Catégorie : Science

L’intelligence artificielle (IA) entre à Pompéi (Italie) // AI enters Pompeii (Italy)

Des archéologues et des chercheurs qui travaillent sur le site de Pompéi (Italie) ont utilisé pour la première fois l’intelligence artificielle (IA) pour reconstituer numériquement le visage d’un homme tué lors de l’éruption du Vésuve en 79 après J.-C. Cette reconstitution offre une nouvelle perspective sur l’une des catastrophes naturelles les plus célèbres de l’histoire.
Le portrait réalisé à l’aide de l’IA représente un homme dont les restes ont été découverts alors qu’il tentait de fuir la ville et courait vers vers la côte pendant l’éruption. Les chercheurs pensent que l’homme est mort au début de la catastrophe, enfoui sous une épaisse couche de débris volcaniques.
La reconstitution a été réalisée dans le cadre du Parc archéologique de Pompéi qui précise sur son site web qu’elle a été effectuée en collaboration avec l’Université de Padoue et à partir des données de prospections archéologiques récoltées près de la nécropole de Porta Stabia, juste à l’extérieur des remparts de la ville antique.
La page web du Parc archéologique présente l’illustration générée par l’IA. Avec le Vésuve à l’arrière-plan, on voit l’homme courir le long d’une route en mauvais état et jonchée de débris, tenant un grand récipient au-dessus de sa tête ; il s’en sert comme bouclier pour essayer de se protéger contre la pluie de matériaux volcaniques.

Pompéi fut ensevelie sous les cendres et la pierre ponce lors de l’éruption du Vésuve il y a près de 2 000 ans. L’accumulation de matériaux a protégé la ville et les restes de milliers de ses habitants et fournit aujourd’hui un témoignage remarquable de la vie romaine à cette époque.
Les archéologues ont découvert l’homme tenant un récipient en terre cuite dont il se servait probablement pour se protéger la tête des lapilli qui s’abattaient sur lui pendant l’éruption. D’anciens récits, notamment ceux de Pline le Jeune, confirment cette hypothèse et expliquent que les habitants de Pompéi utilisaient divers objets pour se protéger.

L’homme portait également une lampe à huile, un petit anneau de fer et dix pièces de bronze et des objets personnels. Ils nous éclairent sur ses derniers instants ainsi que sur la vie quotidienne à Pompéi avant la catastrophe. On peut lire sur le site web du Parc archéologique que « la reconstitution numérique a été créé grâce à l’intelligence artificielle et à des techniques de retouche photo conçues pour transformer les données squelettiques et archéologiques en une représentation humaine réaliste. » Selon son directeur, la quantité de données obtenues par les chercheurs est telle que seule l’intelligence artificielle est en mesure de les protéger et de les valoriser correctement. « Bien utilisée, l’IA peut contribuer au renouveau des études classiques. »
Source : Associated Press via Yahoo News, Parc archéologique de Pompéi.

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Archaeologists and researchers at the ancient Roman site of Pompeii have used artificial intelligence (AI) for the first time to digitally reconstruct the face of a man killed in the AD 79 eruption of Mount Vesuvius that smothered the city, offering a new way to understand one of history’s most famous natural disasters.

The digital portrait represents a man whose remains were discovered as he attempted to flee the city toward the coast during the volcanic eruption. Researchers believe the man died early in the disaster, during a heavy fall of volcanic debris.

The reconstruction was developed by the Pompeii Archaeological Park, which announced on its website that it was done in collaboration with the University of Padua and based on archaeological survey data from excavations near the Porta Stabia necropolis, just outside the walls of the ancient city.

The announcement shows the AI-generated illustration of what the man could have looked like. He is shown running along a rough, debris-covered road, holding a large, shallow bowl over his head and using it as a shield while Mount Vesuvius is seen erupting in the background. (see image above)

Pompeii was buried under ash and pumice when the Vesuvius erupted nearly 2,000 years ago, preserving the city and the remains of thousands of its inhabitants in remarkable detail.

Archaeologists found the man holding a terracotta mortar, which they interpreted as an improvised attempt to shield his head from falling small volcanic stones that rained down during the eruption.

