Geyser et source chaude

Les volcans sont d’énormes sources de chaleur qui peuvent perdurer des milliers d’années après l’arrêt de leur activité éruptive. Cette chaleur peut se manifester sous forme de fumerolles, de sources chaudes ou de geysers.

Phénomènes spectaculaires, les geysers sont de véritables volcans d’eau qui projettent, de façon continue ou intermittente, d’immenses jets de vapeur et d’eau très chaude. La plupart des geysers sont situés dans des régions volcaniques où le magma est relativement proche de la surface terrestre. On les trouve notamment en Islande, en Nouvelle-Zélande et aux États-Unis, dans le célèbre parc de Yellowstone qui en compte à lui seul plus de 250.
Le nom de geyser vient de Geysir « jaillir » en islandais.

La formation des geysers

Trois conditions sont nécessaires à la formation des geysers:

• La présence d’un circuit souterrain où l’eau qui s’infiltre dans le sol peut circuler puis remonter à la surface
• Un réservoir, où cette eau peut s’accumuler
• La proximité d’une poche de magma (roche en fusion) qui réchauffe l’eau emprisonnée

L’eau s’infiltre d’abord dans le sol et s’accumule dans des cavités, à proximité d’une poche de magma.

Ainsi chauffée, l’eau se transforme peu à peu en vapeur. La pression s’accroît et propulse vers la surface un puissant jet d’eau et de vapeur. La durée du phénomène varie de quelques minutes à quelques heures. Le jet d’eau s’affaisse lorsque la cavité ne contient plus d’eau ni de vapeur.

Le conduit d’un geyser peut être très complexe mais le principe de base ne varie pas :

La nappe d’eau souterraine est prisonnière d’un réservoir dans lequel elle est surchauffée bien au-delà de la température normale d’ébullition. La pression finit par se relâcher, l’eau se met à bouillir instantanément et elle jaillit en hauteur lorsqu’elle s’échappe du réservoir.

Les jets de vapeur et d’eau qui jaillissent du sol atteignent parfois plus de 100 m de hauteur. Le plus haut geyser encore en activité se trouve dans le parc national de Yellowstone: il s’agit du Steamboat, dont le jet dépasse 110 m de hauteur.

Old Faithful à Yellowstone. By Glenn william spdx . (CC BY-NC-ND 3.0)

Entre 1899 et 1904, en Nouvelle-Zélande, le geyser Waimangu produisait régulièrement un jet d’eau de plus de 450 m de hauteur, et celui-ci ne cessait que lorsque le niveau de la nappe d’eau souterraine baissait à la suite de la rupture d’un barrage naturel.

Les sources d’eau chaude

Outre les geysers, l’activité volcanique engendre plusieurs phénomènes géothermiques. Chauffés par les roches volcaniques, l’eau et les gaz présents dans le sol composent des paysages surprenants où jaillissent de la boue, de l’eau ou des fumées.

Des gaz remontent à la surface et forment des mares de boue où des particules de roches volcaniques décomposées se mêlent à l’eau.

Mare de boue en Papouasie-Nouvelle-Guinée

L’eau qui s’infiltre dans le sol près d’une zone volcanique est chauffée par les roches. Elle remonte à la surface et atteint des températures parfois très élevées. Plusieurs sources chaudes sont connues pour leurs vertus thérapeutiques, parmi lesquelles Bath, en Angleterre, et Vichy, en France.

Les sources chaudes sont classées en deux catégories :

• Celles qui sont localisées dans les zones de volcanisme à forte teneur en silices (minéraux), dont l’eau est normalement claire
• Celles qui sont sulfureuses et consistent en une boue bouillonnante

Les sources d’eau claire contiennent un grand nombre de minéraux dissous, surtout des silices, qui se déposent autour des sources d’eau quand l’eau refroidit.

Certaines forment des terrasses de tuf d’un blanc éblouissant, comme celles du parc national de Yellowstone et de Pamukkale en Turquie.

Mammoth Hot Springs. By Meganpru . (CC BY-NC-ND 3.0)

Les mares de boue bouillonnante se rencontrent dans les régions bourbeuses. La boue est souvent teintée de jaune en raison de la haute teneur en souffre. La température d’ébullition peut dépasser 100°C.
Il peut être dangereux de s’approcher trop près de ces mares.

Les fumerolles

Les fumerolles sont des émanations de gaz que l’on retrouve souvent sur les flancs des volcans. Comme les geysers, elles fusent de la terre par un conduit vertical en une colonne de vapeur soufrée.

