Des canaux cachés sous Yellowstone ont été révélés pour la première fois

Les magnifiques caractéristiques géologiques du parc national de Yellowstone aux États-Unis, alimentées par des puits d’eau chaude, sont bien connues des millions de visiteurs qu’il attire chaque année.

Ce que nous connaissons moins, c’est la “plomberie” sous-jacente au site.

Une nouvelle étude révèle pour la première fois certains de ces détails cachés, en traçant les trajectoires des fluides hydrothermaux chauds qui remontent à la surface (parfois à grande vitesse), ainsi que les failles et les fractures géologiques qui déterminent leur parcours.

Les données ont été recueillies à l’aide d’un instrument appelé SkyTEM312, transporté par un hélicoptère, qui envoie des signaux électromagnétiques vers le bas, produisant des réponses différentes en fonction des caractéristiques de la roche située sous la surface.

Une image de subsurface produite à partir des données SkyTEM, avec les voies hydrothermales conductrices d’électricité en bleu et les coulées de lave électriquement résistives en rouge. (W. Steven Holbrook)

“Notre connaissance du Yellowstone présente depuis longtemps une lacune en matière de subsurface”, explique le géophysicien Steven Holbrook, de Virginia Tech. C’est comme un “sandwich mystère”.

“Nous en savons beaucoup sur les caractéristiques de surface grâce à l’observation directe et pas mal sur le système magmatique et tectonique à plusieurs kilomètres de profondeur grâce aux travaux géophysiques, mais nous ne savons pas vraiment ce qu’il y a au milieu. Ce projet nous a permis de combler ces lacunes pour la première fois.”

Les données recueillies par SkyTEM ont été soigneusement analysées pour reconstituer une coupe transversale des profondeurs sous Yellowstone. L’équipe a découvert qu’un grand nombre des caractéristiques les plus célèbres du parc se trouvent au-dessus de canaux à haut débit recouverts d’argile, qui courent le long des failles et des fractures de la roche volcanique – ils sont mis en évidence par leur faible résistivité électrique.

L’analyse a révélé que des eaux souterraines peu profondes s’écoulent le long de ces canaux, se mélangeant à de l’eau chauffée remontant de plus d’un kilomètre de profondeur sous le parc. Les variations de ce mélange entraînent une ébullition par décompression, un dégazage et un refroidissement par conduction, provoquant le phénomène thermique qui fait la réputation de Yellowstone.

L’une des surprises de l’étude est la similitude de la structure profonde sous certaines parties du parc, avec une chimie et des températures très différentes en surface. Il semble que ces différences soient causées par les différentes façons dont les eaux souterraines et l’eau chauffée se mélangent, plutôt que par d’autres facteurs géologiques.

“La combinaison d’une conductivité électrique élevée et d’une faible magnétisation est comme une empreinte digitale de l’activité hydrothermale qui apparaît très clairement dans les données”, explique Holbrook. “Cette méthode est essentiellement un détecteur de voies hydrothermales.”

L’hélicoptère et son SkyTEM n’ont pas été en mesure de couvrir l’ensemble du parc de près de 9 000 kilomètres carrés, et la résolution de balayage n’était pas assez élevée pour identifier les canaux d’eau individuels menant à des caractéristiques spécifiques, mais les données sont toujours très utiles aux scientifiques dans une série de domaines différents.

Selon les auteurs de la nouvelle étude, les biologistes, les géologues et les hydrologues ont déjà manifesté leur intérêt pour l’utilisation de ces données, en s’intéressant à tout, de la diversité microbiologique dans le parc à l’enregistrement historique des anciennes coulées de lave.

Le travail rapporté dans cette étude pourrait même être utilisé pour obtenir des alertes avancées sur les risques volcaniques, qui se produisent lorsque les couches d’argile sous Yellowstone se ferment temporairement, entraînant une accumulation dangereuse et potentiellement explosive de gaz.

“L’ensemble des données est si vaste que nous n’avons fait qu’effleurer la surface avec ce premier article”, déclare Holbrook. “J’ai hâte de continuer à travailler sur ces données et de voir ce que les autres vont proposer. Il s’agit d’un ensemble de données qui ne cessera de nous enrichir.”

Les travaux de recherche ont été publiés dans la revue Nature.

Lire aussi : La NASA a un plan de 3,46 milliards de dollars pour refroidir Yellowstone et en tirer de l’énergie

Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche