miniatura|400px|El cicle de l'aigua. El cicle de l'aigua o cicle hidrològic és la circulació contínua de l'aigua, sota diferents estats entre l'oceà, l'atmosfera i la litosfera. Descriu els fenòmens d'evaporació, formació de núvols, precipitació, escolament, filtració…. El volum total de l'aigua és constant, però la distribució i la forma (aigua, vapor, gel) canvia en permanència. És un dels factors importants en el temps i el clima.
L'aigua de la Terra es troba en la major part en forma líquida, en oceans i mars, en l'aigua de superfície als continents amb forma de llacs i cursos d'aigua o en els aqüífers subterranis. La segona fracció és la de l'aigua acumulada com gel en principalment en les glaceres al pol nord i sud, i una fracció petita a les glaceres de muntanyes i la banquisa. Finalment, una fracció menor està present en l'atmosfera en estat gasós (com vapor) o als núvols, format de gotes o de cristalls de gel suspeses en l'aire. La fracció atmosfèrica és molt important per a la circulació horitzontal de l'aigua que s'assegura un subministrament permanent d'aigua a les regions de la terra ferma allunyades dels oceans.
L'energia del sol evapora l'aigua de superfície. Una molècula d'aigua roman uns deu dies en l'atmosfera. En ascendir, baixa la temperatura per la qual cosa el vapor es condensa en petites gotes. La major part de les gotes acumulades tornen a la terra en forma de pluja. L'aigua de les precipitacions cau i infiltra cap als aqüífers, s'evapora de nou per les plantes o escorre cap als rius i llacs. Té un paper important en el metabolisme de les plantes i animals. L'aigua per consum humà ha pujat de 0,8 milió m³ per any el 1901 fins a 4 milions m³ el 2022. El consum per dia és molt desigual: sumant el volum d'aigua de reg, ús industrial i ús personal, varia d'una mitjana de 33 litres per habitant a la República Democràtica del Congo fins a gairebé 6000 litres al Xile.
L'aigua de la hidrosfera procedeix de la desgasificació pels processos del vulcanisme del mantell terrestre, que en conté grans quantitats. Les erupcions volcàniques en les zones de subducció contenen més del 90% de vapor d'aigua i gel. Una part de l'aigua pot tornar al mantell amb els sediments oceànics, durant la subducció de les plaques oceànics.
Cicle hidrològic L'aigua existeix a la Terra en tres estats: sòlid (gel o neu), líquid i gasós. Oceans, rius, núvols i pluja estan en constant canvi: l'aigua de la superfície s'evapora, l'aigua dels núvols precipita, la pluja es filtra per la terra, etc. No obstant això, la quantitat total d'aigua al planeta no canvia. La circulació i conservació d'aigua a la Terra es diu cicle hidrològic, o cicle de l'aigua.
El cicle hidrològic està dividit en dos cicles: el cicle intern i el cicle extern. El cicle intern consisteix en el següent: l'aigua d'origen magmàtic, formada mitjançant reaccions químiques a l'interior de la terra, surt a través de volcans i fonts hidrotermals i es barreja amb l'aigua externa. S'acaba quan l'aigua dels oceans s'introdueixen per les zones de subducció fins al mantell.
Quan es va formar, fa aproximadament quatre mil cinc-cents milions d'anys, la Terra ja tenia en el seu interior vapor d'aigua. Al principi, era una enorme bola en constant fusió amb centenars de volcans actius en la seva superfície. El magma, carregat de gasos amb vapor d'aigua, va emergir a la superfície gràcies a les constants erupcions. Després la Terra es va refredar, el vapor d'aigua es va condensar i va caure novament al sòl en forma de pluja. La precipitació és irregular i la distribució s'estudia per la meteorologia i la climatologia.
El cicle hidrològic extern comença amb l'evaporació de l'aigua de superfície. A mesura que s'eleva, l'aire humitejat es refreda i el vapor es condensa en aigua. Les gotes s'ajunten i formen un núvol. Després cauen pel seu propi pes: és la precipitació. Si en l'atmosfera fa molt fred, l'aigua cau com a neu o calamarsa. Si és més càlida, cauran gotes de pluja. Cada any s'evaporen a tota la Terra 517.000 km³ d'aigua. Al nivell mundial, aquest volum equival al volum de l'aigua que torna sota forma de pluja, però només 10% d'aquesta precipitació cau en la terra ferma.
