Sous Pression -Geysers

Pendant des siècles, les geysers ont capturé notre imagination, dans des endroits comme le parc national de Yellowstone, où 4 millions de visiteurs affluent chaque année.

C’est en partie parce que les geysers sont spectaculaires, et en partie parce qu’ils sont rares. Il n’y en a qu’environ 1 000 dans le monde, et près de la moitié d’entre eux se trouvent à Yellowstone. La plupart des autres se produisent dans seulement cinq pays.

Pourquoi y en a-t-il si peu ? Ils nécessitent une géologie très spécialisée.

À la surface, ils ont besoin de caprock, pour piéger l’eau. Dans le sous-sol, ils ont besoin de fissures dans la roche, afin que l’eau puisse s’écouler et s’accumuler dans les réservoirs et les cavités.

En dessous de cela, ils ont besoin d’une chaleur intense — tous les geysers se trouvent dans des zones volcaniques.

Le fond de la colonne d’eau du geyser est le plus proche de la chaleur, sous une pression plus élevée — ce qui augmente le point d’ébullition. Ainsi, l’eau continue de chauffer sans se convertir en vapeur.

La chaleur remonte la colonne d’eau et finit par atteindre le sommet. Là, la pression est plus basse, de sorte que l’eau peut bouillir.

Lorsqu’il se transforme en vapeur, il libère une pression sur l’eau juste en dessous. Qui peut maintenant bouillir, relâchant la pression sur l’eau plus bas, et ainsi de suite. Cette réaction en chaîne produit d’énormes volumes de vapeur, qui éclatent au sommet du geyser.

Dans les grands geysers, la vapeur peut transporter des milliers de gallons d’eau bouillante dans l’air, dans des fontaines qui peuvent durer de quelques secondes à quelques heures et atteindre des hauteurs allant jusqu’à 300 pieds.

Si vous allez en voir un, préparez-vous à être surpris. C’est l’un des plus grands spectacles de la nature.

Contexte: Sous pression – Geysers

Synopsis: Avec leurs démonstrations spectaculaires, les geysers ont toujours capturé l’imagination des humains. Un geyser thermique est un type rare de source chaude qui fait éclater épisodiquement de l’eau et de la vapeur. Les geysers démontrent l’exemple le plus pur et le plus ancien de l’énergie géothermique.

• Les geysers sont rares. Il n’y a qu’environ 1 000 geysers dans le monde, et environ la moitié se trouvent dans le parc national de Yellowstone aux États-Unis. D’autres se trouvent en Islande, au Kamtchatka (Russie), au Kenya, en Nouvelle-Zélande et au Chili.
  • Le geyser le plus célèbre au monde est Old Faithful du parc national de Yellowstone, qui entre en éruption toutes les 90 minutes environ.
  • Le geyser de Steamboat dans le parc national de Yellowstone est le plus haut geyser existant, avec des éruptions de plus de 400 pieds de haut, mais il n’a éclaté que sporadiquement 10 fois au cours des 20 dernières années.
  • Le geyser de Waimangu en Nouvelle-Zélande était le plus haut geyser du monde jusqu’à ce qu’un glissement de terrain en 1904 modifie son hydrologie. Ses éruptions étaient spectaculaires, certains projetant des jets d’eau noire et des roches jusqu’à plus de 1 400 pieds dans les airs. En 1903, quatre spectateurs ont perdu la vie dans une éruption surprise; leurs corps bouillis ont été récupérés à environ un kilomètre en aval.
• Les geysers nécessitent une combinaison rare de conditions naturelles spéciales pour se former.
  • Tous les geysers se trouvent dans des zones de magmatisme actif où le magma de refroidissement dans le sous-sol est généralement de quelques kilomètres de profondeur.
  • Des geysers de fontaines éclatent des piscines, et des geysers de cônes éclatent des monticules qu’ils construisent à la surface de la Terre. Les fumerolles évacuent la vapeur directement à la surface.
  • Les geysers sont plus fréquents aux hautes latitudes.
  • Ils nécessitent une recharge d’eau provenant de précipitations abondantes locales ou lointaines dans le sous-sol, et s’écoulent à travers les fissures et les cavités où ils sont chauffés.
    • Les cavités plus profondes et plus grandes ont généralement des éruptions plus grandes et plus régulières, surtout si elles sont séparées hydrauliquement.
    • Les geysers interconnectés dans le sous-sol s’influencent mutuellement, ce qui tend à les rendre moins prévisibles.
  • Les geysers se produisent généralement là où des dépôts glaciaires recouvrent des coulées de rhyolite riches en SiO2 ou des dépôts de pierre ponce qui fournissent une source de silice qui est ensuite déposée sous forme de frittage croustillant à la surface du sol.
  • Le caprock à faible perméabilité est nécessaire pour piéger les fluides dans les cavités souterraines.
• Les éruptions sont causées par la décompression du système lorsque l’énergie thermique est convertie en énergie cinétique. Que se passe-t-il lors d’une éruption de geyser?
  • Avant les éruptions majeures, les geysers peuvent produire des éruptions mineures, indiquant que le spectacle est sur le point de commencer.
  • L’ébullition dans le système de geyser s’initie au sommet de la colonne d’eau.
  • Lorsque l’éruption commence, la pression diminue et l’eau se transforme en vapeur pouvant représenter plus de 2 000 fois le volume de l’eau liquide.
  • Au fur et à mesure que l’éruption progresse, l’ébullition dans les conduits de geyser se propage vers le bas; de la vapeur générée à de plus grandes profondeurs et dans des cavités pénètre dans le conduit jusqu’à ce que toute l’eau liquide se soit convertie en vapeur.
  • L’éruption se termine lorsque la pression dans le réservoir souterrain est égale à la pression atmosphérique.
• Les geysers sont fragiles. Si leur source d’eau est coupée ou si la configuration des fractures et des cavités est modifiée, les intervalles d’éruption peuvent changer ou s’arrêter complètement.
  • Les tremblements de terre et les glissements de terrain ont dévasté de nombreux geysers.
  • Une réduction des précipitations et de la recharge en eau peut diminuer la source d’eau, ralentir ou mettre fin au débit du geyser.
  • La production d’énergie géothermique a un impact sur les geysers à proximité.
  • Le vandalisme peut détruire les geysers.
• Existe-t-il des geysers fossiles ?
  • Les systèmes paléo-geyser seraient très difficiles à distinguer des systèmes fossiles de sources chaudes dans les terrains volcaniques.
  • Les dépôts fossiles de sources chaudes dans les anciens dépôts volcaniques sont très rares car ils sont fragiles et ont tendance à être érodés du paysage.
  • Seulement quelques douzaines de dépôts thermaux possibles ont été documentés à partir de roches plus anciennes que le Pléistocène, bien que quelques-uns aussi vieux que le Paléozoïque aient été documentés.
    

    

Références: Sous Pression —Geysers

Dynamique Fascinante et Complexe des Éruptions de Geyser / Revue Annuelle des Sciences de la Terre et des Planètes

Qu’est-ce qu’un Geyser? | Geology.com

Comment fonctionnent les Geysers / howstuffworks.com

Pourquoi Les Geysers Éclatent-Ils? /LiveScience

La mort dans le Geyser / Étoile du soir en Nouvelle-Zélande Août 1903

Environnements et écosystèmes de sources chaudes | Dr Alan Channing, Université de Cardiff

Contributeurs: Shaul Hurwitz (USGS), Michael Manga (UC Berkeley), Juli Hennings, Harry Lynch