Ancient accounts, including those of Pliny the Younger, describe Pompeii’s residents using objects to protect themselves as ash and debris blanketed the city.

The man was also carrying an oil lamp, a small iron ring and 10 bronze coins, personal objects that offer insight into his final moments as well as into daily life in Pompeii before the catastrophe. (see photo above)

The digital portrait was created using AI and photo-editing techniques designed to translate skeletal and archaeological data into a realistic human likeness.According to the Pompeii park director, the vastness of archaeological data is now such that only with the help of artificial intelligence will we be able to adequately protect and enhance them. « If used well, AI can contribute to a renewal of classical studies. »

Source : Associated Press via Yahoo News, Pompeii Archaeological Park.

Des super-réservoirs de magma découverts sous la Toscane (Italie) // Super magma reservoirs discovered beneath Tuscany (Italy)

Une étude par une équipe italo-suisse, publiée dans la revue Communications Earth & Environment, vient de révéler que la Toscane cache sous ses magnifique paysages de vastes réservoirs de magma. Ce n’est pas vraiment une surprise car la province italienne est réputée pour sa géothermie dont la centrale de Larderello est le parfait exemple. Voir ma note du 24 septembre 2023 :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2023/09/24/larderello-italie-paradis-de-la-geothermie/

Photo : C. Grandpey

Grâce à la tomographie du bruit ambiant, qui permet d’analyser avec une précision inédite les vibrations naturelles du sol, une équipe de l’Université de Genève (UNIGE), de l’Institut des géosciences et des ressources de la Terre (CNR-IGG) et de l’Institut national de géophysique et de volcanologie (INGV) a identifié sous la Toscane un vaste réservoir contenant environ 6 000 km3 de magma. Au-delà de la prouesse scientifique, cette avancée ouvre la voie à des méthodes d’exploration plus rapides et moins coûteuses pour localiser des ressources telles que les réservoirs géothermiques, le lithium (très recherché aujourd’hui) ou les terres rares, dont la formation est étroitement liée aux systèmes magmatiques profonds. Outre son grand intérêt scientifique, cette étude montre que la tomographie, en explorant le sous-sol rapidement et à moindre coût, peut être un outil utile à la transition énergétique.

Quand on parle de super réservoirs de magma, de super volcans ou de super éruptions, on pense tout de suite au Parc national de Yellowstone aux États-Unis, aux lacs Toba en Indonésie et Taupo en Nouvelle-Zélande. Ces célèbres sites volcaniques abritent d’immenses réservoirs de magma de plusieurs milliers de kilomètres cubes. Des indices visibles en surface comme des dépôts éruptifs, des cratères, des déformations du sol ou des émissions de gaz révèlent leur présence. Cependant, en l’absence de tels signes, d’importants volumes de magma peuvent rester cachés et passer inaperçus dans les profondeurs de la croûte terrestre.

C’est le cas en Toscane où des réservoirs contenant au total 6000 km3 de fluides volcaniques, entre 8 et 15 km de profondeur viennent d’être mis au jour par les équipes scientifiques mentionnées ci-dessus. Ce magma, qui pourrait potentiellement donner naissance à un super volcan dans plusieurs millions d’années, ne présente actuellement aucun risque. Sa présence a été mise en évidence grâce à la tomographie du bruit ambiant, une technique d’imagerie du sous-sol utilisée en sismologie. Elle permet de «radiographier» la structure interne de la croûte terrestre en exploitant les vibrations naturelles de l’environnement, issues notamment des vagues océaniques, du vent ou des activités humaines. En pénétrant le sol, ces signaux sont enregistrés par des capteurs sismiques à haute résolution déployés en surface. Une soixantaine d’appareils ont été utilisés dans le cadre de cette étude. Lorsque ces vibrations se propagent à faible vitesse, elles peuvent indiquer la présence de matériaux fondus tels que le magma.

Répartition des réseaux sismiques pour cette étude

L’analyse combinée des enregistrements a permis de reconstituer une image en trois dimensions de la structure interne de la zone couverte.

Modélisation de la province magmatique toscane

.Source : Université de Genève.

