วัฏจักรน้ำ
แม้ว่าพื้นผิวโลกส่วนใหญ่จะปกคลุมไปด้วยน้ำ แต่ถ้าเปรียบเทียบมวลของน้ำกับมวลของโลก น้ำมีมวลเพียงร้อยละ 0.2 ของมวลโลก อย่างไรก็ตามการหมุนเวียนของน้ำเป็นวัฎจักร ถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุดเรื่องหนึ่งในการศึกษาระบบโลก ดวงอาทิตย์แผ่รังสีทำให้พื้นผิวโลกได้รับพลังงาน ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ร้อยละ 22 ทำให้น้ำบนพื้นผิวโลกไม่ว่าจะในมหาสมุทร ทะเล แม่น้ำ หรือ ห้วย หนอง คลอง บึง ระเหยเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สคือ ไอน้ำ ลอยขึ้นสู่บรรยากาศ อุณหภูมิของไอน้ำลดลงเมื่อลอยตัวสูงขึ้นจนเกิดความชื้นสัมพันธ์ 100% ไอน้ำจะควบแน่นเป็นละอองน้ำเล็กๆ ซึ่งมองเห็นเป็นเมฆ เมื่อหยดน้ำเล็กๆ ในเมฆรวมตัวกันจนมีขนาดใหญ่ และมีน้ำหนักพอที่จะชนะแรงต้านทานอากาศ ก็จะตกลงมากลายเป็นฝน หรือหิมะ หิมะที่ตกค้างอยู่บนยอดเขาพอกพูนกันเป็นธารน้ำแข็ง น้ำฝนที่ตกลงถึงพื้นรวมตัวเป็นลำธาร ห้วย หนอง คลอง บึง หรือไหลบ่ารวมกันเป็นแม่น้ำ เมื่อธารน้ำแข็งละลายก็จะเพิ่มปริมาณน้ำให้แก่แม่น้ำ น้ำบนพื้นผิวโลกบางส่วนแทรกซึมตามรอยแตกของหิน ทำให้เกิดน้ำใต้ดิน และไหลไปรวมกันในท้องมหาสมุทร เป็นอันครบรอบวัฏจักรตามภาพที่ 1
ภาพที่ 1 วัฎจักรน้ำ
วัฏจักรน้ำ ไม่ว่าจะเป็นส่วนที่อยู่ในบรรยากาศ บนพื้นผิว หรือใต้ดิน ล้วนเป็นกลไกที่สำคัญของระบบโลก ไอน้ำที่ระเหยออกจากน้ำในมหาสมุทร ทิ้งประจุแร่ธาตุต่างๆ ทำให้มหาสมุทรมีความเค็ม ไอน้ำที่ระเหยขึ้นไปเป็นน้ำจืดบริสุทธิ์ แต่เมื่อไอน้ำควบแน่นเป็นหยดน้ำและตกลงมาเป็นฝน น้ำฝนละลายแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ จึงมีสภาพเป็นกรดคาร์บอนิกอ่อนๆ เมื่อตกลงสู่พื้นผิวโลกจะทำปฏิกิริยากับหินปูนซึ่งมีองค์ประกอบเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต ทำให้เกิดหน้าผาแหลม โพรงถ้ำ และน้ำกระด้าง
เนื่องจากน้ำเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นไปตามอุณหภูมิ การขยายตัวของน้ำในซอกหินทำให้หินแตก น้ำเป็นตัวละลายที่ดีจึงนำพาแร่ธาตุสารอาหารไปกระจายตามส่วนต่างๆ ของพื้นผิวโลก และสะสมแร่ธาตุในดิน ทำให้พืชพรรณอุดมสมบูรณ์และเป็นแหล่งอาหารของสรรพสัตว์ ต้นไม้สังเคราะห์แสงเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นอาหารและปล่อยออกซิเจนสู่บรรยากาศ ปริมาณสัตว์ควบคุมปริมาณพืช คายน้ำกลับคืนสู่บรรยากาศ ทำให้เกิดความชื้นบนผิวดิน น้ำไหลจากที่สูงไปสู่ที่ต่ำ จึงชะล้างประจุของแร่ธาตุทั้งหลายไปสะสมกันในท้องทะเล และเกิดเป็นตะกอนที่พื้นมหาสมุทร สิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรจึงใช้แร่ธาตุเหล่านี้เป็นอาหารและสร้างร่างกาย มหาสมุทรจึงเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของโลก นอกจากนั้นแล้วการที่น้ำมีความจุความร้อน และเป็นตัวพาความร้อนที่ดี กระบวนการเปลี่ยนสถานะของน้ำจึงเป็นสมดุลพลังงานของโลก ซึ่งมีอิทธิพลต่อระบบภูมิกาศของโลกอีกด้วย