L’histoire des explosions hydrothermales de Yellowstone au cours des 14 000 dernières années

Alors qu’une grande partie de l’attention du public sur Yellowstone se concentre sur son potentiel de produire de grandes superéruptions, les dangers qui sont beaucoup plus susceptibles de se produire sont des explosions hydrothermales plus petites et violentes. Les explosions hydrothermales se produisent lorsque de l’eau presque bouillante se transforme soudainement en vapeur, libérant de grandes quantités d’énergie. La libération d’énergie fracture la roche vers le bas, laissant souvent derrière elle un cratère. Les mêmes sources qui peuvent produire ces explosions sont ce qui donne à Yellowstone ses sources chaudes, ses geysers et ses fumerolles bien connus.

La région du lac Yellowstone dans le parc national de Yellowstone abrite au moins huit grands cratères produits par des explosions hydrothermales, dont trois des plus grands cratères d’explosion hydrothermale connus sur Terre. Comparés à d’autres zones d’intérêt au sein de Yellowstone, les cratères d’explosion hydrothermale n’ont pas été étudiés de manière aussi approfondie. Dans une nouvelle étude publiée mardi dans Bulletin de l’AGKles chercheurs ont évalué l’histoire des explosions hydrothermales au lac Yellowstone au cours des 14 000 dernières années.

« Le système hydrothermal de Yellowstone est le plus grand au monde et est entraîné par un flux de chaleur élevé sur une grande surface, par des taux de précipitations élevés et par une sismicité et une déformation actives. Plus de 10 000 caractéristiques hydrothermales sont présentes à Yellowstone », a déclaré Lisa Morgan, auteur principal de l’étude. « Pour cette étude, nous voulions en savoir plus sur l’histoire géologique récente du lac Yellowstone et sur le rôle que l’activité hydrothermale a joué dans le lac, en particulier le rôle des explosions hydrothermales et leurs mécanismes de déclenchement. »

L’équipe de recherche a collecté des carottes de sédiments dans la partie nord du lac Yellowstone et les a corrélées avec des carottes précédemment collectées à proximité, dans le but de caractériser leurs attributs chimiques et physiques et d’identifier les dépôts d’explosion hydrothermale dans les carottes.

« Les sédiments d’explosion hydrothermale déposés sous l’eau n’avaient jamais été décrits dans la littérature publiée. En analysant les carottes, nous avons fait beaucoup de découvertes et eu plusieurs surprises. La première était la différence entre les dépôts d’explosion trouvés dans les carottes et les dépôts d’explosion sur terre. Cela était à prévoir puisque l’un a été déposé à travers une colonne d’eau et l’autre a été déposé sur terre », a déclaré Morgan.

Les chercheurs ont trouvé des preuves d’au moins 16 dépôts dans les noyaux qui ont été produits par des explosions hydrothermales. Alors que 14 des gisements représentaient des événements d’explosion plus localisés, deux des gisements étaient associés à deux des plus grands cratères d’explosion hydrothermale de Yellowstone : les cratères Mary Bay et Elliott.

L’explosion hydrothermale de Mary Bay s’est produite il y a 13 000 ans et a entraîné la formation d’un cratère de 2,5 km (1,5 mi) de large, partiellement submergé sous le lac. Alors que les dépôts de l’explosion de Mary Bay exposés sur terre avaient déjà été étudiés, les carottes de sédiments du lac ont démontré que l’étendue de ses dépôts était plus grande qu’on ne le pensait auparavant et que le niveau du lac devait être plus bas au moment de l’explosion.

Les chercheurs ont conclu que l’explosion de Mary Bay avait été déclenchée par une chute soudaine de 14 m (46 pi) du niveau du lac causée par un événement sismique et un tsunami qui a érodé la voie navigable de sortie du lac Yellowstone.

L’explosion du cratère d’Elliott s’est produite il y a 8 000 ans et a produit un cratère de 700 m (2 300 pieds) de large. Le cratère est entièrement submergé sous l’eau et aucun dépôt de l’explosion n’est exposé sur terre. Sur la base des enregistrements dans les carottes, les dépôts du cratère d’Elliott étaient également plus largement distribués qu’on ne le pensait auparavant.

Différent de la façon dont le cratère Mary Bay s’est probablement formé, les chercheurs ont déterminé que le cratère d’Elliott s’est formé lorsqu’un événement sismique a fracturé le dôme du système hydrothermal. Dans le lac Yellowstone, des dômes hydrothermaux se forment lorsque des poches sous-jacentes de gaz ou de fluides chargés de gaz provoquent l’arc vers le haut des sédiments sus-jacents. La rupture de ce dôme entraînerait une perte de pression brutale, déclenchant une explosion hydrothermale.

Bon nombre des plus petits dépôts dans les carottes de sédiments provenaient d’explosions hydrothermales plus récentes inconnues auparavant. Comme cela a été cohérent avec les études précédentes des cratères d’explosion, il semble n’y avoir aucune relation entre eux et les éruptions volcaniques à Yellowstone.

« Compte tenu de ce que nous voyons du lac Yellowstone et d’ailleurs à Yellowstone, des explosions hydrothermales à diverses échelles continueront de se produire », a déclaré Morgan.