L'activité volcanique évoque dans nos esprits les éruptions spectaculaires et parfois désastreuses, accompagnées d'émission de laves, de formation de nuées ardentes, etc. Toutefois ces phénomènes ont habituellement une durée très limitée lorsqu'on les compare à une autre série de phénomènes beaucoup plus modestes qui sont connus sous le nom de volcanisme atténué. Ces phénomènes sont les fumerolles, les sources thermales et les geysers.
La caractéristique des geysers est qu'ils fonctionnent de façon intermittente, à intervalles variables. Le "Vieux fidèle", dans ce même parc de Yellowstone, "crache" régulièrement pendant 5 minutes, toutes les heures à peu près. D'autres geysers ont un rythme moins régulier.
Qu'est-ce qui provoque les geysers? Il faut qu'une nappe d'eau en profondeur soit réchauffée par des gaz volcaniques et portée à ébullition; l'eau bouillante jaillit alors avec force sous forme de colonne d'eau. L'eau se charge d'énergie puis, soudain, jaillit.
En Nouvelle-Zélande, le Waimangu avait battu tous les records d'altitude avec son jet de 300 mètres de haut, mais il ne fonctionne plus à l'heure actuelle. Cliquez pour voir un geyser en explosion.
Les zones à basse température sont les plus nombreuses. On en a répertorié près de 250, composées de plus de 700 sources thermales appelées "laug" ou "hver" en islandais. Leur température moyenne est de 75 degrés Celsius. Elles sont localisées essentiellement dans les basaltes tertiaires. L'origine de l'eau des sources thermales dépend du même mécanisme que celui des geysers. Ces phénomènes sont spectaculaires et rares de nos jours.
La chaleur est originairement transmise de proche en proche à travers les roches de la croûe terrestre par conduction thermique. Il est donc assez facile de corréler les mesures du flux de chaleur avec les phénomènes géologiques profonds. Cependant, l'interprétation de ces mesures devient plus délicate quand la croûte est parcourue par des circulations d'eau. La présence de nappes aquifères peut abaisser le flux de chaleur; de même l'existence de sources chaudes et de geysers complique la géométrie des échanges thermiques. Les sources chaudes et les geysers évacuent l'eau qui circule dans les failles de la croûte (fractures annulaires des caldeiras) et qui s'échauffe au contact des corps magmatiques en cours de refroidissement.
Une telle activité hydrothermale transporte la chaleur par convection (via les circulations aqueuses) plutôt que par conduction. Plusieurs chercheurs du Service géologique américain ont évalué le flux de chaleur par convection sous Yellowstone. Sachant que les chlorures abondent dans les eaux juvéniles (eaux qui proviennent de réservoirs magmatiques) alors qu'ils ne sont présents qu'en très faibles quantités dans les eaux d'infiltration, les géologues ont mesuré simultanément les débits d'eau et les concentrations en chlorure dans toutes les sources hydrothermales de la région. A l'aide de mesures et de modèles théoriques qui décrivent la température de l'eau dans les réservoirs profonds, on peut relier directement les concentrations en chlorures à l`enthalpie (énergie emmagasinée) des eaux juvéniles. En calculant les quantités totales de chlorures libérés dans la région, on peut déduire le flux de chaleur par convection sous le bassin hydrothermal.
Le secteur Sud-Est de la Caldeira est recouvert par les eaux du lac Yellowstone, sous lequel se trouve un important réservoir hydrothermal. Le flux de chaleur au fond du lac est facile à déterminer grâce à la présence d'une couche de sédiments de 300 mètres d'épaisseur, relativement imperméable, qui inhibe la convection.
Le flux de chaleur total par conduction (phénomène par lequel on transmet de proche en proche la chaleur) et par convection (mouvement d'un fluide, avec transport de chaleur, sous l'influence de différences de température) dans la Caldeira de Yellowstone est la somme de deux composantes: une composante profonde de caractère régional et une composante locale d'origine plus superficielle. La chaleur évacuée depuis au moins 20 000 ans (et sans doute bien davantage) par la convection hydrothermale est bien trop importante pour être attribuée au seul refroidissement des roches volcaniques formant le Plateau de Yellowstone. Du magma liquide a vraisemblablement subsisté dans la chambre magmatique jusqu'à une époque très récente. Peut-être est-il encore là aujourd'hui! Un tel flux de chaleur résulte du refroidissement et de la cristallisation d'une masse de magma rhyolitique à quelques kilomètres de profondeur et de la circulation des eaux d'infiltration dans les failles de la caldeira. Lorsque ces eaux atteignent des profondeurs suffisantes, elles se réchauffent au contact du magma, ce qui entretient les mouvements de convection hydrothermaux.
Une première utilisation du fluide chaud consiste dans le chauffage des maisons d'habitation et des serres de culture. Très rapidement, les installations d'exploitation géothermique sont mises en place et actuellement, 100 000 Islandais sur une population totale de 260 000 ont leurs maisons chauffées par l'eau chaude naturelle; cela équivaut à environ 40% de la population islandaise.
Le chauffage central, par l'eau chaude naturelle, a de nombreux avantages pour les Islandais; le prix de revient est la moitié de celui du chauffage au mazout, le danger d'incendie et de pollution de l'atmosphère par la fumée des cheminées est nul.
Le climat de l'Islande étant très rude, on a construit des serres chauffées par l'eau chaude naturelle. Elles s'étendent actuellement sur une surface de 10 hectares (soit environ l'équivalent de 20 terrains de football) ; on y cultive des légumes et des fleurs. Des raisins et des bananes ont mûri avec succès, mais à petite échelle. La répartition de l'habitat est souvent influencée par l'existence des sources chaudes et plusieurs villages se sont développés au voisinage de champs de vapeur et de bassins d'eau chaude naturelle. Il existe 80 piscines chauffées grâce au fluide géothermique. L'utilisation actuelle de la chaleur de la terre économise chaque année à l'Islande, 100 000 tonnes de mazout. La totalité des ressources des quatre plus grandes zones thermales équivaut à deux cents millions de tonnes de mazout.
Les Islandais pensent utiliser l'énergie géothermique de leur pays dans les années à venir pour le séchage et la congélation du poisson, pour la purification du minerai importé, pour l'extraction de substances minérales de l'eau de mer et pour la production d'eau lourde. La chaleur naturelle de cette terre volcanique est certainement la meilleure garantie pour ce petit pays manquant actuellement d'industries.
KRAFFT Maurice. Guide des volcans d'Europe, Paris, Delanchaux et Niestlé, 1974, p. 142-145.
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Old Faithful Geyser of California
Recherche : Mélanie Garneau et Mélissa Fauteux, Centre Le Goéland, Sherbrooke, QC
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