Les lacs de cratère - le lac du Yellowstone.

 Le lac du Yellowstone est un grand lac, partiellement situé dans les contours de la plus récente caldeira du volcan. 

D'une superficie de 341 km², sa profondeur s'échelonne entre 42 et 125 mètres.

        Le lac du Yellowstone et l'Absaroka range qui le borde côté est - © Bernard Duyck

NB : toutes les photo du lac du Yellowstone ont été prises pour la plupart par un temps très pluvieux et une luminosité réduite.

Yellowstone National Park (limites en vert) - les différents bassins de geysers (carrés rouges) - le lac du Yellowstone et les limites de la caldeira la plus récente (ligne rouge) - doc. NPS

Bordé à l'est par les reliefs d'Absaroka Range, le lac peut être considéré comme le coeur du Yellowstone : ses eaux sont "le sang" d'un large réseau de communautés végétales et animales. Il fournit la nourriture à une grande variété d'oiseaux piscivores : pélican, cormoran à aigrette, pygargue à tête blanche, balbuzard pêcheur ; Cygnes trompettes, bernaches du Canada et autres garrots à oeil d'or y trouvent aussi leur pitance. De nombreuses espèces de poissons, dont des truites profitent du zooplancton vivant dans ces eaux fraîches.
Malgré le déversement de plus de 10.000 litres par jour d'eaux surchauffées, venant directement du bassin de geysers et l'apport d'eaux souterraines chaudes elles aussi, sa température estivale moyenne ne tourne qu'autour de 7°C.

La formation du lac a été influencée par l’activité formatrice de la caldeira, tout d’abord il y a 2,5 Ma  - Huckleberry Ridge tuff – et 0,64 Ma – Lava Creek tuff -, puis par de larges coulées rhyolitiques le long des bords de la caldeira.

Il y a environ 180.000 ans, une petite caldeira s’est formée au sein de la précédente, créant le bassin de West Thumb.

Ensuite l’action des glaciers a continué à façonner et approfondir le bassin central. De récents processus dynamiques sont intervenus : des failles actives, le développement de terrasses post-glaciaires, des explosions hydrothermales ( datées de moins de 150.000 ans).

  Yellowstone lake - vue générale du bassin hydrothermal de West Thumb - © Bernard Duyck

Yellowstone lake - le déversoir du bassin hydrothermal de West Thumb dans le lac, coloré par les thermophiles - © Bernard Duyck

 Yellowstone lake - Bassin de West Thumb : une éclaircie permet de se rendre compte des couleurs exactes des sources chaudes - © Bernard Duyck

La baie de West Thumb est une caldeira dans la caldeira, qui s'est remplie d'eau et communique avec le lac du Yellowstone.

Le bassin de West Thumb est connu pour ses sources et geysers actifs et changeant en fonction des saisons, et même de mois en mois.
On a observé une relation entre certaines de ses sources chaudes : lorsque durant l'hiver 1991-1992, Abyss pool commença ses éruptions - entre 9 et 24 m. de hauteur -, on vit l'eau refroidir dans Blue Funnel, Ephedra springs et dans Perforated pool, adjacents. Abyss pool cessa ses manifestations en fin d'hiver, ce qui redonna une cure de jouvence aux trois autres ... un échange énergétique en somme !

 Yellowstone - West Thumb basin - Abyss pool, une source chaude céruléenne très claire - © Bernard Duyck

Des pêcheurs parlaient d'un geyser le long d'un lac alpin, dans lequel on pouvait prendre un poisson, et sans l'enlever de la ligne, le plonger dans la source bouillante et le faire cuire ! ... Tout le monde connaît aussi "ces fabuleuses histoires de pêche".
Cet exploit "cooking-on-the-hook" fut décrit par un membre de la très sérieuse expédition Washburn en 1870 et pratiqué par de nombreux visiteurs, jusqu'à son interdiction pour ne pas endommager le cône de geyserite.

Carte postale ancienne de Fisshing cone / Wikipedia

"Fishing cone" peut se retrouver sous eau, au printemps et en début d'été, quand le niveau du lac monte suite à la fonte des neiges.
Quand il est exposé, la température de l'eau dans le cône atteint 93°C., qui est la température proche de l'ébullition à cette altitude.

                  Yellowstone lake - "Fishing cone" émerge en été, toujours fumant ! - © Bernard Duyck

                            Yellowstone lake - "Fishing cone" , détail - © Bernard Duyck

Carte bathymétrique du Yellowstone lake et de ses différents bassins - doc Lisa Morgan / USGS / réf. en sources.

Une analyse bathymétrique (par sonar multi faisceaux et réflexion sismique) a révélé un plancher du lac tourmenté, irrégulier couvert de différentes structures liées aux processus tectonique, volcanique, hydrothermal et sédimentaire.

Plus de 600 évents hydrothermaux ont été identifiés, certains d’un diamètre allant jusqu’à 200 mètres, ainsi que des cratères d’explosion d’un diamètre égal ou supérieur à 500 mètres.

Diverses structures ont été remodelées par les multiples avancées et récessions de glaciers.

L’activité hydrothermale contrôle la morphologie et les éléments toxiques dérivés affectent les écosystèmes du lac.

Yellowstone lake - les structures sublacustre du bassin / de la caldeira de West Thumb - doc Lisa Morgan / USGS / réf. en sources.

   Yellowstone lake - les structures du bassin nord - doc Lisa Morgan / USGS / réf. en sources.

Les zones de West Thumb et du bassin nord montrent un flux de chaleur plus élevé que les autres parties du lac ; la zone nord du lac est le siège d’activité sismique , et les études par ROV ont permis d’identifier de nombreuses zones actives hydrothermalement  et des coulées rhyolitiques subaériennes modifiant la topographie du plancher lacustre.

Les deux-tiers du plancher du lac du Yellowstone sont situés au sein de la caldeira, au dessus d’une grande chambre magmatique périodiquement réalimentée.

Une relation est établie entre la position des structures hydrothermales et les zones de reliefs élevées, interprétées comme étant des coulées rhyolitiques … Les fluides hydrothermaux remontant préférentiellement  au travers de ces coulées.

Yellowstone lake - schéma des évents hydrothermaux et coulées rhyolitiques fait par relevés bathymétriques - A : structure d'une coulée rhyolitique -  modélisation des flux de fluides en cas d'aquifère glaciolacustre sédimentaire (B) et de coulées rhyolitique complètement refroidie (C) - la température des fluides peut atteindre 140°C et la vélocité 150 mm/an. - doc Lisa Morgan / USGS / réf. en sources.

  Yellowstone lake - le ciel commence à s'éclaircir tandis que je quitte les rives du lac - © Bernard Duyck

Sources :

- The Quaternary and Pliocene Yellowstone Plateau Volcanic Field of Wyoming, Idaho, and Montana - By Robert L. Christiansen / USGS

- The Floor of Yellowstone Lake is anything but quiet - New Discoveries from High-Resolution Sonar Imaging, Seismic-Reflection Profiling, and Submersible Studies - By Lisa A. Morgan & al. / USGS