Lorsque Steamboat Geyser, le plus haut du monde, a recommencé à éclater en 2018 dans le parc national de Yellowstone après des décennies de silence relatif, il a soulevé quelques questions scientifiques alléchantes. Pourquoi est-il si haut ? Pourquoi éclate-t-il à nouveau maintenant ? Et que pouvons-nous en apprendre avant qu'il ne redevienne silencieux ?

L'Université de l'Utah étudie la géologie et la sismologie de Yellowstone et ses caractéristiques uniques depuis des décennies, les scientifiques de l'U étaient donc prêts à saisir l'opportunité d'avoir un aperçu sans précédent du fonctionnement de Steamboat Geyser. Leurs découvertes fournissent une image de la profondeur du geyser ainsi qu'une redéfinition d'une relation supposée de longue date entre le geyser et une source à proximité. Les résultats sont publiés dans le Journal de recherche géophysique-Terre solide .

"Nous, les scientifiques, ne savons pas vraiment ce qui empêche un geyser d'entrer régulièrement en éruption, comme Old Faithful, contre irrégulièrement, comme Steamboat, " dit Fan-Chi Lin, professeur agrégé au Département de géologie et de géophysique. "La structure de plomberie souterraine contrôle probablement les caractéristiques d'éruption d'un geyser. C'est la première fois que nous avons pu imager la structure de plomberie d'un geyser jusqu'à plus de 325 pieds (100 m) de profondeur."

Rencontrez Steamboat Geyser

Si on vous demande de nommer un geyser de Yellowstone et que "Old Faithful" est le seul qui vous vient à l'esprit, alors vous êtes en retard pour une introduction à Steamboat. Les hauteurs d'éruption enregistrées atteignent jusqu'à 360 pieds (110 m), assez grand pour éclabousser le sommet de la Statue de la Liberté.

"Regarder une éruption majeure du Steamboat Geyser est assez incroyable, " dit Jamie Farrell, un professeur assistant de recherche avec les stations sismographiques de l'Université de l'Utah. "La chose dont je me souviens le plus est le son. Vous pouvez sentir le grondement et cela ressemble à un moteur à réaction. Je savais déjà que Steamboat était le plus grand geyser actif du monde, mais le voir dans une éruption majeure m'a époustouflé."

Contrairement à son célèbre cousin, Steamboat Geyser est tout sauf fidèle. Il n'y a eu que trois périodes d'activité soutenue dans l'histoire enregistrée - une dans les années 1960, un dans les années 1980 et un qui a commencé en 2018 et se poursuit aujourd'hui. Mais la phase actuelle de l'activité des geysers a déjà connu plus d'éruptions que l'une ou l'autre des phases précédentes.

Près de Steamboat Geyser se trouve une piscine appelée Cistern Spring. Parce que Cistern Spring s'écoule lorsque Steamboat entre en éruption, il a été supposé que les deux fonctionnalités sont directement connectées.

« Avec notre capacité à déployer rapidement des instruments sismiques de manière non intrusive, cette période actuelle offre l'opportunité de mieux comprendre la dynamique de Steamboat Geyser et Cistern Spring, ce qui nous aide beaucoup à comprendre le comportement éruptif, " dit Farrell.

Faire un tomodensitogramme au geyser

Depuis plusieurs années maintenant, Les scientifiques de U ont étudié les caractéristiques du parc national de Yellowstone, y compris Old Faithful, en utilisant petit, sismomètres portables. Les instruments de la taille d'un ballon de football peuvent être déployés par dizaines partout où les chercheurs ont besoin jusqu'à un mois par déploiement afin d'obtenir une image de ce qui se passe sous terre. Chaque léger petit mouvement du sol, même les vagues de foule périodiques sur les trottoirs de Yellowstone, est ressenti et enregistré.

Et tout comme les médecins peuvent utiliser plusieurs rayons X pour créer une tomodensitométrie de l'intérieur d'un corps humain, les sismologues peuvent utiliser plusieurs sismomètres enregistrant plusieurs événements sismiques (dans ce cas, bouillonnant dans la colonne d'eau surchauffée du geyser) pour construire une sorte d'image du sous-sol.

Aux étés 2018 et 2019, Farrell et ses collègues ont collaboré avec le National Park Service et ont placé 50 sismomètres portables dans un réseau autour de Steamboat Geyser. Le déploiement 2019 a enregistré sept éruptions majeures, avec une gamme de périodes d'inter-éruption de trois à huit jours d'intervalle, chacun fournissant une mine de données.

Plomberie des profondeurs

Les résultats ont montré que les canaux souterrains et les fissures qui composent Steamboat Geyser s'étendent sur au moins 450 pieds (140 m). C'est beaucoup plus profond que la plomberie d'Old Faithful, qui est d'environ 260 pieds (80 m).

Les résultats n'a pas montrent une connexion directe entre Steamboat Geyser et Cistern Spring, toutefois.

"Cette découverte exclut l'hypothèse selon laquelle les deux caractéristiques sont liées à quelque chose comme un tuyau ouvert, au moins dans les 140 mètres supérieurs, " dit Sin-Mei Wu, un doctorant récemment diplômé travaillant avec Lin et Farrell. Cela ne veut pas dire que les deux fonctionnalités sont totalement séparées, bien que. Le fait que la piscine se vide lorsque Steamboat entre en éruption suggère qu'ils sont toujours connectés d'une manière ou d'une autre, mais probablement à travers de petites fractures ou pores dans la roche qui ne sont pas détectables à l'aide des signaux sismiques enregistrés par les chercheurs. "Comprendre la relation exacte entre Steamboat et Cistern nous aidera à modéliser comment Cistern pourrait affecter les cycles d'éruption de Steamboat, " a ajouté Wu.

Les scientifiques seront-ils finalement capables de prédire quand le geyser entrera en éruption ? Peut-être, Wu dit, avec une meilleure compréhension du trémor hydrothermal et un système de surveillance à long terme. Mais, en attendant, Wu dit, cette étude n'est vraiment que le début de la compréhension du fonctionnement de Steamboat Geyser.

"Nous avons maintenant une base de référence de ce à quoi ressemble l'activité éruptive pour Steamboat, " a souligné Lin. " Quand il devient moins actif à l'avenir, we can re-deploy our seismic sensors and get a baseline of what non-active periods look like. We then can continuously monitor data coming from real-time seismic stations by Steamboat and assess whether it looks like one or the other and get a more real-time analysis of when it looks like it is switching to a more active phase."