Comment un Aimant Volant a Permis de Résoudre le Mystère de Yellowstone

Si tu as déjà visité le parc national de Yellowstone, tu as probablement été fasciné par ses puissants geysers, qui crachent de l’eau surchauffée et de la vapeur dans les airs. Mais une chose encore plus intrigante se cache en réalité sous terre. Je veux parler du système naturel de canalisations souterraines qui rend possible ces éruptions grandioses. À ce sujet, il y a de bonnes nouvelles ! Récemment, des chercheurs ont réussi à cartographier le “système de plomberie” hydrothermal du parc national à l’aide d’un gigantesque aimant volant ! Les scientifiques ont ainsi réussi à en documenter toutes les caractéristiques dans les moindres détails.

Le fait est que Yellowstone abrite le plus grand système hydrothermal au monde ! Il recèle plus de 10 000 curiosités, telles que des geysers, des marmites de boue, des sources chaudes et des cheminées de vapeur. Elles sont alimentées par un réseau de voies d’eau souterraines, lesquelles sont surchauffées par le magma qui s’écoule sous terre. L’eau remonte alors à la surface. À l’heure actuelle, personne ne sait grand-chose sur le fonctionnement de ce réseau, mais les cartes nouvellement créées pourraient enfin éclaircir ce mystère.

Les chercheurs expliquent que leurs connaissances du sous-sol de Yellowstone présente quelques lacunes — c’est pourquoi on l’appelle souvent le “sandwich mystère”. Les scientifiques en savent beaucoup sur les caractéristiques de sa surface, car ils peuvent les observer directement. Ils savent également ce qui se passe dans le système magmatique et tectonique à plusieurs kilomètres sous la surface. Mais ils n’ont pas encore bien cerné ce qui se passe au milieu.

Il faut absolument que l’on te parle de cet énorme aimant volant utilisé pour la recherche. Il s’agit du SkyTEM. On l’a suspendu à un hélicoptère pour survoler Yellowstone plusieurs centaines de fois, tout en scrutant le sol en contrebas. L’aimant est constitué d’une boucle de câble chargé électriquement de 25 mètres de diamètre. Sa tâche principale est de générer un puissant champ électromagnétique. Comme les différents types de matériaux, tels que l’eau ou la roche, réagissent différemment à ce champ, les scientifiques sont parvenu à esquisser quelques cartes de ce sous-sol pour la toute première fois !

Cette technique de cartographie a également permis aux chercheurs de faire la distinction entre le magma et la roche mère, qui ont des propriétés magnétiques légèrement différentes. L’équipe a également eu l’occasion d’observer comment le magma et l’eau interagissent et créent ces caractéristiques géologiques époustouflantes à la surface.

Enfin, les chercheurs ont obtenu des cartes en haute résolution d’une profondeur allant d’environ 150 à 700 mètres, et des cartes basse résolution montrant ce qui se passe à une profondeur pouvant excéder deux kilomètres. Parallèlement, les chercheurs pensent que le système hydrothermal lui-même pourrait s’étendre jusqu’à 5 000 mètres sous la surface. S’ils ont vu juste, cela signifierait qu’ils n’ont cartographié que la moitié supérieure du “système de plomberie” de Yellowstone.

Quoi qu’il en soit, tu te souviens qu’on a dit que les scientifiques savaient à peu près tout au sujet de la partie inférieure du “sandwich” de Yellowstone ? S’ils ont une si bonne idée des plaques tectoniques et des failles profondes qui s’y trouvent, c’est parce que les fréquents tremblements de terre qui secouent le parc leur donnent l’occasion d’étudier une variété de phénomènes. En juillet 2021, par exemple, plus de 1 000 tremblements de terre ont secoué la région !

Aujourd’hui, cette équipe de chercheurs en sait beaucoup plus sur certains phénomènes célèbres, comme le geyser Old Faithful ou le Grand Prismatic Spring. Ils ont également découvert que certaines manifestations hydrothermales individuelles de surface pourraient en fait être connectées à d’autres, qui peuvent se trouver jusqu’à 10 kilomètres !

Une autre découverte intéressante est que même si les geysers et les sources chaudes de Yellowstone varient en taille, en forme, en couleur, en explosivité et en composition chimique, ils sont principalement alimentés par des sources souterraines très similaires. Cela signifie que la différence entre ces particularités géologiques apparaît plus près de la surface. Je suis sûr que tu as déjà vu l’image emblématique de Yellowstone, avec une grande source aux couleurs arc-en-ciel et dont les bords sont d’un orange ardent. Qu’est-ce qui rend ces sources chaudes si colorées ? Étonnamment, ces teintes impressionnantes proviennent de créatures microscopiques !

La température des sources est si élevée qu’elle pourrait facilement et rapidement te faire cuire. De plus, l’eau y est très acide — comme le liquide d’une batterie de voiture ! Mais il existe certains types de microbes qui apprécient la chaleur et qui ne craignent pas ces conditions extrêmes. On peut même dire qu’ils y prospèrent ! Ainsi, chaque anneau de couleur différente est, dans la plupart des cas, un anneau habité par des bactéries différentes.