Ce sont des gaz brûlants dont la composition est variable. L’un des gaz les plus fréquemment émis est le dioxyde de carbone.

On trouve également autour des fumerolles du soufre pur.

Vapeur soufrée qui s'échappe du volcan Kilauea à Hawaï

Comme il est plus lourd que l’air, il peut s’accumuler dans des cavités situées dans le sol. Il peut donc asphyxier animaux ou personnes qui s’y trouveraient pris au piège.

Geysers et sources chaudes célèbres dans le monde

Les sources chaudes et les fumerolles de Yamanouchi, près de Nagano au Japon, sont connues pour leurs occupants peu ordinaires. En effet, les macaques japonais prennent des bains dans une eau à plus de 45°C pour oublier les rigueurs de l’hiver.
Après 1960, les macaques ont découvert les bienfaits des bains dont l’eau est riche en minéraux. Depuis, ils ont pris l’habitude de prendre des bains en famille.

Les Japonais ont creusé deux bassins spécialement pour eux. Les hommes se baignent dans d’autres bassins.

Dans le Nevada, dans le Black Rock Desert, un triple geyser est entouré de bassins d’eau chaude qui sont retenus par des terrasses de travertin (carbonate de calcium).
Au cours du temps, les dépôts de minéraux ont édifiés trois sommets rocheux. Situé à 1 300 m d’altitude, la région du Fly Geyser constitue un spectacle magnifique.

Le Stokkur est l’un des plus célèbres geysers islandais. Entré en activité en 1789 à la suite d’un séisme, il a jailli régulièrement jusqu’à ce qu’un autre séisme l’obstrue en 1896.

Le cycle se répète toutes les 8 minutes. Cette régularité est due à l’intervention de l’homme qui a déblayé le conduit en 1963.

Avec le Geysir, le Strokkur est l’une des principales attractions touristiques de l’Islande.

C’est le Geysir, décrit pour la première fois en 1294, qui a donné son nom au mot geyser. Bien que l’activité volcanique ait cessé depuis 10 000 ans, la température peut atteindre 240°C en profondeur.
Le Geysir (sud-ouest de l’Islande) jaillit toutes les 8 à 10 heures depuis le tremblement de terre de juin 2000.

Waimangu se situe dans l’île du Nord, en Nouvelle-Zélande. La ceinture volcanique de l’île du Nord a connu de puissantes éruptions explosives au cours des 10 000 dernières années.

La vallée de Waimangu est une zone désolée pleine de cratères, de bassins bouillonnants et de geysers.
Un geyser, apparu en 1902, et actif jusqu’en 1905, jaillissait toutes les 5 à 30 minutes à plus de 450 mètres de haut.
C’est le plus haut geyser jamais observé.
La vallée était dominée par des geysers éparpillés et par une série de bassins roses et blancs étagés sur plusieurs niveaux, les White Terraces.

Les Maoris venaient s’y baignaient.

Le 10 juin 1886, tout a été anéanti par une violente éruption du mont Tarawera tout proche. L’éruption a enseveli trois villages maoris, tuant 155 personnes.
L’un de ces villages a été exhumé comme à Pompéi.

V.Battaglia (24.08.2005)

Références

Les Sites naturels, éditions Gründ 2003
Douglas Palmer. Planète Terre. Gallimard 2004
Volcano: Jump Into Science (Hardcover); Ellen Prager and Nancy Woodman. National Geographic Children's Books; Library Binding 2001
Volcano; DK Publishing . 2003

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Les volcans d’Auvergne peuvent-ils se réveiller ?

Pour les volcanologues, un volcan n’est jamais éteint. L’Auvergne comporte l’un des plus importants rassemblements de volcans au monde.
Sous ses « puys », le Massif Central cache une véritable marmite explosive. Actuellement, la chaîne des Puys nous semble bien inoffensive.
Pourtant, des traces qui ne sont pas si anciennes démontrent que ces volcans se sont « éteints » il n’y a pas si longtemps.
Bien que certaines dates soient discutées, des textes évoquent un passé plutôt mouvementé.

A quand remonte la dernière éruption des volcans d’Auvergne ?

Il y a la date officielle retenue par les volcanologues sur des preuves établies et il y a des traces plus controversées.

En creusant la piscine municipale de Clermont, on a découvert dans un lit de sable (autrefois la Limagne était un lac) des cendres volcaniques et des déchets organiques assez récents, datés par le carbone 14 à l’an 1050.

