La Terre est recouverte à plus de 70 %
d'eau. La totalité de l'eau contenue
sur terre forme ce que l'on appelle l'hydrosphère, dont le volume total est
estimé à 1 400 millions de km3. Cela paraît considérable. Cependant, il
convient de relativiser : l'eau douce ne représente que 39,2 millions de km3.
L'eau voyage entre ciel et terre. C'est la même eau
qui circule partout, recyclée sans cesse depuis 3 milliards d'années comme nous
le montrent les sciences contemporaines, la géologie, la météorologie, la
climatologie et l'hydrologie... Aujourd'hui encore, les détails spatio-temporels
du cycle de l'eau apparaissent parmi les plus grandes complexités de notre
planète bleue.
L'histoire d'un cycle
Elément hautement mythologique, l'eau fascine les
penseurs grecs et latins. Ainsi Platon et Aristote se sont interrogés sur la
capacité des seules précipitations à alimenter les cours d'eau. Aristote
imagina même que l'eau de mer remontait dans les sols continentaux et, en
arrivant à la surface, entraînait la formation de l'eau douce.
A la Renaissance, la question du cycle de l'eau est
remise à l'étude à partir d'observations et non d'idées philosophiques :
Léonard de Vinci s'insurge contre les affirmations d'Aristote et de Platon.
Bernard Palissy est le premier à donner une interprétation correcte du cycle de
l'eau.
Au 17ème siècle, Pierre Perrault, le frère du conteur,
effectue des mesures de précipitations, d'évaporation et de perméabilité dans
le bassin de la Seine tandis qu'Edme Mariotte démontre que la pluie s'infiltre
dans les couches poreuses des sols pour constituer des couches souterraines.
Edmond Halley, celui qui a découvert la célèbre comète, prouve qu'il s'évapore
assez d'eau pour provoquer la pluie.
Puis, au 18ème siècle, Alexis Clairaut et Georges
Buffon mettent en évidence que "le cycle de l'eau ne peut être
qu'atmosphérique".
La dynamique du cycle de l'eau
Le cycle de l'eau se déroule à la fois sur Terre et
dans l'atmosphère. La dynamique terrestre de l'eau est complexe et évolutive.
Elle a un impact sur le modelage des paysages par les phénomènes d'érosion et
sur les variations de remplissage des réservoirs d'eau naturels.
L'eau est très mobile et certains de ses éléments qui
paraissent distincts les uns des autres comme la pluie, les rivières, les
océans, les glaces ou la vapeur d'eau constituent, en fait, les différents
états du cycle de l'eau. Chaque type de réservoir possède sa propre dynamique
ave, en particulier, une échelle de temps de remplissage et de renouvellement
qualitatif et quantitatif spécifique à chacun. Les temps de séjour de l'eau dans
les différents réservoirs de l'hydrosphère sont estimés en comparant les flux
échangés entre les différents réservoirs et les volumes de chacun d'eux.
Ainsi s'opposent deux types de réservoirs : ceux qui
font office de conducteurs (cours d'eau et atmosphère) et ceux qui jouent un
rôle d'accumulateurs (glaciers, nappes et océans).
La durée de renouvellement moyenne de chacun d'entre
eux est de :
- 1600 à 9700 ans pour les glaciers et les calottes glacières
- 2500 ans pour les océans
- 1400 ans en moyenne pour les eaux souterraines
- 17 ans pour les lacs d'eau douce
- 1 an pour l'humidité des sols
- 16 jours pour les cours d'eau
- 8 jours pour l'atmosphère
Sous l'effet du soleil, l'eau s'évapore et monte vers
l'atmosphère. On estime à 1 000 km3l'eau des océans qui, chaque jour, s'évapore. Dans les
basses couches atmosphériques, elle emmagasine de la chaleur et monte ainsi.
Peu à peu, elle se refroidit tout en étant redistribuée par les courants
atmosphériques. L'action du froid condense cette eau qui retombe sous forme de
précipitations (neige ou pluie). 61 % de cette eau s'évapore, 16 % ruisselle et
rejoint les cours d'eau et 23 % s'infiltre et alimente les nappes et rivières
souterraines.
Driss Elfah
