Comment l'eau est-elle arrivée sur Terre ? Est-elle en quantité limitée ou se renouvelle-t-elle en continu ?

Bonjour,

Nous vous remercions d'avoir fait appel au service Interroge, voici le résultat de nos recherches :

En août 2023, notre service répondait à un enfant qui posait la question « D’où vient l’eau sur la planète Terre ? (Question posée par un enfant de 8 ans) ». Vous pouvez, pour commencer, prendre connaissance de cette réponse.

Michel Joye, dans son ouvrage Terre : l’histoire de notre planète de sa naissance à sa disparition, consacre un chapitre à l’Hadéen (4567 à 3800 millions d’années avant le temps présent). On y lit les informations suivantes à propos de la condensation de l’eau sur la surface solidifiée de la Terre, puis la formation d’un océan stable : « d’où vient l’eau ? Il faut se souvenir que la Terre s’est constituée dans une partie actuellement sèche du système solaire ; la "limite des glaces", au-delà de laquelle le système solaire contient une abondance de corps glacés ou contenant de l’eau de constitution minéralogique, se situe nettement au-delà de l’orbite de Mars. La formation d’un océan d’eau est donc à ce titre étonnante, d’autant plus que la Terre est la seule planète à en être pourvue. […] Une étude récente tend à accréditer l’idée que la plus grande partie de l’eau de notre planète provient des corps qui l’ont constituée lors de son accrétion ; cette eau aurait résisté à l’impact géant à l’origine du système Terre-Lune. D’autres contributions moins importantes existent certainement : les fameuses chondrites, qui peuvent être riches en eau (jusqu’à 20% de leur masse), proviennent d’astéroïdes que Jupiter, une fois arrivé à sa taille définitive, a pu précipiter vers le système solaire interne (et donc la Terre) ; et aussi les comètes et les pluies de micrométéorites. »

Patrick de Wever précise dans Le beau livre de la Terre que « l’origine de l’eau sur Terre est discutée. Un premier scénario veut que l’intérieur des poussières originelles ayant donné naissance aux planètes ait abrité de l’eau, que les conditions de température et de pression sur Terre auraient fait passer à l’état liquide. Ainsi seraient apparus les océans. Selon un second scénario, les astéroïdes et les comètes venues des régions très lointaines du système solaire auraient apporté une quantité non négligeable d’eau sur la Terre. Ces deux scénarios ont pu coexister. Alors que la Terre refroidissait lentement, les volcans servaient de soupape et crachaient des gaz et de la vapeur d’eau. Dès que la température de surface le permettait, cette vapeur d’eau se condensait et tombait sous forme de pluie, qui s’accumulait dans les zones basses du relief. Ainsi se sont formés les premiers lacs et océans. »

Michel Joye explique encore : « Un océan stable ne s’est dans doute pas installé du premier coup. L’eau a pu ruisseler, s’accumuler en nappes superficielles sur une jeune croûte qu’elle a refroidie et s’évaporer à nouveau lors d’un impact violent. Nul ne connaît le moment où l’océan s’est définitivement stabilisé ; mais il est assurément présent lors de l’apparition de la vie (vers 3,8 Ga ?). »

L’encyclopédie Planète Terre nous apprend que « l’eau ne représente que 0,2% du poids de la Terre, mais le cycle mondial de l’eau, ou cycle hydrologique, est l’un des principaux systèmes mondiaux. C’est sur lui que repose la circulation perpétuelle de l’eau sur notre planète. […] Le soleil réchauffe l’eau liquide, qui s’évapore en donnant de la vapeur d’eau (invisible) et se dissipe dans l’atmosphère. Près de 22% des rayons du soleil atteignant la Terre élèvent la température des océans, des mers, des lacs et des cours d’eau, transformant l’eau en vapeur d’eau. Seule l’eau pure s’évapore ; tous les minéraux et autres substances dissoutes restent, principalement sous la forme de sels dans la mer. En effet, ce processus de distillation solaire purifie l’eau. Les plantes émettent aussi de la vapeur d’eau en transpirant, et les animaux en expirant et en suant. Au fur et à mesure que la vapeur s’élève vers des régions plus froides de l’atmosphère, elle se condense pour former des nuages, et finit par retomber sous la forme de précipitations. L’eau y est réchauffée par les rayons du soleil, et le cycle mondial de l’eau peut reprendre. […] Chaque année, près de 40 000 km3 d’eau s’évaporent des océans et retombent au sol. »

