Explosions hydrothermales dans le parc national de Yellowstone

Explosion hydrothermale dans le bassin Biscuit du parc national de Yellowstone. Ce type d'événement constitue le risque d'explosion le plus probable du volcan Yellowstone.

Quand aura lieu la prochaine grande catastrophe ? » C'est une question intéressante, compte tenu des multiples risques naturels potentiels qui existent à Yellowstone. Un gros tremblement de terre ? Une grosse coulée de lave ? Une grosse explosion ?

Événement

La plupart des gens pensent à une explosion majeure, mais ce n'est pas un événement particulièrement probable. En fait, la plupart des gens ignorent le danger potentiel associé à une explosion hydrothermale (d'eau chaude), qui est bien plus courante que n'importe quelle éruption de lave ou de cendres volcaniques.

Explosions

Les explosions hydrothermales sont des événements violents et spectaculaires qui provoquent l'éjection rapide d'eau bouillante, de vapeur, de boue et de fragments de roche. Les explosions peuvent atteindre une hauteur de 2 km et laisser des cratères de quelques mètres à plus de 2 km de diamètre.

Matériaux

Les matériaux éjectés, principalement des brèches (roches angulaires cimentées par de l'argile), peuvent être trouvés à 3 ou 4 km des plus grands cratères.

Réservoirs

Les explosions hydrothermales se produisent là où des réservoirs interconnectés peu profonds de fluides dont la température est proche du point d'ébullition sous-tendent des champs thermiques.

Fluides

Ces fluides peuvent rapidement se transformer en vapeur si la pression chute soudainement. Étant donné que les molécules de vapeur occupent beaucoup plus d'espace que les molécules liquides, la transition vers la vapeur entraîne une expansion importante et fait éclater les roches environnantes et éjecte des débris.

Danger

Les explosions hydrothermales constituent un danger local, potentiellement important et peuvent endommager, voire détruire, les caractéristiques thermiques. À Yellowstone, les explosions hydrothermales se produisent dans la caldeira de Yellowstone et le long du corridor tectonique actif Norris-Mammoth.

Cratères

De grandes explosions hydrothermales se produisent en moyenne tous les 700 ans, et au moins 25 cratères d'explosion de plus de 100 m de large ont été identifiés. L'échelle de ces cratères éclipse les caractéristiques similaires observées dans d'autres zones géothermiques du monde.

Yellowstone

De grandes explosions hydrothermales à Yellowstone se sont produites après le retrait d'une calotte glaciaire de plus de 1 km d'épaisseur du plateau de Yellowstone il y a environ 14 000 à 16 000 ans.

Photographie aérienne du cratère hydrothermal de 0,16 km² d'Indian Pond, au nord du lac Yellowstone. Les dépôts issus de l'explosion qui a formé le cratère ont été datés au radiocarbone à 2 900 ans.

Études 

Les études sur les grands événements d'explosion hydrothermale à Yellowstone indiquent :

(1) aucun n'est directement associé au magma.

(2) plusieurs explosions historiques plus petites ont été déclenchées par des événements sismiques, comme le tremblement de terre de Hebgen Lake en 1959.

(3) les roches éjectées par les explosions hydrothermales présentent une altération minérale importante, indiquant que les explosions se produisent dans des zones soumises à des processus hydrothermaux intenses.

(4) de nombreux grands cratères d'explosion hydrothermale à Yellowstone sont similaires en superficie aux bassins de geysers actifs et aux zones thermales.

Flux

Les composants essentiels au développement de grands systèmes hydrothermaux nécessitent un flux thermique élevé, une eau abondante (le plateau de Yellowstone reçoit environ 180 cm (70 po) de précipitations par an) et une sismicité (Yellowstone connaît 1 000 à 3 000 tremblements de terre par an) pour maintenir les fractures ouvertes.

Caldeira

La déformation active de la caldeira de Yellowstone et les changements saisonniers y contribuent également.

Systèmes

Les systèmes hydrothermaux à potentiel explosif sont constitués d'un système saturé d'eau à des températures proches de l'ébullition et d'un système interconnecté de joints et de fractures bien développés le long desquels s'écoulent les fluides hydrothermaux.

Fractures

Les fluides hydrothermaux ascendants s'écoulent le long de fractures qui se sont développées en raison de l'inflation et de la déflation répétées de la caldeira, qui provoquent la rupture des roches, et le long des bords des coulées de lave rhyolitiques à faible perméabilité.

Taille

La taille et l'emplacement des champs hydrothermaux peuvent être limités par une altération excessive des roches et le développement de minéraux argileux qui peuvent créer des roches de couverture et sceller le système.

Pression

Si une partie du système est scellée, toute chute soudaine ou abrupte de pression provoque la transformation de l'eau en vapeur, qui est rapidement transmise par des fractures interconnectées. Le résultat est une série d'explosions multiples et l'excavation d'un cratère.

Étape

Les similitudes entre la taille et les dimensions des grands cratères d'explosion hydrothermale et des champs thermiques de Yellowstone indiquent que ce type d'événement peut être une étape finale dans l'évolution des bassins de geysers.

Risque

Bien que les explosions hydrothermales de grande ampleur soient des événements rares à l'échelle humaine, le risque que d'autres événements de ce type se produisent dans le parc national de Yellowstone n'est pas négligeable.

Fréquence

En se basant sur la fréquence des explosions hydrothermales de grande ampleur au cours des 16 000 dernières années, on peut s'attendre à ce qu'une explosion suffisamment importante pour créer un cratère de 100 m de large se produise chaque centaine d'années.