Una part de l'aigua que arriba a la superfície terrestre serà aprofitada per la biosfera: plantes, animals i microorganismes; una altra escorrerà forma l'aigua de superfície: rius, llacs o oceans. A aquest fenomen se'l coneix com escolament. Un tercera part es traspua pel sòl i forma aqüífers o capes d'aigua subterrània, conegudes com capes freàtiques. Aquest procés és l'infiltració. La permeabilitat del sòl influeix molt en la capacitat d'infiltració. Sòls argilencs, compactats per l'activitat humana o desproveïts de vegetació, absorbeixen molt poca aigua i aquesta esscorre veloç pels vessants i els empobreix cada vegada més, el que pot arribar fins al punt de desertificació.
De la capa freàtica, de vegades, l'aigua brolla en la superfície en forma de font. Tard o d'hora, tota aquesta aigua tornarà novament a l'atmosfera, però certs aqüífers fondos tenen milers d'anys.
Un aspecte a destacar en el cicle hidrològic és el seu paper en el transport de substàncies: La pluja caiguda dissol i arrossega sals cap al mar, on es concentren i precipiten. Els sediments formats entren en els cicles geològics diagenètics. En el seu conjunt el cicle hidrològic es pot considerar com una operació de lixiviació a escala planetària. També té un paper en l'erosió mecànica o química.
Un percentatge molt petit de l'aigua que arriba als continents és aprofitat per l'home. El consum humà ha augmentat D'aquesta quantitat el reg gastava un 73%, la indústria un 21% i els usos domèstics i recreatius un 6%..
Reciclatge d'aigües profundes El cicle d'aigües profundes (també anomenat cicle geològic de l'aigua) és l'intercanvi d'aigua amb el mantell de la Terra, a través de zones de subducció i activitat volcànica, i es distingeix del cicle de l'aigua per damunt i en la superfície del planeta en el cicle hidrològic.
El procés de reciclat d'aigües profundes implica que l'aigua que ingressa al mantell és arrossegada cap avall mitjançant la subducció de les plaques oceàniques (un procés conegut com regasat) que s'equilibra amb l'aigua que s'allibera en les dorsals oceàniques (desgassificació). Aquest és un concepte cabdal en la comprensió de l'intercanvi d'aigua a llarg termini entre l'interior de la terra i l'exosfera i el transport d'aigua continguda en minerals hidratats. Segons certes recerques, un desequilibri en el reciclatge d'aigües profundes podria afectar els nivell del mar.
Processos del cicle hidrològic El cicle de l'aigua és un l'ecosistema complex en el qual intervenen tota una sèrie de factors naturals o antropogènics. Per la seva banda, el cicle hidrològic presenta certa dependència d'una atmosfera poc contaminada i d'un grau de puresa de l'aigua per al seu desenvolupament convencional, i d'una altra manera el cicle s'entorpiria pel canvi en els temps d'evaporació i condensació.
