Nouvelle photo d’eau chaude sous les geysers à Yellowstone

La vaste caldeira volcanique du parc national de Yellowstone n’est que la dernière d’une longue série de sites volcaniques, qui semblent tous être liés à matériau de point chaud Il peut atteindre le manteau terrestre. Beaucoup d’efforts ont été déployés pour retrouver ce matériau chaud, étant donné que certaines des éruptions précédentes étaient tout simplement trop massives.

Mais il existe également un lien entre cette substance chaude et des caractéristiques telles que les geysers et les sources chaudes qui font de Yellowstone une destination touristique majeure. Il est très difficile de retracer ces liens. Mais une nouvelle étude a proposé une carte montrant comment l’eau chaude de Yellowstone coule sous les pieds des visiteurs et pourquoi elle atteint la surface à des endroits spécifiques.

Cartographie de plomberie

Nous avons tendance à parler de l’eau sous nos pieds comme voyageant à travers des rivières souterraines, mais cela crée une image trompeuse. En fait, l’eau s’infiltre en un large flux à travers des matériaux perméables, son chemin étant dévié par des choses comme des failles et des roches dures et imperméables comme le granit. En garder une trace n’est pas la chose la plus simple.

Pour obtenir une image claire de Yellowstone, les chercheurs ont fait voler un hélicoptère à travers la caldeira le long d’une série de lignes distantes de 250 mètres. A son bord se trouvait un instrument sensible aux champs électromagnétiques, permettant de mesurer la résistance et la susceptibilité magnétique de la zone sous l’hélicoptère. Avec toutes les données en main, les chercheurs peuvent construire un modèle des propriétés jusqu’à quelques centaines de mètres sous la surface.

L’eau est un liquide hautement polaire, qui modifie les propriétés électromagnétiques de toutes les roches qu’elle traverse. L’eau interagissant avec les roches chaudes sous Yellowstone contiendra beaucoup de matières dissoutes, ce qui modifie encore plus la conductivité électrique de l’eau.

Nous savons quelque chose sur la structure rocheuse sous Yellowstone en forant des puits à des endroits spécifiques du site. Il existe d’anciennes roches cohésives, des cratères lâches d’éruptions explosives et une variété d’argiles, qui peuvent ou non contenir de l’eau chaude. Les informations sur tous ces matériaux ont contribué à éclairer le modèle 3D que les chercheurs ont produit.

il se passe beaucoup de choses

Comme on pouvait s’y attendre, il y avait des preuves de vastes zones remplies d’eau chaude sous les nombreux geysers de la caldeira. Mais ces zones n’étaient pas souvent directement en dessous des champs de geysers eux-mêmes. Au lieu de cela, il était souvent recouvert de roches et de boue qui ne permettaient pas un écoulement fluide vers le haut. Dans de nombreux cas, l’eau chaude remontait à travers les failles, créant des lacunes dans la roche imperméable – et les failles apparaissaient comme des stries d’eau chaude bien définies.

Une fois près de la surface, l’eau chaude frappe souvent une couverture de sédiments volcaniques imperméables. En général, les champs de geysers sont définis comme une lacune dans ces sédiments, qui permet à l’eau chaude d’atteindre la surface sur une zone relativement large.

En plus d’alimenter les champs de geysers, une partie de l’eau chaude se déplaçait horizontalement le long de lignes de matériau perméable près de la surface. Parfois, cela entraînait le mélange d’eau chaude à partir de plusieurs défauts avant d’apparaître dans le réchauffeur. Dans d’autres cas, l’eau chaude se mélange aux eaux souterraines de la région, créant des températures douces qui alimentent les sources chaudes autour de la caldeira. À certains endroits, cette eau chaude s’est écoulée à l’extérieur de la zone couverte par l’hélicoptère.

La précision de cette prise de vue n’est pas excellente et de nombreux détails (tels que les armoires et les crevasses sous les radiateurs individuels) ne peuvent pas être résolus. Mais l’imagerie aide à comprendre certains des phénomènes que nous avons déjà observés. Il montre que le site associé aux essaims de petits tremblements de terre sous le lac Yellowstone est une zone où l’eau chaude se déplace vers la surface. L’association entre certains geysers et des sources spécifiques peut aider à expliquer la différence de composition minérale dissoute dans l’eau à différents endroits.

Ainsi, bien que le nouveau travail ne soit pas une image complète de Yellowstone, il rassemble des informations que nous avons déjà et pourrait aider à guider les efforts futurs pour comprendre l’un des volcans les plus célèbres d’Amérique du Nord.

Nature, 2022. DOI : 10.1038 / s41586-021-04379-1 (À propos des DOI).