluminium and smaller activity of aqueous silica in the topsoil than in the subsoil. We interpret this as a consequence of longer periods of wetting in the topsoil that could result from soil aging, more humid climate or both