Eau/État naturel

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L'eau est le seul composé qui peut se trouver dans les trois états de la matière (solide, liquide, ou gazeux) aux températures ordinaires. À l'état solide, ou glace, elle constitue glaciers et calottes glaciaires. On la trouve également sous forme de neige, de grêle et de givre et dans certains nuages. Elle se présente à l'état liquide dans les nuages de pluie, formés de gouttelettes d'eau, et sur les végétaux, sous forme de rosée. De plus, elle recouvre les trois quarts de la surface de la Terre sous la forme de marais, de lacs, de rivières et d'océans. On la trouve à l'état de gaz, ou vapeur d'eau, dans le brouillard et les nuages. L'humidité de l'atmosphère est mesurée par l'humidité relative, qui est le rapport de la quantité d'humidité réellement présente dans l'atmosphère sur la plus grande quantité de vapeur possible dans l'air, à la même température (l'air est alors saturé en vapeur).

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L'eau se présente sous forme d'humidité dans la partie supérieure de la couche terrestre, dans laquelle elle est retenue par les particules du sol. Dans cet état, elle est appelée eau confinée et a des caractéristiques différentes de l'eau libre (voir Sol ; Sols, traitement des). Sous l'effet de la pesanteur, l'eau s'accumule sous la surface de la terre dans les interstices des roches, formant ainsi un vaste réservoir d'eau souterrain qui alimente les puits, les sources et qui maintient le débit de certains cours d'eau pendant les périodes de sécheresse.

Cycle naturel

L'hydrologie est la science qui étudie la distribution de l'eau sur la Terre, les réactions physiques et chimiques de cette dernière avec d'autres composés naturels, et sa relation avec la vie terrestre. Le mouvement continu de l'eau entre la Terre et l'atmosphère est appelé cycle hydrologique. Sous l'effet de plusieurs facteurs, en particulier sous l'action de la chaleur, l'eau s'évapore des surfaces océanique et terrestre et est transpirée par les cellules vivantes. Cette vapeur circule dans l'atmosphère et précipite sous forme de pluie ou de neige.

Lorsqu'elle atteint la surface de la Terre, l'eau suit deux voies. Une partie de l'eau, l'eau de ruissellement, s'écoule directement dans les ruisseaux et les rivières, puis dans les océans ou les étendues d'eau entourées de terre. Cette quantité d'eau dépend de l'abondance des précipitations, ainsi que de la porosité, de la perméabilité, de l'épaisseur et de l'humidité du sol. L'autre partie s'infiltre dans le sol. Une partie de l'eau infiltrée humidifie le sol, et peut être évaporée directement ou bien migrer dans les racines des végétaux, puis transpirer par les feuilles. La partie de l'eau qui surmonte les forces de cohésion et d'adhésion dans le sol s'infiltre en profondeur, s'accumulant dans la zone dite de saturation pour former la nappe d'eau souterraine, dont la surface est appelée niveau hydrostatique. Dans les conditions naturelles, le niveau hydrostatique s'élève par intermittence après le remplissage, ou recharge, puis baisse à cause du drainage dans les débouchés naturels, tels que les sources.

Composition

En raison de sa capacité à dissoudre de nombreux composés en grande quantité, on trouve rarement l'eau pure dans la nature.

Pendant la condensation et la précipitation, la pluie ou la neige absorbent des quantités variables de dioxyde de carbone et d'autres gaz contenus dans l'atmosphère, ainsi que des traces de matière organique et minérale. De plus, les précipitations apportent des retombées radioactives à la surface de la Terre.

Dans la croûte terrestre, l'eau réagit avec les minéraux du sol et des roches. Les principaux composants dissous dans l'eau de surface et l'eau souterraine sont les sulfates, les chlorures, les bicarbonates de sodium et de potassium, les oxydes de calcium et de magnésium. Les eaux de surface peuvent également contenir des eaux d'égout domestique et des déchets industriels. Les eaux souterraines des puits peu profonds peuvent contenir de grandes quantités de composés azotés et de chlorures provenant de déchets humains et animaux. Voir Eau, pollution de l'.

En général, les eaux des puits profonds contiennent uniquement des minéraux en solution. Presque toutes les sources d'eau potable naturelle contiennent des fluorures en quantité variable. La proportion précise des fluorures dans l'eau potable a été estimée afin de réduire les caries dentaires.

L'eau de mer renferme d’importantes quantités de chlorure de sodium, ou sel, et de nombreux autres composés solubles. Dans le même temps, de l'eau pure s'évapore. En conséquence, la proportion d'impuretés qui donne aux océans leur caractère salin augmente. Voir Océans, exploration du fond des.