L'eau est une nécessité pour la vie. Les organismes vivants comprennent au moins 70% de l'eau. C'est la seule substance présente sur Terre et dans l'atmosphère dans ses trois phases - solide, liquide et gazeux - à la fois. Le cycle de l'eau, ou hydrologique, est la circulation de l'eau sous forme de glace, d'eau liquide et de vapeur d'eau sur l'ensemble de la Terre et de son atmosphère. Les écosystèmes sont des communautés biologiques, ou biotiques, et les processus chimiques et physiques, ou abiotiques, qui influencent leur structure. Les limites d'un écosystème vont d'un littoral à un étang, d'un champ à une forêt, ou à différentes profondeurs d'eau dans les océans.
Nuages
Le cycle commence lorsque l'eau s'évapore de la surface de l'océan. La vapeur d’eau augmente, se refroidit et se condense en gouttelettes d’eau et en particules de glace qui se déplacent à la surface de la Terre. Les nuages jouent un rôle central dans le contrôle du climat de la Terre. Ils réfléchissent le rayonnement solaire entrant dans l’espace et exercent un effet de refroidissement sur la surface de la Terre. Les nuages piègent également le rayonnement sortant de la Terre et produisent un effet de réchauffement à la surface de la Terre.
Les précipitations
L’eau retombe sur la Terre sous forme de pluie, de grêle ou de neige au cours de la prochaine étape du cycle. Au sol, la chaleur dominante à la surface provoque une nouvelle évaporation de l’eau. Une autre partie de l'eau pénètre dans le sol de surface et s'accumule dans le sol sous forme d'eaux souterraines qui s'infiltrent dans les rivières et les océans et ressort à la surface sous forme de source. L'eau restante, ou le ruissellement, se déverse dans les rivières, les lacs et les océans où le cycle recommence.
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La végétation à la surface de la Terre absorbe les eaux souterraines et les nutriments par les racines et les évapore dans l'atmosphère à partir de ses feuilles. C'est le processus de transpiration qui forme une autre branche du cycle. Selon le US Geological Survey, un grand chêne transpire 40 000 gallons d’eau par an, tandis qu’un champ de maïs d’un acre produit de 3 000 à 4 000 gallons d’eau par jour. Cela permet à la végétation d'humidifier l'air et de maintenir le cycle de l'eau en mouvement dans des régions éloignées des océans. Enlever les arbres sur de grandes surfaces ralentit les précipitations, entraînant la sécheresse et la formation du désert.
Océans
Les océans sont le principal stade liquide du cycle de l'eau. Ils couvrent 70% de la surface de la Terre, retiennent 96,5% de l’eau de la planète et sont responsables de la création de 85% de la vapeur d’eau dans l’atmosphère. Les océans abritent les plus grands écosystèmes du monde. Ces communautés varient en fonction de la profondeur de l'eau, de sa température, de sa salinité et de la disponibilité de la lumière solaire. L'évaporation de l'eau pure de la surface de l'océan laisse des sels qui se concentrent dans l'eau. Les récifs coralliens se développent dans des eaux peu profondes et chaudes tandis que les micro-organismes et les poissons de fond - poissons plats et raies pastenagues - vivent dans des eaux sombres, froides et profondes. 68,7% de l'eau douce du monde. La Commission géologique estime que si toute la glace fondait, le niveau de la mer augmenterait de 230 pieds. Comme les nuages, les calottes glaciaires renvoient une partie du rayonnement solaire dans l’espace et ont un effet de refroidissement sur la température de la Terre. Les calottes glaciaires font partie intégrante de la circulation thermohaline, processus dans lequel les différences de température et de salinité dans diverses parties des océans entraînent les courants océaniques. Si cette circulation n’existait pas, les régions polaires de la Terre deviendraient plus froides et les régions équatoriales, de plus en plus chaudes. Leurs écosystèmes respectifs ne survivraient pas.
