Mostra la font per a Hidrosfera

[[Fitxer:Cicle aigua.gif|miniatura|La circulació de l'aigua al voltant, sobre i a través de la Terra rep el nom de [[cicle hidrològic|cicle de l'aigua]], un procés clau de la hidrosfera]]
La '''hidrosfera''' (del grec υδρός ''hydros'': aigua i σφαιρα ''sphaira'': esfera)<ref>[https://wwwdoc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3Du%28%2Fdwr ὕδωρ], Henry George Liddell, Robert Scott, ''[[A Greek-English Lexicon]]'', al [[Projecte Perseus|Perseus]]</ref><ref>[https://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3Dsfai%3Dra^ σφαῖρα], Henry George Liddell, Robert Scott, ''[[A Greek-English Lexicon]]'', al [[Projecte Perseus|Perseus]]</ref> descriu dintre de les Ciències de la Terra el sistema material constituït per l'aigua que es troba a la [[Terra]]. Tot i que la hidrosfera de la [[Terra]] ha existit durant uns 4 bilions d'anys,<ref>Encyclopædia Britannica, 'Hydrosphere': https://www.britannica.com/science/hydrosphere/Origin-and-evolution-of-the-hydrosphere</ref><ref>{{ref-publicació|cognom1=Albarède |nom1=Francis |cognom2=Blichert-Toft |nom2=Janne |enllaçautor2=Janne Blichert-Toft |títol=The split fate of the early Earth, Mars, Venus, and Moon |publicació=Comptes Rendus Geoscience |data=novembre 2007 |volum=339 |exemplar=14–15 |pàgines=917–927 |doi=10.1016/j.crte.2007.09.006 |bibcode=2007CRGeo.339..917A }}</ref> continua canviant en forma. Això és degut a l'[[Expansió del fons oceànic|expansió oceànica]] i a la [[Deriva dels continents|deriva continental]], que reorganitzen la terra i els oceans.<ref name="Our Changing Planet 2011, pp. 88">"Our Changing Planet: an Introduction to Earth System Science and Global Environmental Change." Our Changing Planet: an Introduction to Earth System Science and Global Environmental Change, by Fred T. Mackenzie, 2nd ed., Pearson Education, 2011, pp. 88–91.</ref>

La hidrosfera inclou els oceans, mars, rius, llacs, aigua subterrània, el gel i la neu. La Terra és l'únic planeta al nostre [[Sistema Solar]] en el qual està present de manera continuada l'aigua líquida, que cobreix aproximadament dues terceres parts de la superfície terrestre, el que representa el 97% del total d'aigua del planeta. L'aigua dolça representa el 3% del total i d'aquesta quantitat aproximadament un 98% està congelada, d'aquí que tinguem accés únicament a un 0,01%, aproximadament, de tota l'aigua del planeta. L'aigua migra d'uns dipòsits a uns altres per processos de canvi d'estat i de transport que en conjunt configuren el [[cicle hidrològic]] o cicle de l'aigua.

Aquest cicle és un cicle biogeoquímic en què hi ha una intervenció mínima de reaccions químiques, i l'aigua solament es trasllada d'uns llocs a uns altres o canvia d'[[estat de la matèria|estat físic]]. El [[cicle hidrològic|cicle de l'aigua]] emet una gran quantitat d'energia, la qual procedeix de la que aporta la [[insolació (meteorologia)|insolació]]. L'[[evaporació]] és deguda a l'escalfament solar i és animada per la [[circulació atmosfèrica]], que renova les masses d'aire i que és al seu torn deguda a diferències de temperatura, igualment dependents de la insolació. Els canvis d'estat de l'aigua requereixen o dissipen molta energia, per l'elevat valor que prenen el [[calor latent]] de [[fusió (canvi d'estat)|fusió]] i la calor latent de [[vaporització]]. Així, aquests canvis d'estat contribueixen a l'escalfament o refredament de les masses d'aire, i al transport net de calor des de les latituds tropicals o temperades fins a les fredes i polars, gràcies al qual és més suau, en conjunt, el clima.