Et chaque espèce s’est adaptée à une température ou à un pH particulier (lequel mesure le degré d’acidité de tel ou tel environnement). Prenons l’exemple du Grand Prismatic Spring (oui, l’emblématique). Ses teintes arc-en-ciel indiquent probablement la diversité des microbes qui y vivent.

Donc, en commençant par le centre de la source thermale, tu peux voir une belle couleur aigue-marine. C’est là que la température de l’eau est la plus élevée (jusqu’à 87˚C) — parce que cette zone se trouve juste au-dessus de la source d’eau souterraine. L’eau y est bien trop chaude, même pour les microbes. C’est pourquoi ce que tu vois est principalement une eau claire. La raison de sa couleur bleue est la même que celle du ciel : la lumière du soleil frappe la surface de l’eau et la lumière se disperse. Mais c’est la lumière bleue qui se disperse le plus et qui est renvoyée vers nos yeux.

Bien, l’anneau de couleur suivant est le jaune. Tout cela grâce à certaines cyanobactéries. La température de cet anneau jaune atteint les 74˚C. Si les conditions de la source chaude étaient un peu différentes, ces bactéries créeraient une teinte bleu-vert grâce à un pigment bien connu, qui n’est autre que la chlorophylle. Mais comme la lumière du soleil qui frappe la source est trop intense, les bactéries commencent à produire un autre type de pigment. Il s’agit des caroténoïdes. Et devine quoi ? Ils agissent comme un écran solaire pour les bactéries ! Et comme ce pigment est orange, la bactérie normalement verte prend une teinte jaunâtre.

Enfin, nous avons cette couleur orange vif plus près des bords de Prismatic Spring. Il y fait un peu plus frais, autour de 65˚C. Dans cette partie de la source, on trouve plusieurs types de bactéries. Elles produisent toutes des substances qui lui donnent cette couleur orangée. Enfin, sur les bords de la source, la température est plus fraîche (environ 55˚C) et une plus grande variété de microbes peut y survivre. Tous ces éléments combinés donnent aux bords de la source cette teinte rouge-brun.

Mais les scientifiques pensent que l’homme et son activité ont pu influencer les couleurs des caractéristiques hydrothermales de Yellowstone. Par exemple, dans le passé, les températures du Morning Glory Pool étaient beaucoup plus élevées qu’aujourd’hui. C’est pourquoi sa couleur était d’un bleu profond. Mais les déchets ont commencé à s’accumuler dans le bassin, et une partie de ces déchets a obstrué l’évent hydrothermal. Cela a provoqué une baisse des températures, qui a entraîné une croissance microbienne.

En conséquence, cette jolie couleur bleue s’est transformée en jaune orangé. En ce qui concerne les geysers de Yellowstone, le plus célèbre d’entre eux est le fameux Old Faithful. Il a reçu ce nom à la fin du XIXe siècle en raison de la régularité de ses éruptions. Ce geyser est plus actif que les autres, puisqu’il entre en éruption environ 20 fois par jour. Chacune de ces impressionnantes manifestations dure de 1 à 5 minutes. Et le jet d’eau bouillonnante peut atteindre une hauteur de 55 mètres !

En parlant du parc national de Yellowstone, nous ne pouvons pas passer sous silence le super-volcan de Yellowstone, n’est-ce pas ? Les super-volcans apparaissent lorsque d’énormes volumes de magma tentent de s’échapper des profondeurs du sous-sol. Ils finissent par éclater à la surface de la Terre. Parfois, tout ce magma reste bloqué, incapable de percer la croûte terrestre. C’est alors que d’énormes mares de magma sous pression se rassemblent à plusieurs kilomètres de profondeur. La pression ne cesse d’augmenter car de plus en plus de magma tente de remonter à la surface. Et à un moment donné, une super éruption se produit ! Tu n’as pas forcément envie d’être là pour ça...

Au cours des 50 dernières années, la caldeira de Yellowstone s’est élevée de près d’un mètre. Les experts sont convaincus qu’il s’agit d’une évolution naturelle. Les périodes d’élévation en forme de dôme sont suivies d’un renfoncement de la caldeira. Les scientifiques estiment donc que le super-volcan ne présente aucun danger pour le moment. Pour qu’une éruption se produise, le magma à l’intérieur doit être liquéfié à au moins 50 % et dans le cas de Yellowstone, ce chiffre n’est que de 5 à 15 %. Mieux encore, une étude récente a amené les chercheurs à conclure que son point chaud pourrait être actuellement en déclin, malgré toute l’activité de “respiration” et d’élévation du dôme.

Au moins trois autres super-éruptions ont émaillé l’histoire du volcan de Yellowstone. Elles se sont produites il y a 2,1 millions et 1,3 million d’années, et pour la dernière fois il y a 640 000 ans. Bien avant cette vidéo donc. La super éruption la plus récente a été baptisée “l’éruption de Lava Creek”. C’est elle qui a formé la caldeira de Yellowstone après avoir vomi près de 1 000 km³ de roches, de poussières et de cendres volcaniques.
...Je crois qu’on se passerait bien de la prochaine éruption.