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A study by an Italian-Swiss team, published in the journal Communications Earth & Environment, has revealed that Tuscany conceals vast magma reservoirs beneath its magnificent landscapes. This is not entirely surprising, as the Italian province is renowned for its geothermal energy, of which the Larderello power plant is a prime example.

Thanks to ambient noise tomography, which allows for unprecedentedly precise analysis of natural ground vibrations, a team from the University of Geneva (UNIGE), the Institute of Geosciences and Earth Resources (CNR-IGG), and the National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV) in Italy has identified a vast reservoir containing approximately 6,000 km³ of magma beneath Tuscany. Beyond the scientific achievement, this breakthrough paves the way for faster and less expensive exploration methods to locate resources such as geothermal reservoirs, lithium (highly sought after today), and rare earth elements, whose formation is closely linked to deep magma systems. In addition to its significant scientific interest, this study demonstrates that tomography, by exploring the subsurface quickly and at a lower cost, can be a valuable tool for the energy transition.
When we talk about super magma reservoirs, supervolcanoes, or super-eruptions, we immediately think of Yellowstone National Park in the United States, Lake Toba in Indonesia, and Lake Taupo in New Zealand. These famous volcanic sites contain immense magma reservoirs of several thousand cubic kilometers. Visible signs on the surface, such as eruptive deposits, craters, ground deformation, and gas emissions, reveal their presence. However, in the absence of such signs, significant volumes of magma can remain hidden and undetected deep within the Earth’s crust.
This is the case in Tuscany, where reservoirs containing a total of 6,000 km³ of volcanic fluids, located between 8 and 15 km deep, have recently been discovered by the scientific teams mentioned above. This magma, which could potentially give rise to a supervolcano in several million years, currently poses no risk. Its presence was detected using ambient noise tomography, a subsurface imaging technique used in seismology. This technique allows researchers to « X-ray » the internal structure of the Earth’s crust by exploiting natural environmental vibrations, such as those generated by ocean waves, wind, or human activity. As these signals penetrate the ground, they are recorded by high-resolution seismic sensors deployed on the surface. Approximately sixty devices were used in this study. When these vibrations propagate at low speeds, they can indicate the presence of molten materials such as magma.
Combined analysis of the recordings made it possible to reconstruct a three-dimensional image of the internal structure of the covered area.

Source: University of Geneva.

L’origine de l’Etna (Sicile) : un volcan de « petit-spot » // The origin of Mount Etna (Sicily) : a « petit-spot » volcano

Situé en Sicile, l’Etna est le volcan le plus actif d’Europe. Pourtant, son origine demeure en grande partie énigmatique, car aucun modèle géologique connu n’explique de manière détaillée comment il s’est formé. Dans une nouvelle étude*, des scientifiques de l’université suisse de Lausanne et de l’INGV de Catane en Italie décryptent ces mécanismes, et expliquent pourquoi l’Etna est vraiment unique au monde.

Photo: C. Grandpey

Vieux de plus de 500’000 ans et situé sur la côte est de la Sicile, l’Etna culmine à plus de 3000 mètres d’altitude. Il connaît plusieurs éruptions par an, ce qui en fait le volcan le plus actif et l’un des plus surveillés d’Europe. Pourtant, son origine reste en partie mystérieuse : aucun mécanisme géologique connu ne semble expliquer comment ce géant s’est formé.
La nouvelle étude, publiée dans le Journal of Geophysical Research – Solid Earth, les scientifiques suisses et italiens formulent une hypothèse novatrice expliquant les mécanismes de formation dub volcan sicilien. Cette découverte permet une meilleure compréhension de la fréquence inhabituelle de ses éruptions, et pourrait contribuer à améliorer l’évaluation des risques volcaniques par les chercheurs de l’INGV de Catane.

La formation des volcans sur notre planète est due à la fonte d’une partie du manteau terrestre qui devient magma, remonte en surface et se refroidit. Jusqu’à aujourd’hui, on considérait que les volcans se formaient selon trois grands mécanismes connus : 1) à la limite entre deux plaques tectoniques, dont la séparation – ou accrétion – provoque la remontée et la fusion du manteau, générant le fond des océans ; 2) dans les zones de subduction, lorsqu’une plaque plonge sous une autre. Au cours de ce mouvement, de l’eau est entraînée en profondeur, ce qui abaisse la température de fusion du manteau et engendre la création de volcans souvent explosifs, comme le mont Fuji au Japon ; 3) au milieu des plaques tectoniques, lorsque du manteau anormalement chaud remonte et forme des îles océaniques telles que Hawaï ou la Réunion. Ce phénomène est connu sous le nom de « point chaud ».