La presència de l'aigua en la superfície terrestre és el resultat de la [[desgasificació]] del [[mantell terrestre]], que està compost per roques que contenen en dissolució sòlida certa quantitat de substàncies volàtils, de les que l'aigua és la més important. L'aigua del mantell s'escapa a través de processos volcànics i hidrotermals. El mantell recupera gràcies a la [[subducció]] una part de l'aigua que perd a través del vulcanisme.

La massa total de la hidrosfera de la Terra és d'unes 1,4 × 10<sup>18</sup> [[tona (unitat)|tones]], que és al voltant del 0,023% de la massa total de la Terra. En qualsevol moment, al voltant de 2 × 10<sup>13</sup> tones d'aquesta aigua es troba en forma de [[vapor d'aigua]] a l'[[atmosfera terrestre]] (a efectes pràctics, 1 metre cúbic d'aigua pesa una tona). Aproximadament, el 71% de la superfície de la Terra, una àrea d'uns 361 milions de kilòmetres quadrats, està cobert per l'[[oceà]]. La [[salinitat]] mitjana dels oceans de la Terra és d'uns 35 grams de [[sal comuna|sal]] per kilogram d'aigua de mar (3,5%).<ref>{{ref-llibre|nom=Michael J.|cognom=Kennish|any=2001|títol=Practical handbook of marine science|pàgina=35|edició=3rd|editorial=CRC Press|series=Marine science series|isbn=0-8493-2391-6}}</ref>

== Aigua del planeta ==
L'aigua que conforma la hidrosfera es reparteix entre diversos dipòsits naturals que en ordre de major a menor volum són:
* Els [[oceà|oceans]], que cobreixen dos terços de la superfície terrestre amb una profunditat típica de 3.000 a 5.000 metres.
* Les [[glacera|glaceres]] que cobreixen part de la superfície continental. Sobretot els dos [[casquet glacial|casquets glacials]] de [[Groenlàndia]] i l'[[Antàrtida]], però també glaceres de muntanya i volcà, de menor extensió i gruix, en totes les latituds.
* L'[[mantell freàtic|aigua subterrània]], que es troba embeguda en roques poroses de manera més o menys universal.
* Les [[banquisa|banquises]], capes de gel marí flotant d'entre 1 i 20 metres de gruix.
* [[Llac]]s i [[riu]]s, aigua circulant.
* En l'[[atmosfera terrestre|atmosfera]] en forma de vapor d'aigua i [[núvols]].
* En la biosfera, formant part de plantes, animals i éssers humans.

Tota l'aigua del planeta es pot classificar en aigües oceàniques (l'aigua present als oceans) i aigües continentals, on trobem tots els altres dipòsits d'aigua. El contingut total d'aigua del planeta s'estima en 1.400 trilions de litres, aproximadament 1,4 × 10<sup>21</sup> kg. La major part, un 97,23%, l'emmagatzemen els oceans; els casquets polars un 2,15%; i els [[aqüífers]], la veritable reserva per a l'home, un 0,61%. Els llacs contenen el 0,009%, mentre que la xifra disminueix als mars interiors a un 0,008%. La humitat del sòl acumula el 0,005%, l'atmosfera el 0,001% i els rius tan sols un 0,0001% del total. Aquesta quantitat ha estat circulant sempre per la Terra, originant i conservant la vida en ella. Disposem actualment de la mateixa quantitat de la qual disposaven els dinosaures fa 65 milions d'anys.

