La présence d'eau liquide sur Terre est le résultat d'une pression atmosphérique suffisante à sa surface et du fait que l'orbite terrestre est située la zone d'habitabilité du Soleil, celle-ci étant quasi circulaire et stable. Cependant, son origine demeure incertaine.
On trouve de l'eau sous toutes ses formes sur la majorité des planètes et satellites du système solaire. Mercure et Venus sont pauvres en eau liquide ainsi qu'en vapeur d'eau : il n'y a pas la moindre trace d'eau sur ces planètes. Mais Mars a une certaine quantité d'eau sous forme de glaces à ses pôles.
Comment expliquer de telles différences ? La Terre est plus éloignée du Soleil que Vénus. C'est ce qui 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.
Pourquoi ? Parce que la Terre est une planète qui fonctionne en circuit fermé. Lorsqu'un litre d'eau arrive à la mer, un litre d'eau s'évapore. C'est ce que l'on appelle le cycle de l'eau.
Son origine serait liée à des roches profondes de la croûte terrestre, là où les minéraux renferment de l'eau dans leur structure chimique. Lorsque des volcans s'activent, les roches sont en fusion (elles se ramollissent). Au moment de l'éruption, l'eau est évacuée sous forme de vapeur d'eau.
Les poussières qui étaient dans le nuage se sont agglomérées pour former des « grains de sable », puis de gros rochers, et, attirés par la force de gravité, ces rochers se sont assemblés lors de violentes collisions qui ont fait fondre la roche ! Boum ! Un peu comme une boule de neige qui amasse tout sur son passage.
L'eau pourrait provenir 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 d'Edgeworth-Kuiper ou du nuage d'Oort ; elles ont un diamètre en général inférieur à 20 kilomètres, et sont composées à ~80 % de glace.
Il y a des milliards d'années, énormément de météorites sont tombées sur la Terre, apportant ainsi beaucoup d'eau. Les scientifiques pensent aussi qu'une partie de l'eau provient des roches qui ont formé la Terre. Cette eau emprisonnée serait sortie du sol quand la Terre était couverte de volcans.
La force qui attire toute chose vers le sol s'appelle la gravité. Nous sommes constamment attirés vers la Terre en raison de sa force de gravité. C'est la raison pour laquelle nos pieds finissent toujours par toucher le sol.
L'eau est présente sur Terre sous trois états : Solide, Liquide et Gazeux. Elle change d'état en fonction de sa température. Au niveau de la mer, au-dessous de 0°C l'eau est à l'état solide, entre 0°C et 100°C l'eau est à l'état liquide et au-dessus de 100°C l'eau est à l'état gazeux.
L'eau, bien sûr, est présente sur Terre. Elle est présente sous forme de glace dans les cratères polaires de la Lune et de Mercure, et d'un peu de vapeur d'eau dans l'atmosphère de Vénus.
Au-delà de Mars, les planètes volumineuses que sont Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont moins bien connues : elles contiennent en profondeur de la vapeur d'eau et des nuages de glace d'eau, récemment identifiés sur Jupiter par la sonde Galileo.
La température moyenne de –50°C et la pression de 6 hPa (1013 hPa sur Terre) ne permet plus la vie superficielle. Mais, c'est pendant la période où l'eau liquide existait sur Mars que la vie apparaissait sur Terre.
L'eau ne peut pas s'envoler de la planète ; la molécule d'eau est trop lourde pour échapper à la gravité de la planète.
L'atome d'oxygène doté de deux valences disponibles, s'associe à deux atomes d'hydrogène, dotés chacun d'une valence, pour former la molécule H2O, stable et électriquement neutre. L'ensemble des réactions chimiques formant la molécule d'eau à partir des atomes O et H est parmi les plus exothermiques qui soient.
En effet, lorsqu'une lumière blanche, autrement dit le rayonnement solaire, percute la surface de l'eau, une partie est réfléchie (première raison de la couleur bleue de la surface des eaux) et l'autre est réfractée et pénètre dans l'eau.
Lorsque la lumière rencontre de l'eau, elle est décomposée le côté rouge du spectre lumineux est absorbé, et le côté bleu est reflété. De la même façon, la mer reflète la lumière incidente à l'exception des rayonnements de grandes longueurs d'ondes, soit le jaune, l'orange ou le rouge qu'elle absorbe.
Selon la théorie du big bang, l'univers s'est dilaté il y a environ 13,8 milliards d'années. Autrefois plus dense, plus chaud, plus lumineux et désorganisé, il s'est modifié et refroidi, et, au fil des années, des étoiles, des galaxies ainsi que le soleil et des planètes, dont la planète Terre, ont émergé.
Sur Terre, les conditions de température et de pression ont fait passer l'eau sous forme liquide, et ainsi les océans ont-ils apparu. Protégée des radiations par l'atmosphère, l'eau a pu se maintenir jusqu'à aujourd'hui.
La masse d'eau totale de l'hydrosphère n'évolue pas au cours des années, elle reste toujours constante : l'eau s'évapore, forme la vapeur d'eau qui, en se transformant en pluie, va alimenter les mers, les cours d'eau et les nappes souterraines.
Importance de l'eau sur la 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.
Archéen (de −4 à −2,5 Ga )
Tout le monde connaît le surnom donné à la Terre, celui de « Planète bleue ». La Terre est bleue…
Il s'appelle Toumaï ! Du haut de ses 7 millions d'années, c'est lui qui détient aujourd'hui le titre de doyen de l'humanité. Son crâne a été mis au jour lors de fouilles, en 2001, au Tchad, un pays situé au centre de l'Afrique.