El agua bajo la superficie
El agua subterránea, se encuentra bajo la superficie terrestre. Se encuentra en el interior de poros entre partículas sedimentarias y en las fisuras de las rocas más sólidas. En las regiones árticas el agua subterránea puede helarse. En general mantiene una temperatura muy similar al promedio anual en la zona. El agua subterránea más profunda puede permanecer oculta durante miles o millones de años.
No obstante, la mayor parte de los yacimientos están a poca profundidad y desempeñan un papel discreto pero constante dentro del ciclo hidrológico.
A nivel global, el agua subterránea representa cerca de un 20% de las aguas dulces, que a su vez constituyen el 3% del total; el 80% restante está formado por las aguas superficiales; un 79% es hielo y el 1% representa el agua presente en ríos, lagos y arroyos. Para que la absorción se produzca, es necesario que el terreno sea permeable, y que el relieve sea suave, para que no escurra. Son permeables la arena, arenisca y grava, y las rocas calizas, que tienen numerosas fisuras. El agua infiltrada deja de descender cuando se encuentra con una capa de rocas impermeables, que permite su acumulación en la denominada capa freática o manto acuífero. La superficie de este manto constituye el nivel hidrostático.
La zona en la cual las rocas se saturan o secan según asciende o desciende el nivel hidrostático se denomina zona de saturación intermitente. En tanto que la zona de saturación permanente es aquella más profunda, por debajo de la cual nunca desciende el nivel del manto acuífero. La profundidad de esta zona es muy importante para la agricultura, ya que si es muy superficial, las tierras estarán cubiertas de lagos y pantanos o estará muy saturada para ser cultivada. Por el contrario, si la zona de saturación es muy profunda, el regadío es imprescindible.
Es tal la filtración del agua, que existen corrientes que llegan a formar una red fluvial subterránea, como el denominado sistema cárstico. El manto se mueve en la misma dirección que las aguas superficiales, pues el nivel hidrostático sigue las pendientes del relieve. Sin embargo, la velocidad es menor, porque debe atravesar los poros de las rocas. Se calcula que el agua subterránea avanza solo unos centenares de metros cada año.
El movimiento también disminuye con la profundidad, porque son menores las diferencias de nivel y porque la presión que soportan las rocas profundas disminuye su porosidad.
En las mesetas y llanuras formadas por piedras calizas, las aguas subterráneas, que son ácidas por el gran número de minerales que contienen, van disolviendo las rocas y formando cavernas por las que corren en forma de ríos o se depositan formando lagos. En la superficie de las regiones calizas hay pocos ríos, ya que debido a su permeabilidad la circulación del agua es casi completamente subterránea.
La contaminación del agua subterránea, aunque es menor que la del agua superficial, se debe especialmente a la agricultura, al arrastrar el agua infiltrada numerosos compuestos químicos utilizados como fertilizantes o abonos, o también productos fitosanitarios (para la lucha contra las enfermedades y plagas), o incluso por regar con agua salada o salobre, y se ha convertido también en una preocupación en los países industrializados.