Malgré plus d'un siècle d'examen minutieux, le fonctionnement interne d'Old Faithful et d'autres geysers du parc national de Yellowstone reste un mystère.
Les scientifiques se penchent toujours sur les bases, telles que la façon dont l'eau et la vapeur pressurisent le sous-sol avant qu'un geyser n'éclate. Maintenant, un regard high-tech sur Lone Star Geyser, l'un des bouillonneurs les plus ponctuels du parc, pourrait enfin résoudre certains de ces puzzles de longue date. La recherche pourrait également aider les scientifiques à mieux comprendre et prévoir les éruptions volcaniques.
"Les signaux que nous enregistrons dans les geysers peuvent imposer de meilleures contraintes sur les sources qui génèrent ces signaux dans les volcans", a déclaré Shaul Hurwitz, co-auteur de l'étude et hydrologue de recherche au U.S. Geological Survey à Menlo Park, en Californie.
Mini volcans
Les geysers sont comme des volcans miniatures, avec de minuscules tremblements qui avertissent des explosions à venir et des fluides chauds mortels se déversant dans l'air. Les grandes différences entre les deux sont la plomberie - eau contre lave - et la ponctualité. Mais la prévisibilité des geysers en fait un banc d'essai idéal pour comprendre le fonctionnement des éruptions.
En 2010, Hurwitz a rassemblé une douzaine de boulangers de géoscientifiques du monde entier pour une expérience d'une semaine au Lone Star Geyser. Ils ont mesuré le débit d'eau, les mouvements du sol, les ondes sismiques et les ondes sonores, et enregistré des vidéos visibles et infrarouges à grande vitesse. Lone Star Geyser éclate toutes les trois heures.
Les résultats aident à expliquer les processus contrôlant les jolis jets d'eau et de vapeur d'un geyser, ainsi que ce qui se passe sous terre avant, pendant et après une éruption, ont déclaré les chercheurs. Les résultats ont été publiés le 19 juin dans le Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Quatre phases
L'expérience a révélé que l'éruption de Lone Star a quatre phases distinctes, chacune avec un signal géophysique unique, a déclaré Hurwitz. À mesure que la pression monte sous terre, une phase de "pré-lecture", avec des impulsions de vapeur et d'eau, signale l'éclatement à venir. Ensuite, l'éruption commence, avec des fontaines d'eau et de vapeur à 36 à 63 mph (58 à 101 km / h). Les chercheurs ont suivi les particules dans l'eau projetée avec les caméras à haute vitesse pour calculer la vitesse. Une phase de post-éruption silencieuse s'ensuit, se terminant par une phase de recharge tandis que le cône de geyser se recharge.
Environ la moitié des 1 000 geysers connus dans le monde se trouvent à Yellowstone, qui est un énorme champ volcanique qui a vu au moins trois éruptions géantes formant une caldeira dans le passé. Les geysers comme Old Faithful et Lone Star se trouvent généralement près des volcans récemment actifs, où le magma peut chauffer l'eau souterraine. Ils se forment lorsque les points d'étranglement empêchent l'eau et la vapeur de remonter sous terre, piégeant les bulles qui finissent par exploser en une éruption de geyser de fontaine.
Ce qui est souterrain
La production totale de chaleur du Lone Star Geyser s'est avérée être d'environ 1,4 mégawatts, ce qui est suffisamment d'énergie pour alimenter 1 000 foyers pendant une heure. Mais la chaleur représente moins de 0,1% de la chaleur dégagée par l'ensemble de la caldeira de Yellowstone, a déclaré Hurwitz. Cela suggère que la majeure partie de la chaleur essayant de s'échapper à la surface (du magma au fond de la croûte) rayonne à travers les caractéristiques géothermiques qui dégagent de la vapeur, comme dans la partie est du parc.
"La vapeur peut transporter beaucoup de chaleur", a déclaré Hurwitz. "Même si vous avez pris tous les geysers de Yellowstone, la chaleur dégagée totale est relativement négligeable."
Hurwitz et ses co-auteurs préparent actuellement un autre article de journal sur la forme de la plomberie souterraine de Lone Star Geyser, a-t-il déclaré.
Des études publiées récemment sur les geysers de la vallée des geysers de la péninsule du Kamchatka en Russie et de Old Faithful de Yellowstone ont révélé que de nombreuses chambres de geyser peuvent être en forme d'oeuf au lieu de tuyaux longs et étroits, comme les chercheurs l'avaient pensé auparavant.
"Les geysers ne sont pas aussi simples qu'on peut voir à l'œil", a déclaré Hurwitz.
