L’eau : un cycle continu
L’eau existe sur terre sous trois phases : liquide, solide (glace), gazeuse (vapeur d’eau). L’eau liquide peut être immobilisée dans les organismes vivants. La totalité de l’eau terrestre se répartit donc entre 4 grands réservoirs : l’hydrosphère (mers, océans), les eaux continentales (de surface et souterraines), l’atmosphère, la biosphère.
Sa circulation est commandée par trois mécanismes :
| l’évaporation |  |
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| la condensation |  |
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| la précipitation |  |
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Chaque année, ce sont environ 400000 km3 de l’eau des océans qui passent dans l’atmosphère sous forme de vapeur.
Importance de l’eau sur la terre
L’eau remplit de multiples fonctions sur terre. Liquide, elle contribue à la formation du relief. Elle a contribué à l’apparition de la vie et elle reste indispensable à son maintien. Gazeuse, elle forme écran, dans l’atmosphère et protège la biosphère du rayonnement ultraviolet solaire. De jour, la vapeur d’eau atténue l’exposition de la terre au rayonnement solaire et, de nuit, elle atténue le rayonnement infrarouge émis par la terre : elle contribue donc à la stabilité de la température de la planète. Cette vapeur d’eau enfin permet le transfert de chaleur entre les océans, l’atmosphère et les continents.
Formation et conséquence de la présence d’eau sur la Terre
Très rares sont les planètes qui comportent de l’eau liquide. La Terre a cette chance. Suffisamment massive pour retenir son eau, sa position par rapport au soleil lui procure une température qui autorise la forme liquide de l’eau.
L’explication de la présence de l’eau sur la Terre fait l’objet de discussions qui partagent encore la communauté scientifique. L’eau libérée dans l’atmosphère proviendrait selon les uns de l’important bombardement météoritique (vecteur de glace et de gaz) qui aurait salué la formation de la planète, et selon les autres, de l’intense dégazage volcanique qu’elle aurait connu après sa formation.
Dans tous les cas, lors du refroidissement progressif de la Terre, l’eau atmosphérique s’est condensée et est tombée en pluie sur la surface et s’est accumulée en formant des océans. Cette eau liquide est fondamentale pour l’apparition de la biosphère : c’est dans ces océans que la vie apparut d’abord sur la forme de bactéries (3,5 milliards d’années). Puis se développèrent des algues dont l’activité de photosynthèse produisit de l’oxygène.
L’eau et le relief
L’eau, qu’elle soit liquide ou solide est l’agent d’érosion de la surface de la Terre le plus puissant. Elle joue donc un rôle essentiel dans les formes du relief terrestre. Liquide, l’eau, dissout, use et transporte continuellement des matériaux qu’elle redistribue en grande masse selon les pentes créées par la tectonique. La puissance de l’érosion par l’eau est donc fonction de la pente et des conditions climatiques.
Voir aussi notre article : Les formes karstiques, un cas particulier de l’action de l’eau sur le calcaire
L’eau est abondante mais l’eau douce est rare
L’eau couvre 70% de la surface du globe terrestre, ce qui représente 1400 millions de km3, dont 39,2 millions seulement sont de l’eau douce (qui provient de la précipitation de la vapeur d’eau) soit 3% de la totalité de l’eau.
70% de cette eau douce existe sous la forme de glace, et 0,3% seulement de l’eau douce est accessible en surface (rivières, lacs).
L’eau est donc abondante sur terre, mais 3% seulement de cette eau est douce et seulement 0,3% de cette eau douce est accessible en surface. Elle est donc très inégalement répartie.
Les réservoirs d’eau sur Terre
| Réservoir | Stock en km3 |
| Océans | 1 350 000 000 |
| Eaux continentales | 35 976 700 |
| Glaciers | 27 500 000 |
| Eaux souterraines | 8 200 000 |
| Mers intérieures | 105 000 |
| Lacs d’eau douce | 100 000 |
| Humidité des sols | 70 000 |
| Rivières | 1 700 |
| Atmosphère | 13 000 |
| Biosphère | 1 100 |
Source : Ghislain de Marsily, L’eau, , 1995
| Réservoir | Temps de résidence |
| Océans | 2 500 ans |
| Eaux continentales | |
| Glaciers | 1 600 à 9 700 ans |
| Eaux souterraines | 1 400 ans |
| Mers intérieures | 250 ans pour la mer Caspienne |
| Lacs d’eau douce | 17 ans pour les grands lacs 1 an pour les autres lacs |
| Humidité des sols | 1 an |
| Rivières | 16 jours |
| Atmosphère | 8 jours |
| Biosphère | quelques heures |
Source : Ghislain de Marsily, L’eau, , 1995
En savoir plus
André Musy et Christophe Higy, L’eau… une science de la nature, 2004