L’Etna, lui, ne rentre dans aucune de ces catégories. Situé à proximité d’une zone de subduction, sa composition chimique ressemble à celle des volcans de points chauds, alors même qu’aucun point chaud n’est présent à proximité.

La nouvelle étude révèle qu’au contraire des volcans classiques, l’Etna serait formé et alimenté par de petites quantités de magma déjà présentes au sommet du manteau terrestre, à 80 km sous nos pieds. Ces liquides seraient transportés sporadiquement vers la surface par les mouvements tectoniques complexes des plaques Africaine et Eurasienne. Le magma cheminerait ainsi à travers des fissures qui se créent au sein de la plaque tectonique lorsque celle-ci se plie, à l’approche de la zone de subduction. Les chercheurs utilisent l’image d’un liquide qui s’échappe lorsque l’on presse une éponge.

Le volcan sicilien appartiendrait donc à une quatrième catégorie de volcans encore très peu connue : celle des volcans dits « de petit-spot », décrits pour la première fois en 2006 par des géologues japonais. La découverte de ces minuscules volcans sous-marins avait confirmé l’existence de poches de magma au sommet du manteau terrestre, une hypothèse avancée dès les années 1960, et qui révélait que ces magmas pouvaient, dans certaines conditions, engendrer des volcan

La nouvelle étude italo-suisse explique que l’Etna serait né d’un mécanisme similaire à celui qui explique la genèse des volcans « de petit-spot ». Cette découverte est surprenante puisque jusqu’ici, ce processus n’avait été constaté que pour des volcans de très petite taille, ne dépassant pas quelques centaines de mètres de hauteur. L’Etna, en revanche, est un stratovolcan majeur dont l’altitude dépasse aujourd’hui 3 000 mètres.

La nouvelle découverte ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension de la genèse d’autres édifices volcaniques dans le monde.

Pour effectuer leur étude, les scientifiques ont collecté des échantillons sur l’Etna, afin de reconstituer l’évolution chimique des laves émises depuis la formation du volcan jusqu’à aujourd’hui. S’appuyant sur des données expérimentales, ils ont pu montrer que la composition des magmas sous l’Etna est restée globalement constante au cours du temps, tandis que le régime tectonique a évolué. L’ensemble de ces observations montre que les magmas qui alimentent l’Etna doivent préexister au sommet du manteau, et que les variations des volumes émis lors des éruptions sont principalement contrôlées par le mouvement des plaques. Cette interprétation permet de relier le volcanisme de l’Etna au mécanisme « de petit-spot ».

*Mount Etna as a leaking pipe of magmas from the low velocity zone , Journal of Geophysical Research – Solid Earth, 2026. Auteurs : S. Pilet, J. Reymond, L. Rochat, R. A. Corsaro, M. Chiaradia, L. Caricchi, O. Müntener,

Source : Université de Lausanne.

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Located in Sicily, Mount Etna is Europe’s most active volcano. Yet its origin remains largely enigmatic, as no existing geological model fully explains how it formed. In a new study*, scientists from the University of Lausanne (UNIL) and from the INGV of Catania (Italy) shed light on these mechanisms and reveal why Mount Etna may in fact be unique in the world.

More than 500,000 years old and rising over 3,000 metres above sea level on Sicily’s eastern coast, Mount Etna erupts several times a year, making it both the most active and one of the most closely monitored volcanoes in the world. Despite this, its origin remains partly mysterious: no known geological process fully accounts for the formation of this giant.
In the new study published in the Journal of Geophysical Research – Solid Earth, the scientists unveil a new hypothesis that could transform our understanding of how Mount Etna formed. Their findings shed new light on the volcano’s unusually frequent eruptions and pave the way for improved volcanic hazard assessment by researchers at INGV in Catania, Italy.