Léa Fournasson du magazine Sciences et Avenir rapporte par ailleurs dans l’article Des chercheurs dévoilent une nouvelle théorie sur l’origine de l’eau sur Terre, les résultats d’une étude publiée dans la revue Nature Astronomy le 29 novembre 2021 autour d’une nouvelle source d’eau potentielle : « Leur étude […] évoque une contribution possible qui viendrait… du Soleil lui-même ! »

Les ressources sur l’origine de l’eau sur Terre étant nombreuses, nous vous proposons ci-après une sélection d’informations accessibles en ligne. Vous remarquerez que ces sources s’accordent pour affirmer qu’une partie de l’eau était déjà présente lors de la formation de notre planète.



L’entrée de l’Encyclopédie Universalis sur l’origine de l’eau terrestre


L’article du 18 octobre 2020 Pourquoi y a-t-il de l’eau sur Terre de Laurette Piani et Guillaume Paris, chargés de recherche au CNRS, publié sur le site The Conversation


La vidéo de Matthias Somm du CNRS : L’origine de l’eau sur Terre


L’article du quotidien 24 heures Une nouvelle théorie sur l’origine de l’eau sur Terre, publié le 28 août 2020


Un podcast de France Inter, issu de l’émission La Terre au carré diffusée le 19 octobre 2020


L’article du 3 décembre 2015 intitulé Origine de l’eau sur Terre : une partie présente dès sa formation publié sur le site Pour la Science


Les 10 volets vidéos d'une série sur le cycle de l’eau proposé par Le Monde


L’article publié le 21 septembre 2020 sur le site de la Radio télévision belge francophone (RTBF) : Science : d’où vient l’eau sur Terre ? De nouvelles hypothèses


L’article publié le 29 avril 2019 sur Futura Sciences - Origine de l’eau sur Terre : trois scénarios - Vincent Boqueho, professeur de physique.



Sur le site RTSDécouverte, Jean-Luc Loizeau, du Département F.-A. Forel des sciences de l’eau et de l’environnement de l’Université de Genève a répondu à la question « L’eau est-elle à classer comme ressource renouvelable ou inépuisable? » qui aborde le sujet de votre 2e question sur la quantité limitée et le renouvellement de l'eau sur Terre :

« Le volume total de l'eau sur Terre est estimé à 1.4 milliards de km3, contenu à 97% dans les océans. Etant donné que l'utilisation de l'eau pour les activités humaines ne la détruit pas (contrairement aux ressources fossiles comme le pétrole ou le charbon), on pourrait considérer à l'échelle de la Terre que l'eau est inépuisable. Cependant, la qualité de cette eau est un point essentiel à prendre en considération: il n'est pas possible de boire l'eau de mer ou une eau contaminée par des polluants.
Ainsi lorsque l'on parle de ressources en eau, on considère généralement de l'eau douce utile pour l'irrigation, les besoins domestiques ou l'industrie. Pour ces usages la ressource n'est pas inépuisable mais renouvelable à travers le cycle de l'eau, et les précipitations sur les continents. Cet apport d'eau est réparti de manière très inégale à la surface de la Terre.
Dans certaines régions du globe, l'eau est puisée dans les nappes souterraines à des débits supérieurs à la vitesse de renouvellement. C'est une ressource non-renouvelable qui est exploitée. L'eau est donc une substance inépuisable à l'échelle globale, une ressource naturelle renouvelable dont il faut prendre soin, et dans bien des régions une ressource naturelle non-renouvelable. »

RTSDécouverte propose par ailleurs un dossier complet sur L'eau qui contient des reportages sur le sujet qui pourraient vous intéresser tels que le reportage La bataille de l’eau de l’émission Géopolitis.

Nous espérons que ces éléments vous aideront dans votre recherche. N'hésitez pas à nous recontacter pour tout complément d'information ou toute autre question.

Cordialement,

La Bibliothèque du Muséum d'histoire naturelle

Pour www.interroge.ch