Les scientifiques commencent tout juste à comprendre comment fonctionne le travail de Old Faithful / geysers

Toutes les 90 minutes environ, une foule se rassemble sur un trottoir de bois tandis que la vapeur s’échappe d’une fissure dans le sol. Assez rapidement, un jet d'eau atteignant 184 pieds de haut jaillit du sol pendant environ 90 secondes. Et 90 minutes plus tard, tout recommence. Old Faithful est l’un des sites les plus célèbres du parc national de Yellowstone, mais malgré toute sa popularité, nous ne savons pas exactement comment fonctionne le geyser prévisible. Quelque chose chauffe cette eau et la force à sortir à intervalles réguliers, mais la mécanique exacte est restée un mystère. Grâce à une nouvelle étude, nous avons maintenant une image plus claire de ce à quoi les choses ressemblent sous terre.

Dans les années 1990, des scientifiques ont utilisé une caméra sur l'œsophage de Old Faithful, capturant une vidéo de l'eau bouillante et des formations de silicium agglomérées, les plus proches de la surface. Sinon, la technologie a jusqu'ici limité ce que nous pouvons découvrir sur la fonction hydrothermale sans être sérieusement brûlée par une eau à 204 degrés Fahrenheit. Récemment, une équipe de scientifiques de l'Université de l'Utah a décidé d'essayer un nouvel outil, une série de petits capteurs de ondes sismiques, afin de déterminer s'il pourrait les aider à mieux comprendre Old Faithful. Les résultats étaient prometteurs: non seulement ils pourraient voir la différence entre une coulée de lave et du gravier glaciaire, mais ils pourraient aussi voir un immense réservoir juste à l'ouest du geyser. Ce réservoir, situé approximativement sous Old Inn Faithful Inn, est probablement une source de fluide pour le geyser. C'est la première fois que nous examinons le système, et cela change la façon dont les scientifiques pensent que Old Faithful fonctionne.

«Certaines études suggèrent qu'il existe peut-être une cavité sous ou légèrement du côté du conduit Old Faithful, mais cela n'est pas vraiment prouvé», déclare Fan-Chi Lin, géologue de l'équipe de l'Université de l'Utah. On a pensé que si cette cavité existait, elle pourrait alors piéger les bulles de vapeur et d'eau, laissant la pression s'accumuler jusqu'à l'éruption. Mais si la cavité est en réalité un réservoir de fluide géant plus éloigné, à environ 100 mètres au sud-ouest, selon Lin et ses collègues, les éruptions doivent se produire de manière différente..

Pour cartographier le sous-sol autour d’Old Faithful, l’équipe de l’Université de l’Utah a bravé le froid une fois que les touristes se sont retirés pour la saison et ont installé un ensemble de 133 capteurs. Leur objectif était de mesurer les vibrations dans le sol générées par les éruptions du geyser et de voir à quelle vitesse elles se déplaçaient à travers la roche environnante. Les capteurs sont restés assis autour de Old Faithful pendant deux semaines, recueillant quatre téraoctets de données décrivant les vibrations du sol, même si quelques-unes ont été mâchées par des animaux, probablement des coyotes curieux..

Sin-Mei Wu, co-auteur de l'étude, a ensuite utilisé un programme informatique pour identifier les vibrations à chaque capteur qui étaient définitivement causées par les éruptions. En se basant sur l'heure de l'éruption, captée par les capteurs les plus proches de la ventilation, Wu a examiné le moment où la vibration est arrivée aux capteurs plus loin. Les géologues peuvent déduire les propriétés des matériaux souterrains en fonction du temps nécessaire au passage d'une vibration pour les traverser..

"Nous pouvons voir qu'il y a une zone de vagues qui a considérablement ralenti", a déclaré Lin. "C'est probablement parce que l'eau résiste réellement à la propagation des ondes, ce qui ralentit les vagues." La lenteur du déplacement des ondes de vibration peut également les aider à estimer le volume d'eau sous terre. Lin et Wu disent que c'est environ 300 000 mètres cubes d'eau. En comparaison, Old Faithful n’émet qu’une trentaine de mètres cubes à chaque éruption..

«Peut-être qu’il s’agit d’un réservoir énorme, il produit un fluide hydrothermal constant alimentant le système et produisant cette éruption toutes les 90 minutes environ», déclare Lin. Et l'équipe n'a fait qu'effleurer la surface. Ils n'en savent toujours pas assez sur les structures plus profondes qui font partie du supervolcan de Yellowstone, et espèrent créer une image de la chambre magmatique sous-jacente. "Cela finira par donner une meilleure idée de l'aléa volcanique de la région."

Lin note que cette étude ne nous parle que de Old Faithful. Nous n'avons aucune idée si cela fonctionne comme les autres geysers, car nous n'avons pas été en mesure de les imager non plus. «Nous prévoyons d'installer ce type de réseau sur d'autres systèmes hydrothermaux», a-t-il déclaré. Le bassin de geyser de Norris, également à Yellowstone, est de plus en plus chaud. Cette technologie pourrait donc aider le service des parcs nationaux à déterminer si la structure souterraine est en train de changer et si elle doit ou non bloquer la zone en cas d'explosion imminente.

Les informations pourraient également aider le Park Service à protéger les structures, y compris le Old Faithful Inn, achevé en 1904. "Ils ont essayé de creuser pour renforcer la base de la structure et ont atteint très peu de profondeur le fluide hydrothermal très chaud", explique Lin. «Il y a certaines inquiétudes quant à l'existence d'une activité hydrothermale active juste en dessous de certains bâtiments.»

L’équipe projette de braver la neige et les coyotes une nouvelle fois en novembre pour constituer une autre équipe près de Geyser Hill. Les petits capteurs sont un outil puissant pour résoudre les mystères géologiques de certains des plus grands spectacles de la nature..