Apparition de l'eau sur Terre

Comment l'eau est-elle apparue sur Terre ?

 Le modèle communément admis pour expliquer la formation de l'actuelle hydrosphère terrestre est le suivant.
 À la formation du système solaire, l'accrétion des corps planétaires a libéré de la vapeur d'eau (soit à l'impact, soit plus tard par dégazage volcanique) donnant ainsi naissance à une atmosphère primitive riche en eau.
La surface terrestre s'est refroidie à une température où la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère primitive a pu se condenser sous forme liquide : les océans se sont formés, dissolvant au fur et à mesure le CO2 atmosphérique.
 Sous l'effet de la disparition des gaz à effet de serre que sont H2O et CO2, la température de la Terre s'est équilibrée à un niveau voisin du niveau actuel, préservant une hydrosphère liquide abondante.
Ces hypothèses sont construites à partir d'observations telles que les expériences de dégazage à la chaleur de météorites, les chondrites. Les gaz produits sont principalement H2O, CO2 et N2. Cette composition correspond aux gaz volcaniques qui s'échappent actuellement du manteau terrestre, ainsi qu'à l'atmosphère actuelle ou passée de certains corps planétaires (Vénus, Mars, comète de Halley...).

 

Les roches terrestres et les matériaux profonds (magma) sont en parties constitués d'eau dite native. Les sources hydrothermales, donnant naissance à des eaux juvéniles, issues des profondeurs du manteau terrestre, en sont une manifestation.

Aujourd'hui encore, les scientifiques ne sont pas unanimes quant à l'origine de la présence d'eau sous forme gazeuse dans l'atmosphère.

  • L'hypothèse la plus prisée des scientifiques est celle des chondrites carbonées qui sont arrivées sur Terre à la fin de l'accrétion et qui transportaient de l'eau.
  • D'autres pensent que l'eau provient des comètes, qui, après la période d'accrétion, se sont écrasées sur Terre. En effet, les comètes sont des corps célestes issus de la ceinture de Kuiper ou du nuage d'Oort ; elles ont un diamètre en général inférieur à vingt kilomètres, et sont composées à 80 % de glace.
  • Certains penchent pour la théorie du dégazage : c'est-à-dire qu'ils pensent qu'après la formation de notre planète, il y a 4,5 milliards d'années, l'eau était présente sous forme gazeuse dans les différentes enveloppes de la Terre.
  • Il existe aussi une quatrième hypothèse, peu privilégiée des scientifiques, de l'apport d'eau par les micrométéorites, dont le diamètre est de l'ordre du micromètre, qui sont très fréquentes.
  • Pourtant, de récentes découvertes semblent suggérer aux scientifiques qu'il n'y aurait pas un seul, mais au moins deux phénomènes à l'origine de l'eau. En effet, en évaluant le rapport du deutérium sur l'hydrogène présents dans la comète de Halley grâce aux mesures de la sonde Giotto et en comparant ce rapport avec celui mesuré sur Terre, les astrophysiciens ont constaté une différence qui les a poussé à penser que l'eau ne provenait pas uniquement d'impacts météoritiques ou cométaires, comme certains le pensaient, mais qu'elle provenait aussi d'une autre source, sûrement l'eau du dégazage du globe. En effet, ils ont obtenu un rapport de quelques 3.10-4 contre 1,5.10-4 dans les océans terrestres. Mais, par quelque moyen que ce soit, l'eau, une fois arrivée sur Terre, sous forme gazeuse ou solide selon les cas énoncés, s'est, dans l'hypothèse des météorites et des comètes, évaporée à cause des conditions de température ; elle a été ensuite retenue par l'atmosphère protectrice. Dans l'hypothèse du dégazage, l'énergie fournie par la Terre a entraîné un volcanisme important qui a permis à l'eau de s'échapper du manteau. Puis, la température se refroidissant, la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère s'est peu à peu condensée et a été à l'origine d'une couche nuageuse épaisse autour de la planète. Aussi, pendant des millions d'années, un déluge de pluies torrentielles s'est abattu sur la Terre, responsable de l'apparition des océans. Le climat variant peu, ces océans se sont maintenus et lorsque la vie est apparue, ils ont absorbé une grande partie du CO2. La température a alors diminué de telle sorte que l'eau sous forme de glace a pu enfin se maintenir sur Terre. Ainsi l'eau était désormais présente sous ses trois états.

