Chapitre 1. Les origines de l’eau L’eau sur la Terre 1 Vue de l’espace, la Terre apparaît comme une sphère bleue, recouverte d’eau sur plus de 70 % de sa surface. Cet aspect familier de notre planète est le fruit d’une très longue évolution qui remonte aux origines du système solaire il y a environ 4,5 milliards d’années ! 1. L’eau dans l’univers L’eau est présente dans tout le cosmos. Grâce à des instruments de mesures physiques très complexes, capables de mettre en évidence la molécule d’eau et son état (solide, liquide ou gazeux), les scientifiques ont pu détecter la présence d’eau, sous forme de glace ou de vapeur : • dans l’atmosphère des étoiles froides, • dans les nuages à l’origine de la formation de nouvelles planètes situées autour des étoiles jeunes, • dans les enveloppes gazeuses des étoiles en fin de vie, • dans certains nuages de gaz du milieu interstellaire, • dans les comètes, • et bien sûr dans le système solaire. Le système solaire est à ce jour la seule région de l’univers où l’on a pu détecter de l’eau à l’état liquide. 2. L’eau dans le système solaire L’eau ne peut se former que dans des conditions très précises, difficiles à réunir : • il faut de l ’hydrogène et de l ’ox ygène ; si l ’hydrogène est abondant dans l’univers (70 %), l’oxygène y est en revanche rare (environ 1 %), • l’eau ne peut subsister à l’état liquide que dans un domaine étroit de température et sous une pression suffisante, sur les planètes et leurs satellites par exemple. Les scientifiques s’accordent à penser que notre système solaire résulte de la contraction, sous l’effet de sa propre masse, d’un nuage interstellaire froid et dense fait de gaz, l’hydrogène et l’hélium essentiellement, et de grains de poussière recouverts de glace. Un disque de matière se serait formé au centre de ce nuage, tournant sur lui-même, lentement en périphérie, rapidement au centre. Là, au cœur du disque, la matière étant de plus en plus comprimée par le mouvement et la température augmentant, des réactions de fusion nucléaire auraient fini par se déclencher. Ce cœur se serait alors mis à briller en dégageant une énergie phénoménale, donnant naissance à notre étoile, le Soleil, il y a 4,56 milliards d’années. Sous l’effet de l’intense chaleur dégagée par cette jeune étoile solaire primitive, toutes les poussières du nuage interstellaire originel se seraient vaporisées et les glaces qui les recouvraient se seraient d’abord sublimées (passage de l’état solide, la glace, à l’état de gaz, la vapeur d’eau). 11 AESN COL- cours cha1.indd 11 26/08/09 16:09:13 Chapitre L’eau sur la Terre 1 Un million d’années plus tard, cette vapeur se serait à nouveau transformée, de deux manières différentes en fonction de sa place par rapport au soleil : • elle se serait condensée : poussières et vapeur d’eau se seraient condensées en continuant à graviter autour de la jeune étoile, formant des grains constitués de matériaux hydratés qui, en se rassemblant de proche en proche (phénomène de l ’accrétion), aur aient donné naissance aux 9 planètes du système solaire, à leurs satellites et aux météorites ; Pourquoi la mer est-elle salée ? • elle se serait solidifiée : en périphérie de notre système solaire, très loin du soleil central, la vapeur d’eau aurait gelé sur des poussières interstellaires C’est le résultat de l’érosion de la croûte terrestre par les pluies plus ou moins acides qui, en s’agrégeant les unes aux autres, qui se sont abattues sur la planète pendant auraient formé les comètes. La Terre des millions d’années. L’érosion provoque n’était alors qu’une planète hostile l’usure des roches en arrachant à la croûte et déserte, possédant une énergie interne terrestre et aux éléments qui la composent considérable accumulée lors de l’accrédes petits fragments et notamment des tion, et de nombreux éléments à l’état sels minéraux, qui sont entraînés gazeux. dans les rivières et dans les fleuves, puis dans les océans. 3. L’eau sur la Terre Sous l’action conjuguée de l’intense bombardement météoritique subi par la Terre lors de sa formation, et de sa propre activité volcanique, la Terre a d’abord libéré dans son atmosphère, sous forme de vapeur d’eau, l’eau contenue dans ses roches : c’est la phase du « dégazage ». La Terre s’est ensuite progressivement refroidie, et la vapeur d’eau libérée s’est condensée, formant une épaisse couche nuageuse autour de la planète. Des pluies torrentielles se sont alors abattues durant des millions d’années. L’eau a rempli les creux de l’écorce terrestre, sculpté la surface du globe et immergé en partie la croûte terrestre jusqu’à recouvrir les trois-quarts de sa surface. La température a encore diminué, de telle sorte que l’eau présente sous forme de glace a pu enfin se maintenir sur la Terre. Depuis lors, l’eau est présente sur notre planète sous ses trois états : solide, liquide et gazeux. Contrairement aux autres planètes du système solaire, la Terre a pu conserver toute son eau : • du fait de sa masse : la Terre a pu retenir toute son eau grâce à la gravité, • du fait de sa place par rapport au soleil : sa position privilégiée dans le système solaire, ni trop près ni trop loin du soleil, a permis à la majeure partie de l’eau présente sur la Terre de rester liquide et de couler en abondance sur sa surface. Pour en savoir plus : http://www.cnrs.fr http://www.exobio.cnrs.fr/spip.php?article 58 12 AESN COL- cours cha1.indd 12 26/08/09 16:09:18