Volcanoes on our planet form when part of the Earth’s mantle melts into magma, rises to the surface, and solidifies. Until now, it was thought that volcanoes form according to three main mechanisms: 1) at the boundary between two tectonic plates, where their separation, or accretion, allows mantle material to rise and melt, creating the ocean floor ; 2) in subduction zones, where one plate dives beneath another. Water carried down with the subducting plate lowers the mantle’s melting point, generating often explosive volcanoes, such as Mount Fuji in Japan ; 3) in the middle of tectonic plates, when unusually hot mantle material rises, forming oceanic islands like Hawaii or La Réunion. This phenomenon is known as a “hotspot”.

Mount Etna, however, fits into none of these categories. Located near a subduction zone, its chemical composition resembles that of hotspot volcanoes, even though no hotspot is present nearby. The new study shows that, unlike conventional volcanoes—where magma forms shortly before an eruption—Etna is fed by small amounts of magma already present in the upper mantle, some 80 kilometers beneath the surface. These magmas are transported sporadically toward the surface by the complex tectonic movements resulting from the collision between the African and Eurasian plates. The magma rises through fractures in the tectonic plate created as it bends near the subduction zone, much like liquid being squeezed from a sponge.

The Sicilian volcano may therefore belong to a little-known fourth category of volcanoes: so-called “petit-spot” volcanoes, first described in 2006 by Japanese geologists. These tiny submarine volcanoes provide compelling evidence for the existence of pockets of magma at the top of the Earth’s mantle—an idea first proposed in the 1960s—and show that, under certain conditions, such magmas can give rise to volcanoes.

The latest study suggests that Etna may have formed through a mechanism similar to the one that generates petit-spot submarine volcanoes. This is unexpected, as such processes had previously only been observed in very small volcanic structures, typically rising no more than a few hundred metres. Mount Etna, by contrast, is a large stratovolcano which now towers more than 3,000 metres above sea level.”

This discovery opens up new perspectives for understanding how other volcanic systems may form around the world.

In order to perform their study, the scientists collected samples from Mount Etna to reconstruct the chemical evolution of the lavas erupted since the volcano formed, approximately 500,000 years ago, up to the present day. Based on experimental data, they were able to show that the composition of Etna’s magmas has remained largely consistent over time, even as the tectonic regime evolved. These combined observations support the idea that the magmas feeding Etna pre-exist in the upper mantle, and that variations in erupted volumes are primarily controlled by plate movements. This interpretation links Mount Etna’s volcanism to the “petit-spot” mechanism.

*S. Pilet, J. Reymond, L. Rochat, R. A. Corsaro, M. Chiaradia, L. Caricchi, O. Müntener, Mount Etna as a leaking pipe of magmas from the low velocity zone , Journal of Geophysical Research – Solid Earth, 2026

Source : Université de Lausanne.

Étude des sources chaudes de Yellowstone avec la tomographie de résistivité électrique (TRE) // Study of Yellowstone hot springs using electrical resistivity tomography (ERT)

Aujourd’hui, de nouvelles technologies sont utilisées pour étudier les systèmes hydrothermaux de Yellowstone. Il y a une vingtaine d’années, j’ai participé à une campagne de mesures de la température des sources chaudes dans le Parc, sous l’égide de l’Observatoire volcanologique (YVO). J’utilisais un thermomètre qui m’a permis de relever les températures d’une vingtaine de sources. Aujourd’hui, la situation est différente. Des capteurs radio ont été installés à divers endroits du Yellowstone Geyser Basin ; ils enregistrent automatiquement les températures des chenaux d’écoulement des geysers, des bassins hydrothermaux, des sols et même de l’air. Les données sont ensuite transmises quotidiennement par radio et Internet aux bureaux de l’USGS à Menlo Park, en Californie, où elles sont archivées et mises à la disposition du public sur le site web de l’Observatoire Volcanologique de Yellowstone.

