Geyser

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Le Old Faithful à Yellowstone (États-Unis) Un geyser est un type particulier de sources d'eau chaude qui jaillit par intermittence en projetant de l'eau à haute température et de la vapeur. Le terme geyser provient de Geysir, le nom du plus célèbre geyser islandais, dont l'étymologie est liée au verbe islandais gjósa (en français jaillir).
Geyser

Le Old Faithful à Yellowstone (États-Unis) Un geyser est un type particulier de sources d'eau chaude qui jaillit par intermittence en projetant de l'eau à haute température et de la vapeur. Le terme geyser provient de Geysir, le nom du plus célèbre geyser islandais, dont l'étymologie est liée au verbe islandais gjósa (en français jaillir).

Description

Le geyser Strokkur en Islande L'activité des geysers, comme celle de toutes les sources chaudes, est liée à une infiltration d'eau en profondeur. L'eau est chauffée par sa rencontre avec une roche, elle même chauffée par le magma en fusion ou par l'action du gradient géothermique (la température et la pression augmentent avec la profondeur), c'est pourquoi il est possible de trouver des sources d'eau chaude et des geysers dans les régions non volcaniques. Cette eau, chauffée et mise sous pression, rejaillit alors vers la surface par effet de convection. Les geysers diffèrent des simples sources chaudes par la structure géologique souterraine. L'orifice de surface est généralement étroit, relié à des conduits fins qui mènent à d'imposants réservoirs d'eau souterrains. L'intensité des forces en jeu explique la rareté du phénomène. Autour de nombreuses zones volcaniques, on peut trouver des sources chaudes accompagnées de fumerolles (île Sainte-Lucie, Java, Dallol, etc). Mais souvent, les roches sont trop friables, ce qui génère une érosion rapide et condamne l'apparition d'un geyser qui doit disposer de conduits naturels étroits et résistants. L'activité d'un geyser est assez fragile et capricieuse et certains se sont éteints parce qu'on y avait simplement jeté des déchets. L'autre raison est bien entendu l'exploitation de l'énergie géothermique. En effet, certains geysers ne sont plus actifs suite à l'intervention humaine, notamment après la construction de centrales géothermiques. Il ne faut pas confondre un geyser avec d'autres phénomènes paravolcaniques :
- une fumerolle est une fissure lâchant des panaches de fumées sulfureuses et de la vapeur d'eau
-Une source chaude est un bassin thermal, allant de 30° à 100°, ou un lac géothermique très chaud (comme le Prismatic Spring par exemple);
- une mare de boue est un petit lac d'eau bouillonante brassant des sédiments à sa surface (boue, argile, materiaux volcaniques... etc) ;
- une mofette est un puits d'eau chaude avec des remontées de bulles de gaz parfois toxiques.

Cycle éruptif

Le steamboat Geyser au Yellowstone. La première phase d'un cycle éruptif d'un geyser est le remplissage de la colonne d'eau. La température de cette eau diminue alors au sommet de la colonne ce qui n'est pas le cas de celle du réservoir à cause de l'étroitesse du conduit. La pression de l'eau dans le bas de la colonne est telle qu'elle permet à l'eau de ne pas entrer en ébullition au-delà de 100°C. Lorsque la densité de l'eau surchauffée dans le bas de la colonne ne peut plus vaincre la pression, cette couche d'eau chaude commence à remonter dans le conduit. La pression et la température diminuant, la remontée s'accélère d'autant plus vite que les premières bulles de gaz se forment. L'eau présente en surface de la colonne d'eau est alors poussée hors du conduit formant une masse d'eau s'écoulant sur les cotés du conduit. Les bulles de gaz mêlées à la colonne d'eau chaude perce alors la surface et jaillit en un jet pouvant atteindre plusieurs mètres de hauteur. Une fois l'eau chaude expulsée et la pression retombée, un nouveau cycle éruptif reprend avec le remplissage de la colonne d'eau.