Els principals processos implicats en el cicle de l'aigua són: Evaporació: L'aigua s'evapora en la superfície oceànica i també pels organismes, en el fenomen de la transpiració en plantes i suoració en animals. Els éssers vius, especialment les plantes, contribueixen amb un 10 % a l'aigua que s'incorpora a l'atmosfera. Molt rarament passa directament de l'estat de gel al vapor, l'anomenada la sublimació, el que ocorre a la superfície de les glaceres o la banquisa. Condensació: L'aigua en forma de vapor puja i es condensa formant les núvols, constituïdes per aigua en gotes minúscules. Precipitació: Es produeix quan les gotes d'aigua, que formen els núvols, es refreden accelerant la condensació i unint-se les gotes d'aigua per formar gotes majors que acaben per precipitar-se a la superfície terrestre en raó al seu major pes. La precipitació pot ser sòlida (neu o calamarsa) o líquida (pluja). Infiltració: Ocorre quan l'aigua que aconsegueix el sòl, penetra a través dels seus porus i passa a ser subterrània. La proporció d'aigua que s'infiltra i la que circula en superfície (vessament) depèn de la permeabilitat del substrat, del pendent i de la cobertura vegetal. Part de l'aigua infiltrada torna a l'atmosfera per evaporació o, més encara, per la transpiració de les plantes, que l'extreuen amb arrels més o menys extenses i profundes. Una altra part s'incorpora als aqüífers, nivells que contenen aigua estancada o circulant. Part de l'aigua subterrània aconsegueix la superfície allí on els aqüífers, per les circumstàncies topogràfiques, intersequen (és a dir, tallen) la superfície del terreny. escolament: Aquest terme es refereix als diversos mitjans pels quals l'aigua líquida es llisca costa avall per la superfície del terreny. En els climes no excepcionalment secs, inclosos la majoria dels anomenats desèrtics, el vessament és el principal agent geològic d'erosió i de transport de sediments. Circulació subterrània: Es produeix a favor de la gravetat, com el vessament superficial, de la qual es pot considerar una versió. Es presenta en dues modalitats: Primer, la que es dona a la zona vadosa, especialment en roques karstificades, com són sovint les calcàrias, i és una circulació sempre pendent a baix. Segon, la que ocorre en els aqüífers en forma d'aigua intersticial que omple els porus d'una roca permeable, de la qual pugues fins i tot remuntar per fenòmens en els quals intervenen la pressió i la capil·laritat. Fusió: quan la temperatura puja, la neu es desglaça i passa a estat líquid o esdevé pluja. Condensació: Quan la temperatura a l'interior d'un núvol baixa per sota de 0 °C, el vapor o l'aigua es congelen. Es precipita en forma de neu o calamarsa. Per formar neu l'aigua del núvol es solidifica a baixa altura. Durant la congelació es formen flocs de cristalls de gel polimòrfics La calamarsa o pedra quan el diàmetre és superior a 5 mm, és l'ascens ràpid de les gotes d'aigua del núvol a gran altitud que congelen. Quan sobre la superfície del mar es produeix una tromba marina (espècie de tornado que es produeix sobre la superfície del mar quan està molt caldejada pel sol) aquest gel s'origina en l'ascens d'aigua per adherència del vapor i aigua al nucli congelat de les grans gotes d'aigua.
Compartiments i intercanvis d'aigua
L'aigua es distribueix desigualment entre els diferents compartiments, i els processos pels quals aquests intercanvien l'aigua es donen a ritmes heterogenis. El major volum correspon a l'oceà, seguit del gel glacial i després per l'aigua subterrània. L'aigua dolça superficial representa solament una petita fracció i encara menor l'aigua atmosfèrica (vapor i núvols). Dipòsit<Center>Volum(en milions de km³)</center>Percentatge Oceans 1 370 97,25 Casquets i glaceres 29 2,05 Aigua subterrània 9,5 0,68 Llacs 0,125 0,01 Humitat del sòl 0,065 0,005 Atmosfera 0,013 0,001 Rierols i rius 0,0017 0,0001 Biomassa 0,0006 0,00004
DipòsitTemps mitjà de permanènciaGlacials 20 a 100 anysNevi estacional 2 a 6 mesosHumitat del sòl 1 a 2 mesosAigua subterrània: succinta 100 a 200 anysAigua subterrània: profunda 10.000 anysLlacs 50 a 100 anysRius 2 a 6 mesosAtmosfera 7-8 dies
El temps de permanència d'una molècula d'aigua en un compartiment és major quant menor és el ritme amb què l'aigua abandona aquest compartiment (o s'incorpora a ell). És notablement llarg en els casquets glacials, on arriba per una precipitació característicament escassa, abandonant-los per la pèrdua de blocs de gel en els seus marges o per la fusió a la base de la glacera, on es formen petits rius o rierols que serveixen de sobreeixidor a la fosa del gel en el seu desplaçament a causa de la gravetat. El compartiment on la permanència mitjana és més llarga, aparti l'oceà, és el dels aqüífers profunds, alguns dels quals són «aqüífers fòssils», que no es renoven des de temps remots. El temps de permanència és particularment breu per a la fracció atmosfèrica, que es recicla en només uns dies.