Morning Glory Pool, l’une des innombrables sources chaudes de Tellowstone (Photo: C. Grandpey)

Le dernier numéro des Yellowstone Caldera Chronicles , une chronique hebdomadaire rédigée par des scientifiques de l’Observatoire, est consacré à l’étude de l’eau et des roches dans le sous-sol de Yellowstone. Par le passé, les géologues effectuaient des forages pour étudier les conditions géologiques et hydrothermales du sous-sol, notamment en 1967-1968. Cependant, forer dans un système hydrothermal actif est une opération complexe et dangereuse, avec le risque d’une libération brutale de vapeur et d’eau chaude pendant les opérations de forage. La plupart des anciens forages ont été scellés, mais les diagraphies et carottes de roche extraites ont fourni de précieuses informations.
Ces dernières années, la géophysique est devenue une technique essentielle pour imager le sous-sol et étudier le système hydrothermal de Yellowstone sans avoir recours au forage. Des méthodes telles que la sismique, la magnétotellurique, l’électromagnétisme et la gravimétrie permettent aux scientifiques de déterminer les propriétés fondamentales des fluides et des roches. Les méthodes d’imagerie géophysique sont idéales pour le Parc national de Yellowstone car elles sont non invasives : il n’est pas nécessaire de perturber le sol pour étudier le système hydrothermal souterrain.

L’Université du Wyoming utilise depuis une dizaine d’années des méthodes géophysiques terrestres pour imager les réseaux hydrothermaux situés sous les sources chaudes et les geysers de Yellowstone. En 2018, un groupe d’étudiants a parcouru plus de 3 kilomètres avec un encombrant matériel géophysique afin de recueillir différents types d’images du sous-sol sous Sentinel Meadows, un bassin hydrothermal actif du Lower Geyser Basin.

Un ensemble de données a pu cibler le réseau hydrothermal sous la source Rosette (Rosette Spring, également appelée Bison Pool) grâce à la tomographie de résistivité électrique (TRE). L’eau hydrothermale étant conductrice, cette méthode est particulièrement efficace pour en réaliser l’imagerie en sous-sol. Les étudiants et leurs enseignants ont déployé cinq lignes parallèles de capteurs électriques autour de Rosette Spring afin de mesurer la résistivité du sous-sol. Cela a permis d’obtenir une image des eaux hydrothermales souterraines sans forer ni endommager la surface.

Source : YVO

Les résultats de la tomographie de résistivité électrique indiquent la présence d’eau hydrothermale près de la Rosette Spring à une profondeur de 5 à 10 mètres. Cependant, aucun conduit ne semble relier cette eau à la surface. Cela signifie que l’eau hydrothermale alimentant la source circule probablement à travers un réseau dense de petits canaux dans les dépôts glaciaires qui constituent la géologie de surface de la région. Ces canaux sont si étroits qu’ils sont difficiles à observer avec l’équipement utilisé par l’équipe de terrain. De plus, la ligne de TRE la plus proche de la source Rosette présente un signal plus résistif, caractéristique de dépôts de geysérite formés par le refroidissement et la précipitation de la silice par l’eau chaude de la source. Ceci démontre que les dépôts de silice observés en surface s’étendent en sous-sol jusqu’à une profondeur d’environ 7 mètres. L’image TRE ne révélant aucun conduit ou structure tubulaire reliant les eaux profondes à la surface, l’origine de l’eau de Rosette Spring demeure un mystère.

Les recherches se poursuivent afin de comprendre comment les eaux hydrothermales circulent depuis les réservoirs profonds jusqu’à l’émergence des sources chaudes de Yellowstone. Les géologues de l’Observatoire volcanologique de Yellowstone nous expliquent que de nouvelles données géophysiques haute résolution apporteront sans aucun doute de nouveaux éclairages concernant le système d’alimentation en eau chaude de Yellowstone.

L’intégralité de l’étude se trouve à cette adresse :

https://www.usgs.gov/observatories/yvo/news/path-least-resistance-investigating-hot-spring-plumbing-systems-yellowstone

Source : USGS, Observatoire volcanologique de Yellowstone.

