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Origine de l'eau sur la Terre


Il y a 4,5 milliards d'années, la Terre s'est formée par accrétion de poussières silicatées recouvertes d'une fine pellicule d'eau. Ce n'était alors qu'une planète hostile et déserte, qui possédait une énergie considérable accumulée lors de l'accrétion (1) , ainsi que de nombreux éléments à l'état gazeux. Au fil du temps, la Terre est devenue celle que nous appelons aujourd'hui la planète bleue, car elle possède de l'eau en très grande quantité à l'état liquide.


(1)définition: Absorption de matière par un corps (astre, etc.).. Agglomération d'éléments matériels.

La provenance de l'eau sur Terre


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 Kepler ou du nuage d'Oort ; elles ont un diamètre en général inférieur à vingt kilomètres, et sont composées à 80% d'eau glacée.



* 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, selon laquelle des micrométéorites de diamètre minuscule, de l'ordre du micromètre, arrivant de façon fréquente sur Terre, auraient contribué à amener de l'eau.

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, évaporées 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.

L'eau à l'état liquide


On peut distinguer cinq grands facteurs (hypothétiques classés par ordre décroissant d'importance) qui ont permis à l'eau de se maintenir sous ses trois états :


* La désintégration d'éléments radioactifs contenus dans le manteau (depuis l'accrétion) a contribué à augmenter de façon importante la température terrestre. Ce phénomène est à l'origine du dégazage de certains éléments contenus au sein de la terre vers sa périphérie.


* La Terre est située à une place idéale dans notre système solaire puisqu'elle se trouve ni trop près ni trop loin du Soleil. Sa température, bien qu'un peu trop basse, permet à l'eau de se maintenir sous une autre forme que la glace aux endroits chauds du globe. Mais grâce à l'effet de serre (dû à la présence de CO2) les conditions deviennent idéales pour que l'eau soit présente en abondance à l'état liquide.


* La Terre, comme tous les corps, attire de nombreux éléments : ceci est dû à un phénomène appelé l'attraction gravitationnelle. D'après ce phénomène, tous les corps matériels s'attirent réciproquement en raison directe de leur masse et en raison inverse du carré de leur distance selon la formule :

Ainsi par sa masse relativement importante la Terre devrait empêcher que les éléments gazeux qu'elle libère ne partent dans l'espace. Mais en réalité au niveau moléculaire, c'est plus compliqué que cela : la rétention de l'atmosphère se traduit par une lutte entre la gravitation qui a tendance à retenir les molécules, et la vitesse des molécules qui tend à les libérer du champ gravitationnel ; une étude détaillée des facteurs en présence révèle que la vitesse moyenne d'un type particulier de molécule est proportionnelle à la racine carrée de la température, et inversement proportionnelle à la racine carrée de la masse de la molécule. Pour savoir si la gravitation de la Terre est capable de retenir un gaz donné, il faut comparer la vitesse de celui-ci à la vitesse de libération qui définit la vitesse minimale requise pour qu'une particule se libère à jamais d'un champ de gravitation. La vitesse de libération à la surface de la Terre est de 11,2km/s(à compléter avec éditeur équation et suite du livre). En retenant ces éléments, la Terre se constitue une atmosphère. Ainsi l'eau libérée n'est pas perdue pour la Terre.


* La présence d'un satellite, la Lune, en rotation autour de la Terre, a permis la stabilité de l'axe de rotation terrestre. Par conséquent le climat terrestre (lié à l'axe de rotation), n'a pas ou peu été modifié au cours du temps. Cette caractéristique climatique a contribué à maintenir une forte présence d'eau liquide. Et avec le développement de la vie il y a 3,5 milliards d'années, les océans sont devenus grâce aux premières bactéries des « puits de carbone », c'est-à-dire que grâce à la présence de ces micro-organismes l'océan a été capable d'absorber une grande quantité de dioxyde de carbone, de l'ordre de la centaine de millions de tonnes par an. C'est ainsi que l'effet de serre se réduisant, la température moyenne de la Terre s'est abaissée pour se stabiliser à environ 15°C (la température terrestre moyenne actuelle).


* Dans le noyau externe de la Terre, considéré comme liquide depuis l'étude des ondes sismiques, la température est supérieure à 5000 °C, ce qui a pour cause l'ionisation des éléments contenus dans le noyau. La Terre étant en rotation sur elle-même, le noyau externe est en mouvement, et par conséquent, selon le modèle de la dynamo, il y a production d'un gigantesque courant : le champ magnétique. Celui-ci empêche notamment le vent solaire d'arriver sur Terre et donc de désintégrer certaines molécules telles que l'eau ou de vaporiser l'atmosphère. De plus un tel champ s'oppose à l'échappement gravitationnel en agissant sur les couches ionisées qui constituent les strates supérieures de l'atmosphère.


Source:Wikipédia, l'encyclopédie libre.