L'acqua aiuta a definire la struttura fisica della Terra, non da ultimo considerando che copre meglio del 70 percento della superficie del nostro pianeta ed è essenziale per tutte le sue forme di vita.
L'acqua, dopo tutto, costituisce la maggior parte della massa della maggior parte degli esseri viventi – circa il 65 per cento degli esseri umani, per esempio – e fornisce il mezzo attraverso il quale i nutrienti vengono trasportati attraverso il corpo e all'interno del quale vengono trasformati in energia o biologico che sostiene la vita strutture.
Il ciclo dell'acqua, noto anche come ciclo idrologico, descrive le rotte ei processi attraverso i quali questa sostanza critica viaggia tra terra, oceano e atmosfera. Gli oceani e i mari rappresentano circa il 97 percento di tutta l'acqua del pianeta, alimentata principalmente dal deflusso terrestre e dalle precipitazioni.
Diverse fasi chiave del ciclo dell'acqua – evaporazione, condensazione e precipitazione – aiutano a garantire che la quantità proporzionalmente scarsa di umidità contenuta nell'acqua dolce venga continuamente rinnovata.
Definizione e panoramica del ciclo dell'acqua
Il ciclo dell'acqua può essere pensato come il movimento dell'acqua nei suoi stati solido, liquido e gassoso tra diversi serbatoi globali. Meno dell'uno percento dell'acqua della Terra si sta effettivamente muovendo attivamente attraverso il ciclo dell'acqua in un dato momento.
La maggior parte è temporaneamente bloccata in "archiviazione". Ciò si riferisce all'acqua che risiede in acque oceaniche profonde, ghiacciai, sotterranei falde acquifere e altri serbatoi a lungo termine, che in alcuni casi possono contenere molecole d'acqua per migliaia o decine di migliaia di anni.
Solo una piccola frazione di acqua esiste al di fuori del sistema oceanico e circa tre quarti di quell'acqua dolce è congelata sotto forma di ghiacciai e calotte glaciali. Circa la metà dell'acqua dolce della Terra costituisce acque sotterranee, che è acqua all'interno degli strati rocciosi. Solo circa un quarto di punto percentuale dell'acqua dolce è contenuto all'interno di laghi, fiumi, atmosfera e organismi.
Adescamento dell'atmosfera con l'acqua
Sebbene ci sia una minuscola quantità trasferita da mareggiate e spruzzi marini, evaporazione è il modo principale con cui l'acqua dell'oceano viene spostata sulla terraferma per aiutare a ricostituire i serbatoi di acqua dolce. L'evaporazione è la trasformazione dell'acqua liquida nella forma gassosa del vapore acqueo.
Perché rappresentano la maggior parte delle acque superficiali del pianeta e perché dominano le latitudini più calde dove le alte temperature favoriscono un'elevata evaporazione, gli oceani contribuiscono per oltre l'80% del totale evaporato della Terra umidità.
La terra, ovviamente, rappresenta il resto del vapore acqueo aggiunto all'atmosfera: non solo attraverso l'evaporazione delle acque superficiali, ma anche attraverso traspirazione, il vapore acqueo sprigionato dalle piante. La traspirazione dalle foreste può aumentare le precipitazioni fornendo quantità significative di vapore acqueo all'atmosfera locale. Questo è un esempio – dato che gli alberi richiedono un certo livello minimo di precipitazioni per crescere – di un ciclo di feedback positivo.
Il termine evapotraspirazione cattura gli effetti combinati di evaporazione e traspirazione. Quantità molto più piccole di vapore acqueo sono fornite anche da altri processi come la respirazione degli animali e eruzioni vulcaniche.
Dall'atmosfera alla terra
L'acqua evaporata o traspirata nell'atmosfera generalmente non rimane lì molto a lungo: spesso solo ore o giorni. Ma inutile dire che la sua residenza atmosferica è incredibilmente importante dal punto di vista del rifornimento della parte terrestre del ciclo dell'acqua.
Il vapore acqueo si condensa in goccioline liquide o sublima in particelle di ghiaccio per formare nuvole quando la massa d'aria che lo contiene si raffredda sufficientemente.
Ciò può accadere quando la massa d'aria sale: dalla spinta di galleggiamento creata dal riscaldamento solare (convezione), per esempio, o quando viene spinto verso l'alto dal terreno o da un'altra massa d'aria (lungo un confine frontale). Le masse d'aria marittima umide cariche di umidità evaporata dagli oceani raggiungono la terraferma da avvezione, il movimento orizzontale dell'aria.
Acqua come precipitazione
Quando le goccioline e le particelle di ghiaccio in una nuvola diventano abbastanza grandi e pesanti, cadono come precipitazioni: pioggia, neve, grandine, grandine, graupel, nevischio e simili. Ciò fornisce un ingresso di acqua nel sistema terrestre.
Precipitazione viene consegnato in modo molto diseguale attorno alla superficie terrestre, il che aiuta a determinare la disposizione dei diversi ecosistemi: deserti e semi-deserti all'estremità dello spettro di umidità, foreste pluviali e monsoniche all'estremità altro.
L'atmosfera non ha nemmeno bisogno di generare precipitazioni per fornire acqua alla terra. Gli alberi, ad esempio, estorcono l'umidità dalle nuvole basse o che abbracciano il terreno fornendo una superficie per la condensazione dell'acqua.
Questo gocciolamento di nebbia può fornire quantità significative di umidità al suolo. L'aria a livello del suolo che si raffredda durante la notte può anche condensare l'acqua sulla vegetazione e su altre superfici sotto forma di rugiada.
Altri fatti sul ciclo dell'acqua: i percorsi e le residenze di acqua dolce
L'acqua che cade sulla superficie terrestre può seguire un numero qualsiasi di percorsi diversi all'interno del ciclo idrologico. Molto viene incanalato sulla superficie come deflusso attraverso il flusso terrestre, ruscelli e fiumi per poi fare la spola nell'oceano.
L'acqua che si accumula in pozzanghere sul terreno, viaggia in un lago o in una zona umida o viaggia in un canale fluviale può anche tornare direttamente nell'atmosfera tramite evaporazione. L'acqua può sublimare direttamente dalla forma ghiacciata di neve e ghiaccio – ghiacciai e manti nevosi – anche sotto forma gassosa di vapore acqueo.
Invece di evaporare di nuovo nell'atmosfera o essere incanalata nei drenaggi sotto forma di deflusso, l'acqua può anche infiltrarsi nel sottosuolo per diventare umidità del suolo - parte della quale verrà assorbita dalle radici delle piante e successivamente traspirata - o andare più in profondità nelle acque sotterranee falde acquifere. L'acqua sotterranea può rimanere all'interno delle rocce per un lungo periodo di tempo, ma può anche apparire sulla superficie terrestre nelle sorgenti e filtrare per essere evaporata o trasformata in ruscellamento.
Neve che cade su una montagna ghiacciaio o una calotta polare, nel frattempo, può essere incorporata nel suo ghiaccio per una residenza prolungata. Infine, un po' d'acqua dolce, ovviamente, diventa acqua biologica essendo assorbito da piante, animali e altri esseri viventi.