Geyser

Définition

Un geyser est un type de source thermique qui émet périodiquement une colonne d'eau chaude et de vapeur dans l'air, pour dégazage. Le geyser propulse une eau chaude, riche en éléments dissous (sodium, silice, potassium, etc.), jaillissant à intervalles réguliers et produisant de la vapeur d'eau.

Un geyser en éruption :

Un geyser à cône en éruption avec dégazage dans le parc de Yellostone aux États-Unis. Il y a environ 1000 geysers naturels autour de la planète, dont près de la moitié se trouvent dans le parc national de Yellowstone.

Explications

Les geysers sont des sources thermales intermittentes qui projettent périodiquement une colonne d'eau très chaude, comme un jet d'eau naturel. Ils sont caractéristiques des régions volcaniques, et sont exploités en géothermie.

⭐ Un trou souffleur est une cheminée creusée entre les chambres et la surface du récif par laquelle l'eau comprimée par le ressac s'échappe en formant un geyser.

Éruptions

La formation de geysers nécessite une hydrogéologie favorable qui n'existe que dans certaines parties de la planète, donc ils sont un phénomène plutôt étrange.

L'activité d'éruption des geysers peut changer ou cesser en raison du dépôt de minéraux dans les tuyaux internes-tuyaux du geyser, lors de l'échange de fonctions avec les sources chaudes à proximité, par l'influence des tremblements de terre, ou à cause de l'intervention humaine.

L'activité des geysers, comme toute activité de source thermique, est causée par le contact entre les eaux de surface et les roches chauffées par le magma situé sous terre. L'eau géothermiquement réchauffée retourne à la surface par convection à travers des roches poreuses et fracturées. Les geysers se différencient des autres sources thermiques par leur structure souterraine; Beaucoup se composent d'une petite ouverture à la surface reliée à un ou plusieurs tuyaux souterrains qui se connectent aux réservoirs d'eau.

Lorsque le geyser se remplit, l'eau de surface refroidit, mais en raison de l'étroitesse du conduit, le refroidissement conjonctif de l'eau dans le réservoir est impossible. L'eau froide de la surface est pressée par le bas par l'eau chaude, ressemblant au couvercle d'un autocuiseur, provoquant la surchauffe de l'eau de réserve, maintenant le liquide à des températures supérieures à son point d'ébullition.

Enfin, la température du fond du geyser commence à monter pour atteindre le point d'ébullition; des bulles de vapeur montent à l'extrémité du conduit. En traversant le cratère du geyser, un peu d'eau déborde et éclabousse, réduisant la largeur de la colonne et la pression de l'eau ci-dessous. Avec cette libération de pression, l'eau surchauffée se mélange à la vapeur et bout violemment dans la colonne. La mousse qui en résulte entre la vapeur et l'eau chaude est expulsée du geyser.

L'eau restante dans le geyser devient froide et l'éruption se termine; l'eau chaude commence à filtrer à nouveau dans le réservoir et le cycle recommence. La durée des éruptions et le temps qui les sépare varient selon le geyser; Strokkur en Islande éclate quelques secondes toutes les 14 minutes, tandis que le Grand Geyser aux États-Unis éclate pendant environ 10 minutes toutes les 8 ou 12 heures.

Types de geyser

Il y a deux types de geyser :

• Les geysers sources, qui émergent des étangs d'eau, généralement dans une série d'explosions intenses, voire violentes.
• Les geysers à cônes, qui émergent des cônes ou des monticules d'agglomérats siliceux (également connus sous le nom de geyserite), habituellement dans des jets stables qui durent de quelques secondes à plusieurs minutes. Old Faithful, probablement le geyser le plus célèbre dans le parc national de Yellowstone, est un exemple d'un geyser de cône.

Les forces transitoires intenses au sein des geysers sont la principale raison de leur rareté. Il y a beaucoup de zones volcaniques sur la planète qui ont des sources chaudes, des dômes en argile et des fumerolles, mais très peu ont des geysers. C'est parce que dans de nombreux endroits, même lorsque d'autres conditions existent pour l'activité du geyser, les structures rocheuses sont faibles, et les éruptions érodent les canaux et détruisent rapidement les geysers.

La plupart des geysers sont formés dans des endroits où il y a des roches volcaniques comme la rhyolite, qui se dissout dans l'eau chaude et forme des dépôts minéraux appelés agglomérats siliceux, ou geysérites, le long de l'intérieur des systèmes de tuyauterie. Au fil du temps, ces dépôts consolident solidement la roche, renforçant les parois du canal et permettant au geyser de persister.

Les geysers sont un phénomène très fragile et si n'importe quelle condition dans leur environnement change ils peuvent "mourir". Beaucoup de geysers ont été détruits parce que les gens leur jettent des ordures et des débris; d'autres ont cessé leurs éruptions motivées à la réduction de l'eau par la consommation de centrales géothermiques. Le Grand Geysir d'Islande avait des périodes d'activité et de repos. Pendant de longues périodes de repos, les éruptions ont été artificiellement induites par les humains - toujours pour des occasions spéciales - avec l'ajout de surfactants dans l'eau. Ces activités ont été arrêtées car des éruptions forcées ont endommagé la structure du geyser, en particulier le système de plomberie. Après un tremblement de terre en Islande en 2000, le geyser est devenu un peu plus actif. Au début, le geyser a éclaté environ huit fois par jour. En juillet 2003, Geysir a éclaté plusieurs fois par semaine.

Les couleurs spécifiques d'un geyser dérivent du fait que, malgré des conditions sévères apparentes, la vie se trouve souvent en eux (et même dans des habitats à température plus élevée) sous la forme de procaryotes thermophiles. Aucun des eucaryotes connus ne peut survivre dans des environnements au-dessus de 60 °C.

Dans les années 1960, lorsque la recherche sur la biologie des geysers est apparue, les scientifiques étaient convaincus qu'aucune forme de vie ne pouvait survivre à des températures supérieures à 73 °C (la limite supérieure de la survie des cyanobactéries), puisque la structure des protéines importantes et de l'acide désoxyribonucléique serait détruite. La température optimale pour les bactéries thermophiles était même inférieure à la précédente, proche de 55 °C.

Cependant, les observations ont prouvé que la vie est possible à des températures élevées, même certaines bactéries préfèrent des températures au-dessus du point d'ébullition de l'eau. Des douzaines de ces bactéries sont connues aujourd'hui. Les thermophiles préfèrent des températures comprises entre 50 et 70 °C tandis que les hyperthermophiles poussent à des températures aussi élevées que 80 ou 110 °C. Comme ils ont des enzymes qui maintiennent leur activité même à haute température, ils ont été utilisés comme source d'outils thermostables, importants en médecine et en biotechnologie, par exemple pour créer des antibiotiques, des plastiques, des détergents (en utilisant des enzymes thermostables comme les lipases, pullulanases et protéases) et produits fermentés (production d'éthanol). Le fait que de telles bactéries existent donne l'espoir de trouver la vie dans d'autres objets astronomiques, à l'intérieur ou à l'extérieur de notre système solaire. Parmi ceux-ci, le premier à être découvert et le plus important pour la biotechnologie est le Thermus aquaticus.

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