[[Fitxer:Distr.aigua.jpg|Distribució de l'aigua terrestre]]

=== Oceans ===
{{article principal|Oceà}}
Els [[oceà|oceans]] són grans masses d'aigua salada que, completament, cobreixen prop del 71% de la superfície de la Terra<ref>«"OCEAN PLANET" OCEANOGRAPHIC FACTS» (en anglès). NASA.</ref><ref>«Ocean» (en anglès). NOAA.</ref> (una àrea de 361 milions de quilòmetres quadrats).<ref>Syed S. Qadri. «Volume of Earth's oceans» (en anglès), 2001.</ref> Són, com ja s'ha vist, el principal component de la hidrosfera. Es classifiquen en tres grans oceans: [[oceà atlàntic|Atlàntic]], [[oceà Índic|Índic]] i [[oceà pacífic|Pacífic]]; i dos menors, l'[[oceà àrtic|Àrtic]] i l'[[oceà antàrtic|Antàrtic]], delimitats parcialment per la forma dels continents i arxipèlags.
La profunditat dels oceans és variable depenent de les zones del relleu oceànic, però resulta escassa en comparació amb la seva superfície. S'estima que la profunditat mitjana és d'aproximadament 3900 metres. La part més profunda es troba en la [[fossa de les Mariannes]], arribant als 11033 metres de profunditat.
En els oceans hi ha una capa superficial d'aigua temperada (12 a 30 °C), que arriba fins a una profunditat variable segons les zones, entre unes desenes de metre fins als 100 m. Per sota d'aquesta capa l'aigua té temperatures al voltant dels 3 °C.

=== Glaceres ===
{{article principal|Glacera}}
Una [[glacera]] és una gran massa de gel que s'origina en la superfície terrestre per acumulació, compactació i recristal·lització de la neu. La seva existència és possible quan la precipitació anual de neus supera l'evaporada a l'estiu, per la qual cosa, la majoria es troben en zones properes als [[pol geogràfic|pols]], encara que també existeixen en zones muntanyoses.
Un 10% de la Terra està cobert de glaceres i més del 75% de l'[[aigua dolça]] de món es troba acumulada en elles.

=== Banquises ===
{{article principal|Banquisa}}
La [[banquisa]] és una capa de glaç flotant que es forma a les regions oceàniques polars. Té un gruix aproximat d'un metre, quan es renova cada any, i de 4-5 metres, quan és persistent, com s'esdevé a la regió àrtica més propera al pol. Excepcionalment pot arribar a gruixos de 20 m. Molt sovint està constituïda per blocs de gel fracturats que s'han tornat a soldar.

=== Aigües subterrànies ===
{{article principal|Mantell freàtic}}
L'[[mantell freàtic|aigua subterrània]] representa una fracció important de la massa d'aigua present als continents. Aquesta es troba als [[aqüífers]] sota la superfície de la terra. El volum d'aigua subterrània és molt més important que la massa d'aigua retinguda als llacs o circulant, i encara que menor al de les majors glaceres, les masses més extenses poden assolir milions de km². L'aigua del subsol és un recurs important, però de difícil gestió, per la seva sensibilitat a la contaminació i a la sobreexplotació. Aquesta aigua pot trobar-se ocupant els intersticis (porus i [[escletxa|escletxes]]) del sòl, del substrat rocós o del sediment sense consolidar, els quals la contenen com una esponja. Les roques solubles com les [[pedra calcària|calcàries]] i els [[guix]]os, són susceptibles de sofrir el procés anomenat [[carst]]ificació, en el que l'aigua excava avencs, cavernes i altres vies de circulació.

=== Llacs i rius ===
{{article principal|Llac|riu}}

Un [[llac]] és una acumulació d'aigua, situada en una [[depressió (geologia)|depressió]] a terra ferma. Acostumen a ésser alimentats per [[riu]]s o [[glacera|glaceres]], que reben el nom d'immissaris, i desguassen mitjançant uns altres rius, anomenats emissaris. L'origen dels llacs és divers i complex, en general, pot ser degut a fenòmens glacials, tectònics, endorreics, càrstics, erosius o volcànics. Un [[riu]] és un corrent natural d'aigua que flueix amb continuïtat. Posseeix un [[cabal hidràulic|cabal]] determinat i desemboca en el [[mar]], en un llac o en un altre riu, en aquest cas es denomina [[afluent]].

