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Earth of fire

Actualité volcanique, Article de fond sur étude de volcan, tectonique, récits et photos de voyage

Publié le par Bernard Duyck
Publié dans : #Excursions et voyages
Avant de vous faire profiter des merveilleuses couleurs du Yellowstone, il faut, pour bien comprendre le "moteur" des phénomènes géothermiques que nous allons détailler ensemble, se pencher sur la naissance de ce volcan  et la cause de toute cette débauche énergétique.

Un peu d'histoire : au mois d'août 1870, un membre d'une expédition d'exploration de ce territoire du wyoming, effectue l'ascencion du Mont Washburn, surplombant la Yellowstone river.
Regardant vers le sud, il observa que quelque chose clochait dans ce paysage montagneux : il manquait justement de montagnes... les seules hauteurs se trouvaient au loin, décrivant une sorte de paranthèse autour d'une grande cuvette boisée. Une seule explication lui vint : "le grand bassin formait auparavant le cratère d'un volcan aujourd'hui éteint".

                               Peinture de Heinric
ih Benann - National Park Service - NPS.

Il avait en partie raison : Le Yellowstone est bien un volcan, mais il est bien vivant !
L'USGS le classe même parmi la catégorie des "supervolcans" . Quels sont les critères nécessaires pour faire partie de cette super-catégorie ?
Il faut que les manifestations du volcan soient des explosions exceptionnelles tant en violence qu'en volume, et présenter des éruptions rejettant au minimum 1.000 kilomètres cube de ponce et de cendre en une seule explosion.
Autres différences : un volcan forme une montagne; un supervolcan la pulvérise ! Un volcan est capable de tuer plantes et animaux à des kilomètres à la ronde; un supervolcan menace d'extinction des espèces entières en provoquant des changements climatiques à l'échelle de la planète.


Comment est-ce possible ? Un panache en provenance du manteau enfle et en montant des profondeurs, fait fondre la roche juste sous la croûte terrestre. Il crée une chambre magmatique, vaste réservoir empli d'un mélange de magma et de gaz sous pression... ce phénomène peut durer des millénaires. En surface, le sol commence à se déformer, à bomber, centimètre par centimètre. Des fractures s'ouvrent sur le pourtour du bombement. Et lorsque la pression exercée dans la chambre magmatique est telle qu'elle dépasse la capacité de résistance du terrain surplombant, les gaz dissous dans le magma s'exsolvent provoquant une éruption cataclysmique ... un peu à la manière dont "pète "une bouteille de champagne qu'on aurait volontairement secouée et qui expulse soudain bouchon, gaz, bulles et contenu !
La vidange de la chambre magmatique provoque l'effondrement de son toit... la région déformée disparait, comme aspirée par la terre environnante : une caldeira se forme, immense dans le cas d'un supervolcan.
Le point chaud responsable de la caldeira du yellowstone est entrée en éruption des dizaines de fois lors des dernièrs 18 millions d'années. Le point chaud étant fixe, et la plaque nord-américaine défilant par dessus en direction du sud-ouest, un chapelet de caldeiras "fantômes" - car peu visible à l'heure actuelle - s'est aligné dans la Snake River Plain ( ESRP pour eastern Snake River Plain). Nous examinerons plus tard les différents terrains et formations volcaniques caractérisant cet endroit.

          Traces des différentes caldeiras formées par les manifestations successives du point c
haud
                                                                  "dit du Yellowstone"

Les trois dernières superéruptions eurent lieu au Yellowstone même : il y a 2,1 Ma, 1,3 Ma et 0,64 Ma .

La puissance de ces éruptions et l'étendue gigantesque de leurs retombées est difficilement imaginable : la colonne de cendres dégagée a dû s'élever à près de 30 km. recouvrant tout l'ouest des Etats-Unis; des coulées pyroclastiques surchauffées à 800°C ont rempli des vallées entières; des matières chaudes, sur des centaines de mètres de hauteur, se sont soudées, ensevelissant les paysages verdoyants du Yerllowstone. La plus violente -2,1 Ma - laissa une dépression de 5.000 km².
A chaque fois, les gaz ont réduit l'ensoleillement créant un "hiver volcanique".
La caldeira s'est ensuite érodée, remplie des produits d'explosions ultérieures de plus faible intensité, pour être enfin rabotée par des glaciers. Des forêts ont ensuite recouvert ces cicatrices.

         Zones comparées des retombées de cendres des éruptions du StHelens et du Yellowstone.

Les vulcanologues - Robert Smith & Robert Christiansen e.a. - ont utilisé les méthodes les plus modernes pour "voir" sous le volcan. Vers 8 à 10 km. sous le volcan, se trouve le toit de la chambre magmatique, réservoir estimé à un espace de 50 km. de diamètre.


A l'intérieur de la chambre magmatique, du magma basaltique * est piégé sous un magma rhyolitique *, qui flotte au dessus.
Les études sismiques - propagation des ondes sonores émises les ondes sismiques dans des roches de densité variable - ont permis de découvrir que la chambre magmatique est alimentée par un panache mantellique de roche chaude ; il s'élève depuis le manteau supérieur avec une inclinaison de 60° vers le N-O., sa base se situant à environ 650 km. sous la surface.
L'alimentation de la chambre magmatique à partir de ce panache a pour effet de déformer le sol en surface ; s'en suivent des périodes d'inflations et de déflations : le volcan "respire". Depuis 2004, certaines parties de la caldera se sont soulevées de 8 cm. par an, rythme le plus élevé depuis 1970, date des premières observations précises dans ce domaine.

                     P-wave velocity (km/s) and crustal structure bebeath Yellowstone caldeira
                                                   in "Volcanism" by H-U Schmincke.

Est-ce l'annonce d'un prochain cycle éruptif ? Personne ne peut le dire !
Le Yellowstone fera soit une éruption basaltique mineure, soit une explosion cataclysmique, soit restera dans un état d'auto-équilibre enfin atteint du fait de la nature du terrain surplombant le point chaud; en effet, il se trouve actuellement sous les Rocky Mountains, zone à la croûte plus épaisse que celle présente sous la structure "Basin and Range" caractérisant la Snake River Plain.

*: - Basaltique : se dit d'une roche volcanique à faible teneur en silice
     et forte teneur en magnésium, fer et Calcium
    - Rhyolitique : se dit d'une roche à FORTE teneur en silice, faible
      teneur en magnésium, fer et calcium.

Bibliographie générale pour le Yellowstone :
 - "The quaternary and pliocène Yellowstone plateau volcanic field of
    Wyoming, Idaho and Montana" par R.Chistiansen - USGS
 - "Integated geoscience studies in the greater Yellowstone area -
    volcanic, tectonic and hydrothermal processes"  - USGS
 - "Volcanoes of North America" par Ch.Wood & J.Kienle
 - "Windows into the earth" par R.Smith & L.J.Siegel
 - "Yellowstone : the official guide - Yellowstone Association
 - "Volcanism" par H-U Schmincke
 - article du National Geographic , revue d'août 2009 sur "Un volcan
   géant sous le Yellowstone" de J.Achenbach.

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