Parmi les résultats de tomographie de résistivité électrique du sous-sol de Rosette Spring figure une coupe transversale de la ligne R3 comparée aux images de Google Earth. Les anomalies de résistivité élevée (du jaune au rouge) près de la surface correspondent à des dépôts de geysérite en surface. À côté de cela, la zone plus profonde à faible résistivité (bleu foncé) est interprétée comme étant constituée d’eau hydrothermale alimentant la source. (Source : Wyoming State Geological Survey)

Among the surface imagery and subsurface electrical resistivity tomography results from Rosette Spring, there is a cross sectional view of line R3 compared to Google Earth imagery. High-resistivity anomalies (yellow to red) in the near-surface correlate with white sinter deposits on the ground surface. In contrast, the deeper, low-resistivity zone (dark blue) is interpreted as hydrothermal water that feeds Rosette Spring. (Source : Wyoming State Geological Survey)

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Today, new technologies are being used to study the hydrothermal systems at Yellowsrone. Two decades ago, I participated in a campaign to measure the temperatures of the hot springs under the auspices of the Volcanological Observatory (YVO). I used a hand-held thermometer and collected the readings for about two dozen springs. Today, things are different. Radio-equipped sensors have been installed at different spots within the geyser basin, recording temperatures within runoff channels from geysers, hot pools, soils, and even air. The data are saved by the sensors and are then transmitted daily via small radios and the Internet back to the USGS offices in Menlo Park, California, where they are archived and distributed to the public on the Yellowstone Volcano Observatory website.

The latest issue of the Yellowstone Caldera Chronicles, a weekly column written by scientists of the Yellowstone Volcano Observatory (YVO) is dedicated to the study of water and rocks that are underground in Yellowstone.

In the past, geoscientists drilled boreholes to investigate subsurface geologic and hydrothermal conditions, most recently in 1967–68. However, drilling into an active hydrothermal system is complicated and risky. Many of the holes can erupt with steam and hot water during drilling operations. Most of the old boreholes were sealed, and the drilling logs and rock cores that were extracted provided valuable information.

More recently, geophysics has emerged as a key technique to image the subsurface and study the Yellowstone hydrothermal system without drilling into it. Methods such as seismic, magnetotelluric, electromagnetic, and gravity allow for scientists to determine fundamental material properties of fluid or rock. Geophysical imaging methods are ideal for Yellowstone National Park because they are noninvasive, meaning you do not have to significantly disturb the ground to learn about the subsurface hydrothermal system.

The University of Wyoming has been using ground-based geophysical methods for a decade to image the “plumbing systems” below hot springs and geysers in Yellowstone.

In 2018, a group of students hiked more than 3 kilometers with a very heavy collection of geophysical equipment to collect multiple types of subsurface images beneath Sentinel Meadows, a hydrothermally active drainage in Lower Geyser Basin. One data set targeted the plumbing system beneath Rosette Spring (aka Bison Pool) using electrical resistivity tomography (ERT). Hydrothermal water is electrically conductive, which makes this method very effective at imaging hydrothermal water in the subsurface. The students and instructors laid out five parallel lines of electrical sensors across Rosette Spring to measure the resistivity of the subsurface, which yielded an image of the hydrothermal waters below the ground without requiring any drilling or other damage.

The results from the ERT survey show that there is hydrothermal water near Rosette Spring about 5–10 meters down, but that there is no distinct pipe or conduit leading to the pool at the surface. This leads to the important conclusion that the hydrothermal water feeding the pool likely travels through a dense network of small pathways in the glacial deposits that make up the surface geology in the area. Such pathways are so small that they are hard to see with the equipment that the field team used. Additionally, the ERT line nearest to Rosette Spring shows a more resistive signal indicative of white sinter deposits that are created by the hot spring waters cooling and precipitating silica. This demonstrates that the white sinter deposits seen at the surface extend into the subsurface to a depth of about 7 meters. Because the ERT image does not show a resolvable conduit or pipe-like structure from deeper water to the surface, it remains a mystery as to how Rosette Spring gets its water, and research continues into how hydrothermal waters travel from deep reservoirs and emerge as hot springs in Yellowstone. YVO geologists say that new high-resolution geophysical data will undoubtedly continue to provide insights into Yellowstone’s hot water plumbing systems.

Just click on this link to find the study :

https://www.usgs.gov/observatories/yvo/news/path-least-resistance-investigating-hot-spring-plumbing-systems-yellowstone

Source : USGS, Yellowstone Volcano Observatoty.