Geyser
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Introduction

Le Old Faithful à Yellowstone (États-Unis)

Un geyser est un type particulier de source d'eau chaude qui jaillit par intermittence en projetant à haute température et à haute pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et de la vapeur (). Le terme geyser (Un geyser est un type particulier de source d'eau chaude qui jaillit par intermittence en projetant à haute température et à haute pression de l'eau et de la vapeur. Le...) provient du nom du plus célèbre geyser islandais, appelé Geysir, dont l'étymologie est liée au verbe islandais gjósa (en français jaillir).

Description

Le geyser Strokkur en Islande (L’Islande, (en islandais Ísland, littéralement « terre de glace »), est un État insulaire de l’océan Atlantique Nord, situé entre le Groenland et l’Écosse, au...)

L'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) des geysers, comme celle de toutes les sources chaudes, est liée à une infiltration d'eau en profondeur. L'eau est chauffée par sa rencontre avec une roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du...), elle même chauffée par le magma en fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion s'effectue à température...) ou par l'action du gradient géothermique (le fait que la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid...) et la pression augmentent avec la profondeur), c'est pourquoi il est possible de trouver des sources d'eau chaude et des geysers dans les régions non volcaniques. Cette eau, chauffée et mise sous pression, jaillit alors vers la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) par effet de convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un fluide. Ainsi durant la cuisson des pâtes, l'eau se met en mouvement...). Les geysers diffèrent des simples sources chaudes par la structure géologique souterraine. L'orifice de surface est généralement étroit, relié à des conduits fins qui mènent à d'imposants réservoirs d'eau souterrains.

L'intensité des forces en jeu explique la rareté du phénomène. Autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) de nombreuses zones volcaniques, on peut trouver des sources chaudes accompagnées de fumerolles (île Sainte-Lucie, Java, Dallol, etc). Mais souvent, les roches sont trop friables, ce qui engendre une érosion rapide et condamne l'apparition d'un geyser qui doit disposer de conduits naturels étroits et résistants.

L'activité d'un geyser est assez fragile et capricieuse ; certains se sont éteints parce qu'on y avait simplement jeté des déchets, d'autres parce qu'on y avait exploité l'énergie géothermique (La géothermie, du grec γ? (la terre) et θερμ?ς (la chaleur), est la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre et la technique qui vise à...).

Il faut distinguer un geyser d'autres phénomènes paravolcaniques :

  • une fumerolle est une fissure lâchant des panaches de fumées sulfureuses et de la vapeur d'eau ;
  • une source chaude (Une source chaude est une source dont l'eau sort du sol à une température élevée, chauffée par un processus géothermique. Il y...) est un bassin thermal, allant de 30° à 100°, ou un lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour provoquer une stratification, une zonation, ou une...) géothermique très chaud (comme le Prismatic Spring par exemple);
  • une mare de boue (En sédimentologie, la boue est un mélange d'eau et de particules sédimentaires fines de limons et d'argiles.) est un petit lac d'eau bouillonnante brassant des sédiments à sa surface (boue, argile (L'argile (nom féminin) est une roche sédimentaire, composée pour une large part de minéraux spécifiques, silicates en général d'aluminium plus ou moins hydratés, qui présentent une structure...), matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) volcaniques... etc) ;
  • une mofette est un puits d'eau chaude avec des remontées de bulles de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper...) parfois toxiques.

Cycle éruptif

Le steamboat Geyser au Yellowstone.

De l'eau va s'introduire dans le réservoir du geyser (qui est proche d'une poche magmatique) par infiltration puis, en s'accumulant dans le réservoir, elle montera dans le conduit étroit, résistant et haut. Il faut rappeler que la pression ne dépend pas du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) mais de la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) et que plus la pression est grande plus la température d'ébullition (L’ébullition est la formation de bulles lors d’un changement violent d’un corps de l’état liquide vers l’état vapeur. Ce phénomène est une vaporisation.) est élevée. Ainsi l'eau du conduit va faire pression sur l'eau du réservoir et augmentera la température d'ébullition. Au bout d'un certain temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) la poche magmatique aura suffisamment chauffé pour vaporiser une partie de son eau créant ainsi une bulle de vapeur qui va remonter. Or le seul chemin de sortie est le conduit, la bulle va donc s'y engouffrer. Elle va pousser l'eau du conduit vers le haut qui n'exercera donc plus la pression sur l'eau du réservoir. Cette dernière va entrer en ébullition donc se dilater et pousser toute l'eau du geyser à l'extérieur.

Séquence éruptive d'un geyser en image

Le geyser de Strokkur, Islande, en éruption
Vidange de la colonne d'eau
Arrivée des bulles de gaz
Naissance du geyser
Vidange de la colonne d'eau
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