L`eau sur la Terre - Agence de l`Eau Seine Normandie
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Chapitre 4. Le cycle naturel de l’eau L’eau sur la Terre 1 L’eau est presque aussi ancienne que notre planète. Elle est apparue il y a 3 à 4 milliards d’années. Depuis, son volume est resté globalement stable. C’est toujours la même eau qui circule sans cesse entre la mer, la terre et l’atmosphère. 1. Le mécanisme du cycle de l’eau Sous l’effet de la chaleur du soleil, l’eau s’évapore et monte dans l’atmosphère. On estime à 1 000 km3 l’eau des océans qui, chaque jour, se transforme en vapeur et monte ainsi dans l’atmosphère. Cette vapeur emmagasine de la chaleur. Tôt ou tard (en moyenne huit jours), l’action du froid rencontré en altitude condense cette eau : les nuages se forment et il pleut. • 64 % de l’eau tombée sur les continents (évapotranspiration) s’évaporent à nouveau, • 25 % ruissellent et rejoignent les cours d’eau, les mers et les océans, 1 km3 = • 11 % s’infiltrent et alimentent les nappes et les rivières 1 000 milliards souterraines. de litres d’eau Le cycle hydrologique n’a donc ni commencement ni fin. C’est toujours la même eau qui, depuis sa formation à la surface de la Terre au tout début de son histoire (voir la page 1 sur les origines de l’eau), est recyclée en permanence et passe par les différents états liquide, solide (glace) ou gazeux (vapeur d’eau). Cette circulation permanente constitue le cycle de l’eau. Sur la Terre, il n’y a pas d’eau qui ne sera tôt ou tard impliquée dans cet immuable cycle, même si elle est restée captive pendant plus d’un millénaire. C’est pourquoi on peut dire que nous buvons aujourd’hui la même eau que celle qu’ont bue les dinosaures ! condensation précipitations neige pluie torrent évapotranspiration évaporation ruissellement océan rivière fleuve étang infiltration nappe d'eau souterraine Le cycle naturel de l’eau 17 AESN COL- cours cha1.indd 17 26/08/09 16:09:23 Chapitre L’eau sur la Terre 1 2. Circulation et stockage de l’eau La circulation de l’eau au cours de son cycle peut être schématiquement décrite comme une sorte d’«aller-retour» entre les océans et les continents. L’évaporation des eaux océaniques (surtout dans la région intertropicale) est la source d’eau douce principale. Cette eau, transportée par les vents, se condense et retombe en précipitations sur l’océan lui-même (4/5e) et sur les continents (1/5e). L’eau précipitée sur les continents est, pour une part importante, rapidement réintroduite dans l’atmosphère (évapotranspiration) et pour le reste s’écoule plus ou moins directement (ruissellement de surface et infiltration) en direction de la mer où elle finit par retourner. évaporation totale 496.000 km3 précipitations continentales 111.000 km3 précipitations océaniques 385.000 km3 évapotranspiration 71.000 km3 évaporation océanique 425.000 km3 ruissellement 28.000 km3 infiltration 12.000 km3 Bilan des flux hydriques annuels en km3 18 AESN COL- cours cha1.indd 18 26/08/09 16:09:23 Chapitre L’eau sur la Terre 1 3. Le rôle du soleil Le soleil est le véritable moteur du cycle de l’eau. L’énergie solaire transforme l’eau liquide en vapeur. L’évaporation se fait principalement au-dessus des océans (84 %). Les vents et autres mouvements de l’atmosphère redistribuent la vapeur d’eau ; celle-ci retombe sous forme de pluie, de neige ou de grêle qui ruissellent sur les terres ou s’y infiltrent, puis retournent à l’océan. vapeur d’eau Condensation à l’état liquide FROID eau liquide eau liquide Condensation à l’état solide FROID cristallisation Fusion soleil chaleur eau liquide eau solide eau solide vapeur d’eau vapeur d’eau vapeur d’eau soleil chaleur + respiration Evapotranspiration êtres vivants Evaporation soleil chaleur soleil chaleur eau liquide Sublimation eau solide 4. La notion de «réservoir» d’eau Une partie de l’eau est immobilisée durablement dans les réservoirs souterrains d’une part, dans les masses glaciaires d’autre part. Elle est ainsi provisoirement «exclue» du cycle de l’eau. Région d'accumulation Limite des neiges persistantes Zone d'écoulement de la glace Fonte et évaporation Plaine d'épandage 19 AESN COL- cours cha1.indd 19 26/08/09 16:09:24 Chapitre L’eau sur la Terre 1 Les glaciers continentaux sont les restes des anciennes glaces polaires qui ont recouvert une partie de la Terre il y a plusieurs millions d’années. Contrairement à la banquise, qui est formée d’eau salée gelée, ils sont faits d’eau douce. Présents aux pôles, ils forment la plus grande réserve d’eau douce de la planète. Les glaciers de montagne sont formés de neige accumulée. La neige se tasse petit à petit et, sous l’effet de son propre poids, expulse l’air qu’elle contient. Elle se soude en une masse compacte et se transforme en glace. On distingue 3 zones dans un glacier de montagne : • la zone d’accumulation, qui représente 60 à 70 % de la superficie du glacier : c’est la partie où les précipitations de neige se transforment en glace ; • la zone d’écoulement de la glace aussi appelée zone de transport : c’est la partie du glacier où la fonte reste limitée et où le glacier est le plus épais ; • la zone de fonte ou zone d’ablation : c’est la partie du glacier où la fonte est importante ; l’épaisseur du glacier diminue progressivement jusqu’à disparaître complètement. Le temps de «résidence» de l’eau dans ses différents réservoirs naturels est très variable : dans l’atmosphère et dans les cours d’eau, l’eau ne fait que passer ; son renouvellement est donc très rapide (de une à quelques semaines). Dans les grands lacs, son séjour est évidemment plus long (quelques dizaines d’années). Dans les autres réservoirs naturels comme les glaciers, les nappes souterraines, les océans, elle séjourne encore beaucoup plus longuement et son temps de renouvellement se chiffre en milliers d’années. Réservoirs d’eau Temps de résidence maximum Océans 2 500 ans Eaux continentales : - glaciers 1600 à 9700 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 (humidité de l’air) 8 jours Biosphère (cellules vivantes) quelques heures Source : G. de Marsily 20 AESN COL- cours cha1.indd 20 26/08/09 16:09:25
