Qu’est-ce qui constitue la partie la plus importante de notre planète, la principale raison pour laquelle la Terre est différente de toutes les autres planètes du système solaire ? Si on posait cette question à 10 scientifiques environnementaux différents, ils donneraient probablement 10 réponses différentes. Chaque scientifique pourrait commencer par son sujet préféré, de la tectonique des plaques aux forêts tropicales et au-delà. Toutefois, leur description collective finirait probablement par aborder toutes les caractéristiques et tous les systèmes majeurs de notre planète. Il s’avère qu’aucune caractéristique n’est plus importante que les autres – chacune joue un rôle vital dans le fonctionnement et la durabilité du système terrestre.
Il existe cinq systèmes principaux, ou sphères, sur Terre. Le premier système, la géosphère, comprend l’intérieur et la surface de la Terre, tous deux constitués de roches. La partie limitée de la planète qui peut accueillir des êtres vivants constitue le deuxième système ; ces régions sont appelées biosphère. Dans le troisième système se trouvent les régions de la Terre qui sont recouvertes d’énormes quantités d’eau, appelées l’hydrosphère. L’atmosphère est le quatrième système. Il s’agit d’une enveloppe de gaz qui maintient la planète chaude et fournit de l’oxygène pour la respiration et du dioxyde de carbone pour la photosynthèse. Enfin, il y a le cinquième système, qui contient d’énormes quantités de glace aux pôles et ailleurs, constituant la cryosphère. Ces cinq systèmes énormes et complexes interagissent les uns avec les autres pour maintenir la Terre telle que nous la connaissons.
Lorsqu’on l’observe depuis l’espace, l’une des caractéristiques les plus évidentes de la Terre est son eau abondante. Bien que l’eau liquide soit présente partout sur le globe, la grande majorité de l’eau sur Terre, soit 96,5 %, est saline (salée) et n’est pas une eau que les humains, et la plupart des autres animaux, peuvent boire sans transformation. Toute l’eau liquide de la Terre, qu’elle soit douce ou salée, constitue l’hydrosphère, mais elle fait également partie d’autres sphères. Par exemple, la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère est également considérée comme faisant partie de l’hydrosphère. La glace, qui est de l’eau gelée, fait partie de l’hydrosphère, mais on lui donne son propre nom, la cryosphère. Les rivières et les lacs peuvent sembler plus courants que les glaciers et les icebergs, mais environ trois quarts de toute l’eau douce de la Terre est enfermée dans la cryosphère.
Non seulement les systèmes terrestres se chevauchent, mais ils sont également interconnectés ; ce qui affecte l’un peut affecter l’autre. Lorsqu’une parcelle d’air dans l’atmosphère devient saturée en eau, des précipitations, comme la pluie ou la neige, peuvent tomber à la surface de la Terre. Ces précipitations relient l’hydrosphère à la géosphère en favorisant l’érosion et la météorisation, des processus de surface qui décomposent lentement les grosses roches en plus petites. Au fil du temps, l’érosion et la météorisation transforment de gros morceaux de roches – ou même des montagnes – en sédiments, comme le sable ou la boue. La cryosphère peut également participer à l’érosion, lorsque de grands glaciers arrachent des morceaux de roche au substrat rocheux qui les recouvre. La géosphère comprend toutes les roches qui composent la Terre, de la roche partiellement fondue sous la croûte, aux anciennes montagnes imposantes, en passant par les grains de sable sur une plage.
La géosphère et l’hydrosphère fournissent toutes deux l’habitat de la biosphère, un écosystème global qui englobe tous les êtres vivants sur Terre. La biosphère désigne la partie relativement petite de l’environnement terrestre dans laquelle les êtres vivants peuvent survivre. Elle contient un large éventail d’organismes, dont des champignons, des plantes et des animaux, qui vivent ensemble en tant que communauté. Les biologistes et les écologistes appellent cette variété de vie la biodiversité. Tous les êtres vivants présents dans un environnement sont appelés facteurs biotiques. La biosphère comprend également des facteurs abiotiques, les éléments non vivants dont les organismes ont besoin pour survivre, comme l’eau, l’air et la lumière.
L’atmosphère – un mélange de gaz, principalement de l’azote et de l’oxygène, ainsi que des gaz moins abondants comme la vapeur d’eau, l’ozone, le dioxyde de carbone et l’argon – est également essentielle à la vie dans la biosphère. Les gaz atmosphériques travaillent ensemble pour maintenir les températures mondiales dans des limites vivables, protéger la surface de la Terre des rayons ultraviolets nocifs du soleil et permettre aux êtres vivants de prospérer.
Il est clair que tous les systèmes de la Terre sont profondément imbriqués, mais parfois, cette connexion peut entraîner des conséquences néfastes, mais involontaires. Un exemple spécifique d’interaction entre toutes les sphères est la consommation humaine de combustibles fossiles. Les dépôts de ces combustibles se sont formés il y a des millions d’années, lorsque les plantes et les animaux – qui font tous partie de la biosphère – sont morts et se sont décomposés. À ce moment-là, leurs restes ont été comprimés dans la Terre pour former du charbon, du pétrole et du gaz naturel, devenant ainsi une partie de la géosphère. Aujourd’hui, les humains – membres de la biosphère – brûlent ces matériaux comme combustible pour libérer l’énergie qu’ils contiennent. Les sous-produits de la combustion, comme le dioxyde de carbone, se retrouvent dans l’atmosphère. Là, ils contribuent au réchauffement de la planète, modifiant et stressant la cryosphère, l’hydrosphère et la biosphère.
Les nombreuses interactions entre les systèmes de la Terre sont complexes, et elles se produisent constamment, bien que leurs effets ne soient pas toujours évidents. Il existe des exemples extrêmement spectaculaires d’interaction entre les systèmes de la Terre, comme les éruptions volcaniques et les tsunamis, mais il y a aussi des changements lents, presque indétectables, qui modifient la chimie des océans, le contenu de notre atmosphère et la biodiversité microbienne du sol. Chaque partie de cette planète, du noyau interne de la Terre au sommet de l’atmosphère, a un rôle à jouer pour que la Terre abrite des milliards de formes de vie.