L'eau est une nécessité pour la vie. Les organismes vivants constituent au moins 70 pour cent de l'eau. C'est la seule substance présente sur Terre et dans l'atmosphère dans ses trois phases – solide, liquide et gazeuse – à la fois. Le cycle de l'eau, ou cycle hydrologique, est la circulation de l'eau sous forme de glace, d'eau liquide et de vapeur d'eau à travers la Terre et son atmosphère. Les écosystèmes sont des communautés biologiques, ou biotiques, et les processus chimiques et physiques, ou abiotiques, qui influencent leur structure. Les limites de l'écosystème vont d'un littoral à un étang, d'un champ à une forêt ou à différentes profondeurs d'eau dans les océans.
Des nuages
Le cycle commence lorsque l'eau s'évapore de la surface de l'océan. La vapeur d'eau monte, 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 sur la surface de la Terre.
Précipitation
L'eau retombe sur la Terre sous forme de pluie, de grêle ou de neige dans la prochaine étape du cycle. Au sol, la chaleur qui règne en surface provoque une nouvelle évaporation d'une partie de l'eau. Une autre partie de l'eau pénètre dans le sol de surface et s'accumule sous forme d'eau souterraine qui s'infiltre dans les systèmes fluviaux et les océans, et émerge à nouveau à la surface sous forme de source. L'eau restante, ou ruissellement, s'écoule dans les rivières, les lacs et les océans où le cycle recommence.
Végétation
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 l'U.S. Geological Survey, un grand chêne transpire 40 000 gallons d'eau par an, tandis qu'un champ de maïs d'un acre produit 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. L'abattage des arbres sur de vastes zones ralentit la pluie, entraînant la sécheresse et la formation du désert.
Océans
Les océans sont la principale étape liquide du cycle de l'eau. Ils couvrent 70 pour cent de la surface de la Terre, contiennent 96,5 pour cent de l'eau mondiale et sont responsables de la création de 85 pour cent de vapeur d'eau dans l'atmosphère. Les océans abritent les plus grands écosystèmes du monde. Ces communautés varient selon la profondeur de l'eau, sa température, sa salinité et la disponibilité de l'ensoleillement. L'évaporation de l'eau pure à la surface de l'océan laisse derrière elle des sels qui se concentrent dans l'eau. Les récifs coralliens poussent dans les eaux chaudes peu profondes tandis que les micro-organismes et les mangeurs de fond – poissons plats et raies pastenagues – vivent dans les eaux sombres, froides et profondes.
Calottes glaciaires
Les calottes glaciaires et les glaciers sont l'étape solide du cycle de l'eau et stockent 68,7 pour cent de l'eau douce du monde. Le Geological Survey 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 vers l'espace et agissent comme une influence rafraîchissante sur la température de la Terre. Les calottes glaciaires font partie intégrante de la circulation thermohaline, qui est le processus par 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 deviendraient plus chaudes. Leurs écosystèmes respectifs ne survivraient pas.