=== Aigua en l'atmosfera ===
L'aigua, en forma de vapor, es troba en l'aire que és el gas constituent de l'[[atmosfera terrestre|atmosfera]]. Ho fa en proporcions variables depenent de l'alçada. Gairebé la totalitat d'aquest vapor d'aigua es troba als [[núvols]].

== Composició ==
{| class="toc" cellpadding=0 cellspacing=2 style="width:250px; float:right; margin:0.5em 0.5em 0.5em 1em; padding:0.5e text-align:left; clear:all; margin-left:10px; font-size:100%;"
| colspan=2 style="text-align:center; background:#black; color:white; background-color:green;"|Composició química de l'aigua de mar<br/>{{mida|85%| (en pes i per a una salinitat del 35‰)}}
|- style="text-align:center; background:#efefef;"
! [[Element químic|Element]]
! [[Parts per milió|ppm]]
|- style="background:#efefef;"
|[[Hidrogen]] || align=right|{{ formatnum:110000}}
|-
|[[Sodi]] || align=right|{{ formatnum:10800}}
|- style="background:#efefef;"
|[[Clor]] || align=right|{{ formatnum:19400}}
|-
|[[Magnesi]] || align=right|{{ formatnum:1290}}
|- style="background:#efefef;"
|[[Sofre]] || align=right|{{ formatnum:904}}
|-
|[[Potassi]] || align=right|{{ formatnum:392}}
|- style="background:#efefef;"
|[[Calci]] || align=right|{{ formatnum:411}}
|-
|[[Brom]] || align=right|{{ formatnum:67.3}}
|- style="background:#efefef;"
| colspan=2 style="text-align:center;"|{{mida|85%|Font: [[Karl Karekin Turekian]]. Oceans. 1968'<br/>
Vegi la lista completa [http://www.seafriends.org.nz/oceano/seawater.htm aquí]''}}
|}

Als oceans s'han trobat almenys 77 [[element químic|elements]], essent els més importants el [[sodi]] i el [[clor]], que juntament amb el [[magnesi]] i el [[brom]], són dels pocs que s'exploten comercialment a partir de l'aigua de mar.
Les aigües es poden classificar també en funció de la quantitat de sòlids dissolts. La [[salinitat]] és una mesura del contingut de sòlids dissolts en una determinada quantitat d'aigua, que normalment és expressada en g de sòlid per kg (o litre) d'aigua, ppt o ‰. Normalment, és definida com la [[massa]] en [[gram]]s dels sòlids que conté un kg d'aigua després que tot el [[carbonat]] hagi estat convertit en [[òxid]], el bromur i [[iodur]] reemplaçat per [[clorur]], tota la [[matèria orgànica]] hagi estat oxidada, i el residu assecat a 480 °C fins a pes constant.<ref name="MANAHAN">MANAHAN, STANLEY E., 1937-. Introducción a la química ambiental. Barcelona : Reverté, cop. 2007</ref> El percentatge mitjà que existeix als oceans és de 10,9% (35 grams per cada litre d'aigua). La salinitat, però, varia segons la intensitat de l'[[evaporació]] o l'aportació d'[[aigua dolça]] dels rius en relació a la quantitat d'aigua. Aquest procés d'evaporació és més intens en les [[zona tropical|zones tropicals]], i menor en les [[regió polar|zones polars]]. Les aigües superficials són més salades perquè l'evaporació fa que la concentració de sal augmenti. El contingut salí de molts llacs, rius i rierols és tan petit, que a aquestes aigües se les denomini [[aigua dolça]]. El contingut de sal en [[aigua potable]] és, per definició, menor a 0,05%. Si no, l'aigua és assenyalada com [[aigua salabrosa|salobre]], o definida com a salina si conté de 3 a 5% de sal en volum. Per sobre de 5% se la considera [[salmorra]]. L'oceà és naturalment salí amb aproximadament 3,5% de sal (veure [[aigua de mar]]). Alguns llacs o mars són més salins. El [[Mar Mort]], per exemple, té un contingut superficial del voltant del 15%.
[[Fitxer:Composició de l'aigua de mar.svg|miniatura|Composició de l'aigua de mar]]

