Origine de l’eau
La ligne des glaces, qui marque la frontière séparant la composante gazeuse des molécules du disque protoplanétaire associées à C, N et O de leurs composantes solides (CO2, NH3, H2O), est définie par la température de condensation de l’eau et donc par une certaine distance au Soleil (environ 3 U.A.) . Elle marque la séparation entre deux types distincts de planètes : les planètes telluriques et les géantes gazeuses, comme Jupiter. Cette limite permit aux planètes telluriques d’acquérir une partie de leur atmosphère. Les quatre planètes telluriques du système solaire (Mercure, Vénus, Mars et la Terre) se sont formées il y a environ 4,5 milliards d’années à proximité du Soleil. Leur formation, à partir du disque protoplanétaire, a duré quelques millions d’années (de 10 à 100).
Océan et nuages
Au moment de la formation de la Terre, la température au sein du disque protoplanétaire était trop élevée pour permettre à la terre de conserver son eau. L’eau actuellement présente sur la Terre provient du bombardement de météorites, en provenance de la ceinture de Kuiper (entre Mars et Jupiter) et du dégazage interne de la planète (notamment par volcanisme). Cette origine de l’eau liquide est confirmée par la répartition isotopique entre hydrogène et deutérium (D, isotope lourd de l’Hydrogène). L’atmosphère primitive de la Terre contenait principalement du dioxyde de carbone (CO2), de la vapeur d’eau et de l’azote (N2). Dans les océans et dans l’atmosphère terrestre, le rapport HDO/H2O vaut environ 1,5.10-4, valeur constante depuis la formation de la Terre. La distance de la Terre au Soleil a permis à la vapeur d’eau de l’atmosphère de passer à l’état liquide et de former des océans dans lesquels le dioxyde de carbone atmosphérique a pu se dissoudre sous forme de carbonates. La quantité de CO2 dans l’atmosphère n’est aujourd’hui que de 0,03 % environ, même si sa concentration augmente depuis le début de l’ère industrielle. Sans une proportion importante de CO2 et de vapeur d’eau, l’effet de serre est resté modéré sur Terre. Un mécanisme d’autorégulation (température/quantité de CO2) s’est mis en place, limitant les variations de la température moyenne de surface de la Terre. La stabilité de la température a certainement permis l’apparition et le développement de la vie.
Répartition de l’eau
La Terre est recouverte à 72 % par de l’eau dont 96,5 % d’eau salée, pour un volume total de 1,34.109 km3 (soit environ 0,1% du volume de la terre) dont 1,3.109 km3 est occupé par les océans. Les 2,8% d’eau douce se répartissent entre les glaciers et les calottes polaires (2,2%) puis dans les nappes souterraines (0,6%). Les cours d’eau et les lacs représentent une quantité insignifiante, environ 0,01%. Environ la moitié de l’eau contenue dans les nappes souterraines est utilisable par l’homme. Soit 0,3 % de la quantité d’eau présente sur Terre ou encore 4 000 000 km3. Il faut aussi ajouter l’eau présente dans l’atmosphère, dans les sols et dans la biosphère (environ 0,00004 %).
Répartition de l’eau
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