L'acqua è una necessità per la vita. Gli organismi viventi comprendono almeno il 70% dell'acqua. È l'unica sostanza presente sulla Terra e nell'atmosfera nelle sue tre fasi – solida, liquida e gassosa – contemporaneamente. Il ciclo dell'acqua, o ciclo idrologico, è la circolazione dell'acqua sotto forma di ghiaccio, acqua liquida e vapore acqueo attraverso la Terra e la sua atmosfera. Gli ecosistemi sono comunità biologiche, o biotiche, e i processi chimici e fisici, o abiotici, che influenzano la loro struttura. I confini dell'ecosistema vanno da una costa a uno stagno, da un campo a una foresta o a diverse profondità dell'acqua negli oceani.
Nuvole
Il ciclo inizia quando l'acqua evapora dalla superficie dell'oceano. Il vapore acqueo sale, si raffredda e si condensa in goccioline d'acqua e particelle di ghiaccio che si muovono sulla superficie terrestre. Le nuvole svolgono un ruolo fondamentale nel controllo del clima terrestre. Riflettono la radiazione solare in arrivo nello spazio ed esercitano un effetto di raffreddamento sulla superficie terrestre. Le nuvole intrappolano anche le radiazioni in uscita dalla Terra e producono un effetto di riscaldamento sulla superficie terrestre.
Precipitazione
L'acqua ricade sulla Terra sotto forma di pioggia, grandine o neve nella fase successiva del ciclo. Al suolo, il calore prevalente in superficie fa evaporare nuovamente parte dell'acqua. Un'altra parte dell'acqua penetra nel suolo superficiale e si raccoglie nel sottosuolo come acque sotterranee che filtrano nei sistemi fluviali e negli oceani ed emerge di nuovo in superficie come sorgente. L'acqua rimanente, o deflusso, scorre nei fiumi, nei laghi e negli oceani dove il ciclo ricomincia.
Vegetazione
La vegetazione sulla superficie terrestre assorbe le acque sotterranee e le sostanze nutritive attraverso le radici e le fa evaporare nell'atmosfera dalle sue foglie. Questo è il processo di traspirazione che costituisce un ulteriore ramo del ciclo. Secondo l'US Geological Survey, una grande quercia traspira 40.000 galloni d'acqua all'anno, mentre un campo di mais di 1 acro produce da 3.000 a 4.000 galloni d'acqua al giorno. Ciò consente alla vegetazione di umidificare l'aria e mantenere il ciclo dell'acqua in movimento in regioni lontane dagli oceani. La rimozione degli alberi in vaste aree rallenta la pioggia, portando alla siccità e alla formazione del deserto.
oceani
Gli oceani sono la principale fase liquida del ciclo dell'acqua. Coprono il 70% della superficie terrestre, contengono il 96,5% dell'acqua mondiale e sono responsabili della creazione dell'85% del vapore acqueo nell'atmosfera. Gli oceani contengono i più grandi ecosistemi del mondo. Queste comunità variano in base alla profondità dell'acqua, alla sua temperatura, alla salinità e alla disponibilità di luce solare. L'evaporazione dell'acqua pura dalla superficie dell'oceano lascia i sali, che si concentrano nell'acqua. Le barriere coralline crescono in acque calde poco profonde mentre i microrganismi e gli alimentatori di fondo - pesci piatti e razze - vivono nelle acque scure, fredde e profonde.
Calotte di ghiaccio
Le calotte polari e i ghiacciai sono la fase solida del ciclo dell'acqua e immagazzinano il 68,7% dell'acqua dolce mondiale. Il Geological Survey stima che se tutto il ghiaccio si sciogliesse, il livello del mare aumenterebbe di 230 piedi. Come le nuvole, le calotte polari riflettono una parte della radiazione solare nello spazio e agiscono come un'influenza di raffreddamento sulla temperatura della Terra. Le calotte polari sono parte integrante della circolazione termoalina, che è il processo in cui le differenze di temperatura e salinità in varie parti degli oceani guidano le correnti oceaniche. Se questa circolazione non esistesse, le regioni polari della Terra diventerebbero più fredde e le regioni equatoriali diventerebbero più calde. I loro rispettivi ecosistemi non sopravvivrebbero.