Les origines des nombreuses parcelles rondes exposées sur les prairies africaines, connues sous le nom de cercles de fées, font l'objet de discussions parmi les chercheurs depuis plus d'une décennie. Dans une étude récente, le biologiste Norbert Jürgens et le pédologue Alexander Gröngröft de l'Université de Hambourg ont confirmé que les termites sont à l'origine des cercles de fées. Dans le même temps, ils réfutent l’argument central avancé par les modélisateurs des écosystèmes selon lequel les cercles de fées sont provoqués par l’autorégulation des graminées.


Les scientifiques ont confirmé que les termites des sables créent des cercles de fées africains et ont renversé la théorie selon laquelle les prairies s'autorégulent en démontrant que ces cercles de fées stockent l'eau au fil du temps. Sur la photo ci-dessus, un cercle de fées dans le désert du Namib. Source de l'image : UHH/MIN/Juergens

Dès 2013, le botaniste hambourgeois Norbert Jürgens a publié un article soulignant que les termites souterrains purs du genre Psammotermes créent des zones exposées et permettent un stockage d'eau à long terme malgré des précipitations peu fréquentes en éliminant les plantes dans le sable. Cette explication a été publiée dans la revue Science et confirmée les années suivantes par des entomologistes d'Afrique australe (professeur Mike Peake, Dr John Henschel, Dr Kelly Flig).

Ce phénomène mystérieux a également été étudié par d’autres chercheurs, comme ceux de l’Université de Göttingen, à l’aide de méthodes de modélisation. Des chercheurs ont publié des articles (Getzin et al., 2015, 2022) affirmant que les zones dénudées sont causées par l’auto-organisation des graminées. Les graminées absorbent l'eau de manière inégale par leur système racinaire et par une diffusion étendue dans les sols sableux, entraînant la mort des graminées dans les zones dénudées.

De plus, en mesurant l'humidité du sol à une profondeur de 20 centimètres sous les cercles de fées, ils ont découvert des phénomènes de séchage et les ont expliqués au fait que l'herbe environnante absorbait rapidement l'eau horizontalement.

Dans PPEES, Norbert Jürgens et Alexander Gröngröft réfutent l'argument central des modélisateurs de Göttingen : Dans leur étude, Jürgens et Alexander Gröngröft ont démontré la présence de termites des sables sur plus de 1 700 cercles de fées en Namibie, en Angola et en Afrique du Sud.

Les mesures d'humidité du sol citées par Getzin et al. (2022) comme preuves de l'hypothèse d'auto-organisation coïncident avec celles de Jürgens 2013. Cependant, les deux explications diffèrent : les modélisateurs ont pris des mesures au niveau de la couche arable et ont interprété le séchage de la couche arable comme l'herbe environnante évacuant l'humidité, tandis que Jürgens a montré en 2013 en mesurant simultanément l'humidité du sol à quatre profondeurs différentes (jusqu'à 90 cm de profondeur) que les cercles de fées dans le sous-sol peuvent stocker de l'eau pendant de longues périodes.

"De plus, les analyses et les mesures en laboratoire de mon collègue Glenn Groft sur les propriétés hydrologiques du sable du désert invalident une base importante de l'hypothèse de l'autorégulation", a déclaré Jürgens. "La conductivité hydraulique du sable à gros grains de Fairy Circle où vivent les termites est en effet élevée lors de fortes pluies, et de grandes quantités d'eau peuvent s'infiltrer rapidement à travers de grands pores. Mais c'est une toute autre histoire lorsque le sable libère de l'eau facilement mobile, suffisamment profonde pour sécher jusqu'à moins de 8 pour cent du volume du sol."

À l’heure actuelle, l’eau ne peut être stockée qu’aux points de contact entre les grains de sable. Sans film d’eau continu, la conductivité de l’eau du sol chute à un niveau très bas. Cela signifie qu'à des niveaux d'humidité inférieurs au cercle féerique (volume ≤ 5 %), la capacité de transport de l'eau liquide sur de courtes distances est « très faible ». Ce phénomène physique se manifeste par la formation d’une couche de sable sec directement à la surface du sol, au-dessus du sous-sol humide.

"Dans l'état actuel des connaissances, la situation de transport d'eau horizontal de plusieurs mètres sur plusieurs jours postulée par les représentants de l'autorégulation est physiquement impossible. C'est pourquoi le débat sur les explications opposées des phénomènes biologiques s'avère être déterminé par la physique, en l'occurrence la physique des sols", explique Jürgens. "Les mesures de l'humidité du sol des cercles de fées et les propriétés hydrauliques des sols sableux trouvées en laboratoire excluent l'hypothèse de l'autorégulation comme explication des cercles de fées. Par conséquent, la raison de la formation des cercles de fées est évidente : les termites des sables obtiennent un avantage considérable en matière de survie grâce au stockage de l'humidité du sol."