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Le Old Faithfull à Yellowstone (États-Unis)

Un geyser est un type particulier de sources d'eau chaude qui jaillit par intermittence en projetant de l'eau chaude 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, bouillonner).

Description

Le geyser Strokkur en Islande

L'activité des geysers, comme celle de toutes les sources chaudes, est liée une infiltration d'eau en profondeur jusqu'à la rencontre d'une roche chauffée par le magma en fusion. 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.

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 ou un lac géothermique très chaud (comme le Prismatic Spring par exemple);
• une mare de boue est un petit lac d'eau chaude brassant des sédiments à sa surface (boue, argile, souffre, calcaire, fer, sable, etc) ;
• une mofette est un puits d'eau chaude avec des remontées de bulles de gaz.

Cycle éruptif

Le stemboat 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 en fait soit d'une mofette, soit d'une source chaude ou soit d'une fumerolle 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

Le geyser de Strokkur, Islande, en éruption
Vidange de la colonne d'eau	Arrivée des bulles de gaz
Naissance du geyser	Vidange de la colonne d'eau

Répartition géographique

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 ;
• 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 Nord du Nevada (États-Unis) où beaucoup de geysers sont inactifs à cause de l'industrie thermale mais dont certains sont encore actif (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.

Le volcan Dallol est surtout une zone de plate-formes de soufre et de formations bactériennes. Les curieuses formations géologiques qu'y si trouvent sont les conséquences d'un haut volcanisme.

Aux Açores, il s'agit surtout d'eaux très chaudes mélangées à de l'oxyde de fer fondu.

Au Japon, les geysers se situent surtout au nord du pays où le volcanisme est plus vaste.

Au Kenya, ce sont surtout la présence de fumerolles, de dépôts de soufre et d'oxyde de fer que l'on retrouve dans les environs du lac Turkana qui caractérisent sa zone géothermique, mais certains geysers ont été recensés.

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.

Le Vixen Geyser à Yellowstone

Geyser du Tatio au Chili

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 surprennant d'apparition de geysers artificiels : le cas, en 1890, de l'apparition du Fly geyser, en plein milieu du Black rock desert, (uta, USA). Ce geyser, encore actif aujourd'hui, à été créé alors que les propriétaires d'un ranch ont forrés accidentèllement une nappe d'eau surchauffée. Il en résulte l'apparition d'un geyser rouge et orange, términé par trois cônes, juché sur une plateforme de calcaire en plein milieu du desert.

Vie bactérienne

Bactéries thermophiles (en bleu et brun) vivant dans la fumerole du Grand Prismatic Spring

Les geysers, à l'instar des stromatolithes australiens, 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 cyanobacteries), vivants dans l'eau soufrée et chauffée des fumeroles. C'est seulement dans les années 60 que les scientifiques purent démontrer l'existence des ces archéobactéries, notamment grâce aux études menées au Yellowstone, et en particulier dans le bassin du Grand Prismatic Spring. Ces études ont été très utiles pour mieux connaitre les condition de l'apparition de la vie, car il semblerait qu'il y a 4 milliards d'années, alors que l'atmosphère de la terre était irrespirable et que l'eau des océans était à plus de 150°, les algues bleues, supportant les températures de l'eau, furent parmi les premiers êtres vivants apparus sur terre, responsables de la création de la photosynthèse et donc de la formation de l'oxygène sur terre.

Geysers extra-terrestres

La terre n'est pas la seule planète à posseder des geysers. 3 satellites de notre système solaire, Triton, Encélade et Io, en possèdent. Ces geysers sont differents des notres en bien des points, que soit leur température, leur composition ou leur géologie externe :

• Sur Triton, la 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 de Io, un satellite de saturne mais aussi l'objet spatial le plus actif du système solaire, avec son volcanisme souffré, la sonde Galileo a remarqué des panaches de souffres de plusieurs kilomètres projetés dans la stratosphère par des volcans et des geysers de Io.

• Sur le planetoïde Encélade, satellite de Neptune, la sonde cassini a remarqué à sa surface des petits geysers lachant des panaches de fumées d'eau glacée, appelés "geysers froids" .

Geyser sur Encelade

Geyser sur Triton

Haut volcanisme de Io, ou l'ont peut appercevoir des volcans et des geysers

Voir aussi

• Yellowstone
• Furnas
• Dallol

Articles connexes

• Source chaude
• Fumerolle
• Mare de boue
• Mofette
• Solfatare
• Lac acide

Liens externes

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	Ressources multimédia sur Commons.
	Définition sur Wiktionnaire.

• (is) Galerie de photos
• (fr) Les satellites de Neptune

Sources

Références

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