Le cycle de l'eau

 

Sans le cycle de l'eau, les réserves auraient déjà disparus depuis bien longtemps...

    Evaporation et transpiration des végétaux

     
Sous l'effet de l'énergie solaire, l'eau des mers et des océans s'évapore dans l'atmosphère sans le sel et les autres impuretés. L'évaporation est plus importante au niveau des océans qu'à l'intérieur des terres: lacs, rivières et fleuves. Donc, les rayons du soleil réchauffent l'eau des rivières, des fleuves, des lacs, des mers et des océans et la fait passer de l'état liquide à l'état de vapeur d'eau (gazeux) : c'est l'évaporation
.

 

 

  •     La condensation et les précipitations
     

         Au contact de l'atmosphère, la vapeur d'eau se refroidit et se transforme en petites goutelettes qui vont être à l'origine de la formation des nuages qui sous l'action des vents vont se diriger vers l'intérieur des terres. Cette étape se nomme : la condensation.
         Transportés par la circulation atmosphérique, les nuages se déplacent et l'effet de la gravité aidant, l'eau retombe sur le sol sous forme d'eau, de neige ou de grêle (état liquide ou solide). Nous sommes en présence de précipitations.
        
  •      Le ruissellement et l'infiltration
     
        
    L'eau qui n'est pas absorbée par le sol, ruisselle le long des pentes jusqu'à se déverser dans les rivières, les fleuves et les lacs. Elle sera ensuite transportée jusqu'aux mers et océans. Les ruisseaux, les rivières, les fleuves ou les lacs qui reçoivent les eaux de ruisellement sont appelés cours d'eau de drainage. L'eau de pluie s'écoule lorsqu'elle rencontre un sol imperméable et dévale de l'amont vers l'aval. Le ruissellement part de la source en passant par le ru, le ruisselet, le ruisseau, la rivière, le fleuve pour se jeter dans les mers et les océans. Nous avons donc : un ruissellement.
         L'eau de pluie pénètre dans les sols perméables. En s'infiltrant dans un sol perméable, l'eau peut parfois remplir une poche souterraine (grotte) et former un véritable réservoir d'eau. L'eau contenue dans ce réservoir (nappe d'eau ou nappe phréatique) trouve parfois un chemin naturel vers l'extérieur. L'endroit où jaillit l'eau hors du sol s'appelle la source. Certaines nappes d'eau souterraines, une fois découvertes, peuvent aussi être exploitées par l'homme comme réserves d'eau potable. Un peu moins de la moitié des précipitations va recharger les nappes phréatiques, le reste part en évaporation. Ceci représente l'infiltration des eaux.

                                                                                        La formation des coraux

    Les coraux sont apparus par la concentration de dioxyde de carbone (CO2) dans l'air à l'appartion de l'eau et ce CO2 fut absorbé par le plancton, une plante à la surface de l'eau. Le calcaire (à la base du corail) se forme grace au plancton et au calcium(Ca2+) se trouvant dans la mer avec le sel ce qui forme CO2+Ca2+>>CaCO3(issu du métabolisme des algues ).Le CO2 se dissout dans l'hydrosphère sous forme d'ion carbonate CO32-, il précipite alors en s'associant avec l'ion calcium Ca2+ pour former des sédiments calcaires : CaCO3. La biosphère accélère cette transformation en précipitant le carbonate de calcium lors de la formation de coquilles.Ce résultat nous amene à la création partiel du corail , il permet de faire apparaitre le squelette du corail.
  • L'atome le plus simple et qui a créé les autres est L'hydrogène. Il était présent dans l'univers. Et sous une très forte pression et une très grande chaleur il s'ajoute à d'autres, ce qui transforme les atomes d'hydrogène en atomes d'hélium (très forte pression rapproche les atomes et la grande chaleur les agitent).
  •