Types de geyser

Il existe deux types de geysers. Le geyser dit « fontaine » est terminé par un cône étroit, avec un conduit très fin. Lorsqu'une éruption se produit et qu'une colonne d'eau jaillit, elle est en fait expulsée par la pression due à l'étroitesse du conduit. C'est le cas par exemple d'Old Faithful. L'autre type de geyser est le geyser dit « gazeux ». Il s'agit généralement d'une source chaude qui, lorsque du gaz est expulsé, fait remonter les bulles d'eau qui explosent au contact de la surface et qui créent une large colonne d'eau, souvent de courte durée. C'est le cas par exemple du Strokkur.

Séquence éruptive d'un geyser en image

Répartition géographique

Geysers del Tatio (Chili) Geyser au Japon (Nagano) Les geysers sont relativement assez rares car dépendants de conditions climatiques et géologiques que l'on ne retrouve qu'en peu d'endroits sur terre. Il existe de par le monde cinq zones principales de geysers et six autres zones secondaires avec moins de geysers :
- le parc national de Yellowstone situé dans le Wyoming (États-Unis) concentre les deux tiers des geysers existant dans le monde ;
- l'Islande ;
- la péninsule du Kamtchatka en Russie (la célèbre Vallée des geysers fut complétement détruite suite au glissement du terrain survenu le 4 mai 2007);
- les geysers del Tatio au Chili ;
- l'île du Nord en Nouvelle-Zélande ;
- le cratère du volcan Dallol en Éthiopie ;
- le volcan de la Soufrière à Sainte-Lucie ;
-Au fond du cratère du volcan Mahawu, en Sulawesi
- Il y en a eu au Nevada, malheureusement éteints à cause de l'industrie thermale, mais il existe un au Utah, le Fly geyser ;
- au Pérou ;
- en Bolivie ;
- en Argentine (Copahue) ;
- en Alaska (États-Unis): île Umnak ;
- aux Açores ;
- au Kenya, dans le lac Bogoria ;
- au Japon.

Quelques exemples de geysers dans le monde :

Yellowstone est de loin la zone la plus active au monde avec près de 400 geysers recensés. Le parc possède en outre les deux spécimens les plus imposants dont le célèbre Old Faithfull. Dallol est célèbre par ses concrétions de soufre et de sel fondu. Des petits geysers gazeux apparaissent dans le site Aux Acores, il s'agit surtout d'eaux très chaudes mélangées à de l'oxyde de fer fondu. Au Kenya, c'est au lac Bogoria, situé dans le même axe volcanique que le fameux lac Turkana, que l'on peut trouver des dizaines de sources chaudes bouillonnantes et des geysers, gazeux et en cônes. À Sainte-Lucie, on trouve en particulier des fumerolles et des mares de boues. De petits geysers sont aussi présents mais ne dépassent pas les 50 centimètres. Image:Vixen Geyser at Norris Geyser Basin in Yellowstone-750px.jpg|Le Vixen Geyser à Yellowstone Image:Tatio 02.jpg|Geyser du Tatio au Chili Image:Clepsydra_Geyser_at_Fountain_Paint_Pot_in_Yellowstone-750px.jpg|Le geyser de la Clepsydre à Yellowstone | | |