{| style="margin-left:auto; margin-right:auto;"
|-
! style="background:#B8E0F6" colspan=4 | Salinitat de l'aigua
|-
! style="background:#87CEFA" | [[Aigua dolça]]
! style="background:#87CEFA" | [[Aigua salobre]]
! style="background:#87CEFA" | [[Aigua de mar]]
! style="background:#87CEFA" | [[Salmorra]]
|-
! style="background:#00BFFF" | < 0,05%
! style="background:#00BFFF" | 0,05 – 3%
! style="background:#00BFFF" | 3 – 5%
! style="background:#00BFFF" | > 5%
|-
! style="background:#00BFFF" | < 0,5 ppt
! style="background:#00BFFF" | 0,5 – 30 ppt
! style="background:#00BFFF" | 30 – 50 ppt
! style="background:#00BFFF" | > 50 ppt
|}

== Humitat ==
{{article principal|Humitat}}

El contingut d'aigua en l'[[atmosfera terrestre|atmosfera]] de vegades és indicat com humitat relativa, RH, que és una relació entre la quantitat de vapor d'aigua real que conté l'atmosfera i el valor màxim (equilibri) d'aigua que pot contenir l'atmosfera ([[dissolució saturada|saturació]]), en les mateixes condicions.<ref name="MANAHAN"/>

<math> RH = {p_{(H_2O)} \over p^*_{(H_2O)}} \times 100\% </math>

on
:<math> {p_{(H_2O)}} </math> és la pressió parcial de vapor d'aigua en la barreja d'aire;
:<math> {p^*_{(H_2O)}} </math> és la pressió de saturació d'aigua a la temperatura de la barreja d'aire.; i

:<math> RH_{\,_\,} </math> és la humitat relativa de la barreja d'aire.

== pH ==
{{article principal|PH}}

L'[[molècula d'aigua|aigua]] és una substància [[amfipròtic]]a i és sotmesa a [[autoprotòlisi]] per formar els ions [[oxoni]] (H₃O<sup>+</sup>) i [[hidròxid]] (OH<sup>-</sup>)

<center><math> H_2O + H_2O \rightleftharpoons HO^- + H_3O^+</math></center>

:K<sub>w</sub> = [H<sup>+</sup>][OH<sup>-</sup>]=10<sup>-14</sup>
on K<sub>w</sub> és la constant d'ionització de l'aigua, que pren aquest valor a 25 °C

El [[pH]] (potencial d'hidrogen) és una mesura de l'[[acidesa]] o [[alcalinitat]] d'una dissolució i indica la concentració d'ions oxoni presents.

El pH típicament va de 0 a 14 en dissolució aquosa, sent àcides les dissolucions amb pH menors a 7 i alcalines les que tenen pH majors a 7. L'aigua neutra, on les concentracions dels ions oxoni i hidròxid són iguals a 10<sup>−7</sup> molL<sup>−1</sup>, té un pH de 7 a 25 °C. L'[[aigua de mar|aigua oceànica]] és lleugerament alcalina: el valor del seu pH està entre 7,5 i 8,4 i varia en funció de la [[temperatura]]: si aquesta augmenta, el pH disminueix i tendeix a l'acidesa. També pot variar en funció de la [[salinitat]], de la [[pressió]] o [[profundita]] i de l'activitat vital dels organismes marins.

== Vegeu també ==
* [[Cicle hidrològic]]
* [[Aigua de mar]]
* [[Aigua subterrània]]
* [[Escorrentia]]
* [[Atmosfera terrestre]]
* [[Molècula d'aigua]]

== Referències ==
{{Commonscat}}
{{referències}}
{{Terra}}
{{autoritat}}

[[Categoria:Terra]]
[[Categoria:Atmosfera terrestre]]
[[Categoria:Hidrologia]]
[[Categoria:Ciències de la Terra]]