Volcans d'Auvergne. By Hellolapomme. (CC BY-SA 3.0)

Cependant, les cendres sont peut être plus anciennes que les débris d’où l’incertitude. Par contre, si on s’en réfère à des textes de l’époque, il se pourrait bien qu’il se soit effectivement passé quelque chose.
En effet, des textes régionaux, écrits sous Henri Ier, font référence à des incendies et à « des flammes ensevelissant sous une montagne de cendres les montagnes ».
Le texte n’est pas écrit dans un langage scientifique mais est plutôt troublant.

A Volvic, qui signifie d’ailleurs volcan, on a trouvé des os de bœufs dans la lave. Les noms donnés aux nombreux volcans de la région suggèrent un passé très mouvementé : Pavin (de pavens, effrayant), puy Coulan qui pourrait être une allusion à la lave.

Officiellement, la seule date retenue est 1 550 avant notre ère. Cette date a été obtenue à partir de la datation du charbon de bois prélevé par le Pr Brousse dans les rejets de la chaîne des Puys.

Auvergne. By Damouns. (CC BY-SA 3.0)

Cela peut sembler lointain mais c’est également l’âge que l’on attribuait à la dernière éruption d’El Chichon, un volcan mexicain, qui s’est réveillé en mars 1982.
A près son long sommeil, El Chichon a rejeté un énorme nuage de cendres qui a perturbé le climat de la planète pendant un an.

En janvier 1973, un volcan en Islande, qui dormait depuis 5 000 ans s’est brutalement réveillé.

Pour le volcanologue Jacques-Marie Bardintzeff, la possibilité d'un réveil des volcans d'Auvergne ne fait aucun doute, comme il l'explique dans son ouvrage « Volcans et magmas ». Écrit dans les années 1980, bon nombre d'informations ont été depuis corrigées en fonction des découvertes effectuées.

« La dernière éruption certaine, celle du Puy de Montcineyre, remonte à 3450 ans, avec des présomptions d'éruptions ultérieures au début de l'ère chrétienne. »

Les tremblements de terre en Auvergne

Quand les puys se réveilleront, on aura des signes précurseurs avant que le pire ne se produise.
Les tremblements de terre sont le signal d’alarme le plus sûr.

En Auvergne, il n’y a eu aucune secousse très sérieuse depuis les séismes de 1477 et 1490. Ces tremblements de terre n’ont pas été dévastateurs mais ont quand même fendu le mur de la cathédrale de Clermont et détruit Riom.

Pic d'Ysson. By Panoramas. (CC BY-SA 3.0)

Depuis, on enregistre de petites secousses de temps en temps. Grâce aux registres tenus par EDF qui entretient et surveille les quelques cinquante barrages de la région, on constate que le plus violent séisme de la région est celui de Riom en 1982.
La secousse avait une intensité de 4,5.

On a connu bien pire dans les Pyrénées ou les Alpes.

La menace vient des sous-sols

Riom est situé au croisement de deux failles. Les volcans sont liés au mouvement des Alpes. Le Massif Central, l’Alsace, la région de Bonn, en Allemagne, la région de Prague en Tchécoslovaquie, présentent des volcans qui sont tous sortis sur des blocs de terrain « hercyniens », restes d’une chaîne qui barrait l’Europe actuelle, au Carbonifère, voici 200 millions d’années.

L’Italie grimpe à l’assaut de l’Europe. L’Afrique fait pression sur la France et l’Espagne. Ce sont les forces tectoniques provoquées par la collision entre les plaques d’Afrique et d’Europe qui sont à l’origine de la formation des Alpes, de la chaîne des Pyrénées et des volcans d’Auvergne.

Mont-Dore. By Tiseb. (CC BY-SA 3.0)

Dans le Massif Central, la terre est en permanence agitée bien que ce soit la plupart du temps imperceptible pour ses habitants.

L’Europe a tendance à s’étirer d’est en ouest sous la pression de l’Afrique. Il en résulte des cassures et le Massif Central est situé sur un de ces points névralgiques.

La région est sous surveillance et plusieurs sismographes ont été installés. Tous les volcanologues sont d’accord pour dire que les volcans d’Auvergne se réveilleront un jour mais personne ne peut prédire la date.

V. Battaglia (17.04.2009)

Références

Science & Vie n° 887 - août 1991
Volcans et magmas. Jacques-Marie Bardintzeff. Les Editions du Rocher 1989
Douglas Palmer. Planète Terre. Gallimard 2004