Faux geysers

Puits géothermique jaillissant du Old Faithful of California à Calistoga en Californie Dans des endroits où il existe une activité géothermique, l'homme a parfois foré le sol, bâti des conduits étanches qui permettent à des sources chaudes de jaillir comme des geysers. Ces geysers artificiels sont appelés « puits géothermiques jaillissant ». Le résultat peut être assez spectaculaire comme pour le Old Faithful of California à Calistoga en Californie. Il arrive également que des sources d'eau froide jaillissent à la manière d'un geyser par la pression du dioxyde de carbone dissout dans l'eau. Il ne s'agit pas non plus de geysers mais on les appelle pourtant souvent « geysers d'eau froide ». Un des plus connus est le Crystal Geyser dans l'état de l'Utah. Il peut aussi s'agir d'un puits artésien mais dans ce cas la pression provient de la configuration géologique de la nappe d'eau, la sortie de l'eau étant un point bas de la nappe aquifère. Un jaillissement perpétuel (en anglais perpetual spouter) est une source chaude ou un puits géothermique dont l'eau jaillit en permanence. On les appelle également parfois geysers mais ils n'en font pas vraiment partie car leur rythme est trop régulier. Autre cas surprenant d'apparition de geysers artificiels : le cas, en 1890, de l'apparition du Fly geyser, en plein milieu du Black rock désert, (Utah, USA). Ce geyser, encore actif aujourd'hui, à été créé alors que les propriétaires d'un ranch ont foré accidentellement une nappe d'eau surchauffée. Il en résulte l'apparition d'un geyser rouge et orange, terminé par trois cônes, juché sur une plateforme de calcaire en plein milieu du désert.

Vie bactérienne

Grand Prismatic Spring Les sources chaudes et les geysers peuvent abriter des archéobactéries résistant à l'eau très chaude et au manque d'oxygène. Les couleurs rouges, jaunes bleues et vertes des bassins thermaux, les filaments blancs ou les sorte de «feuilles» brunes et gluantes entourant la mare d'eau chaude d'un geyser ou d'une mofette sont en fait des organismes thermophiles (ou des types distincts de cyanobactéries), vivant dans l'eau soufrée et surchauffée des bassins thermaux. C'est seulement dans les années 1960 que les scientifiques purent démontrer l'existence de ces archéobactéries vivants dans l'eau des sources chaudes, et en particulier l'éspèce Thermus aquaticus, décrite par Thomas Brock en 1969, notamment grâce aux études menées au Yellowstone, et en particulier dans le bassin du Grand Prismatic Spring. Cette découverte à été très utile pour la communauté scientifique car elle a démontré le rôle joué par les cyanobactéries dans l'apparition de l'atmosphère terrestre : pendant le précambrien, l'eau de mer était à environ 80° C, c'est-à-dire à la même température que les sources chaudes d'aujourd'hui, et les archéobactéries abondaient dans les eaux des océans. Rappelons que ce sont les cyanobactéries qui sont à l'origine de la photosynthèse et qui ont ainsi modifié l'atmosphère terrestre.

Geysers extra-terrestres

La Terre n'est pas la seule planète à posséder des geysers. Trois satellites de notre système solaire, Triton, Encelade et Io, en possèdent. Ces geysers sont différents des nôtres en bien des points, que ce soit leur température, leur composition ou leur géologie externe :
-Sur Triton, une lune de Neptune, des panaches d'azote liquide ont été observés. On ne connaît pas l'origine de ces geysers mais l'action du Soleil y est sans doute prédominante. Sous la surface glacée du satellite, de l'azote liquide se transformerait en vapeur puis s'échapperait par des fissures. Les panaches des geysers d'azote montent jusqu'à 8 000 mètres dans l'atmosphère de Triton avant de retomber sous forme de neige azotée. Ce phénomène est appelé cryovolcanisme.
-Sur la surface d’Io, un satellite de Jupiter qui est l'objet spatial le plus actif du système solaire, avec son volcanisme soufré, la sonde Galileo a remarqué des panaches de soufre de plusieurs kilomètres projetés dans la stratosphère par des volcans et des geysers.
-Sur Encelade, satellite de Saturne, la sonde Cassini a remarqué à sa surface des petits geysers lâchant des panaches de fumée d'eau glacée, appelés "geysers froids". Image:Saturn seen from Enceladus (artist concept).jpg|Geyser sur Encelade (vue d'artiste) Image:Geysers on Triton.gif|Geyser sur Triton Image:Iosurface gal.jpg|Haut volcanisme d’Io, où l'ont peut apercevoir des volcans et des geysers

Voir aussi

-Yellowstone
-Furnas (Portugal)
-Dallol ===
Sujets connexes
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