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Dans les profondeurs des geysers // In the depths of geysers

drapeau francaisDes chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley ont essayé de comprendre comment fonctionnent les geysers et pourquoi certains d’entre eux se manifestent avec la régularité d’une horloge. Pour leurs recherches, ils sont allés à Yellowstone, où ils ont observé le Vieux Fidèle et le Lone Star, et au Chili où les geysers d’El Tatio sont une attraction touristique. Leur conclusion est que des geysers comme le Vieux Fidèle entrent en éruption périodiquement en raison de la présence de boucles ou de chambres latérales dans leur plomberie souterraine.
En cliquant sur le lien ci-dessous, vous verrez une expérience en laboratoire destinée à illustrer ce sujet.
https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=SUNwIm3o-64

Selon les scientifiques, la clé du fonctionnement des geysers est « un coude ou une boucle souterraine qui piège la vapeur, puis la libère lentement sous forme de bulles qui vont chauffer la colonne d’eau au-dessus jusqu’à ce que sa température soit juste en deçà du point d’ébullition. Au final, les bulles de vapeur provoquent l’ébullition soudaine de la tête de la colonne, libérant la pression sur l’eau en dessous et lui permettant de bouillir elle aussi. La colonne d’eau entre en ébullition de haut en bas, propulsant eau et de vapeur à des dizaines de mètres de hauteur. »

De nombreux scientifiques ont voulu savoir pourquoi certains geysers se manifestent périodiquement, parfois avec la régularité d’une horloge. Selon le chimiste allemand Robert Bunsen qui a étudié le Grand Geyser en Islande en 1846, les éruptions commencent lorsque l’eau commence à bouillir à la surface, ce qui réduit la pression dans la colonne d’eau surchauffée et ce qui permet à l’ébullition de se propager de la surface vers le bas. L’eau sous pression bout à une température plus élevée, donc la réduction de pression de l’eau surchauffée lui permet de bouillir.
Les chercheurs de Berkeley ont conclu que Bunsen avait globalement raison, mais que ce sont les bulles qui s’échappent de la vapeur emprisonnée dans les conduits sous le geyser qui portent la colonne d’eau au point d’ébullition. Lorsque la colonne d’eau jaillit à la surface de la terre, plus de la moitié des émissions sont constituées de vapeur, même si la plus grande partie de la masse est de l’eau liquide. Le panache que l’on peut voir de loin est surtout dû à la condensation de la vapeur qui se transforme en gouttelettes d’eau dans l’air.

Au 20ème siècle, quelques chercheurs ont introduit des caméras à l’intérieur des geysers. Les images obtenues laissent supposer qu’il existe des cavités ou des boucles qui piègent les bulles de vapeur. Ils ont effectué de telles observations dans la Vallée des Geysers au Kamchatka. J’ai rédigé une note à ce sujet en février 2013:
http://volcans.blogs-de-voyage.fr/2013/02/16/a-linterieur-des-geysers-inside-geysers/

Aujourd’hui, les mesures effectuées à Yellowstone et au Chili établissent un lien entre les changements de température et de pression dans la colonne d’eau et la plomberie souterraine du geyser, ce qui explique les éruptions périodiques.

Les chercheurs californiens pensent que l’étude des geysers pourrait permettre de mieux comprendre les éruptions volcaniques qui ont beaucoup de points communs, mais qui sont beaucoup plus difficiles à étudier. En effet, il est possible d’introduire des capteurs de température et de pression jusqu’à une dizaine de mètres dans les geysers – chose impossible à faire sur un volcan – et de les corréler avec les mesures de surface à l’aide de capteurs sismiques et d’inclinomètres permettant d’étudier la séquence d’événements souterrains conduisant à l’éruption du geyser.
Source: Université de Berkeley (Californie)

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drapeau anglaisResearchers from the University of California at Berkeley have tried to understand how geysers work and why some of them erupt with the regularity of a clock. For their research, they went to Yellowstone where they observed Old Faithful and Lone Star, and to Chile where the Tatio geysers are a tourist attraction. Their conclusion is that geysers like Old Faithful erupt periodically because of loops or side-chambers in their underground plumbing.

By clicking on the link below, you will see an experiment in a lab destined to illustrate this topic.

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=SUNwIm3o-64

According to the scientists, the key to geysers is “an underground bend or loop that traps steam and then bubbles it out slowly to heat the water column above until it is just short of boiling. Eventually, the steam bubbles trigger sudden boiling from the top of the column, releasing pressure on the water below and allowing it to boil as well. The column essentially boils from the top downward, spewing water and steam tens of metres into the air.”

Why geysers erupt periodically, some with the regularity of a clock, has drawn the interest of many scientists. According to German chemist Robert Bunsen who studied the Great Geysir in Iceland in 1846, eruptions start when water starts to boil at the surface, reducing pressure within the superheated water column and allowing boiling to propagate downward from the surface. Pressurized water boils at a higher temperature, so reducing the pressure on overheated water allows it to boil.

The Berkeley researchers concluded that Bunsen was essentially correct but also that it’s the escaped bubbles from trapped steam in the rock conduits below the geyser that heat the water column to the boiling point. As the entire water column boils out of the ground, more than half the volume of stuff emerging is steam, though most of the mass is liquid water. The plume seen from afar is mostly steam condensing into water droplets in the air.

In the 20th century, a few researchers have stuck video cameras into geysers and seen features that suggest there are underwater chambers or loops that trap steam bubbles. They did it in the Valley of Geysers (Kamchatka). I wrote a note about this in February 2013:

http://volcans.blogs-de-voyage.fr/2013/02/16/a-linterieur-des-geysers-inside-geysers/

This time, the measurements made in Yellowstone and Chile link the temperature and pressure changes down the water column with the underground plumbing to explain the periodic eruptions.

The Californian researchers think that studying geysers might allow to gain insight into volcanic eruptions, which bear many similarities to geysers but are much harder to study. It is possible to feed temperature and pressure sensors as deep as 10 metres into geysers – something impossible to do with a volcano – and correlate these with above-ground measurements from seismic sensors and tiltmeters to deduce the sequence of underground events leading to an eruption.

Source: Université de Berkeley (Californie).

Lone-Star-Geyser

Lone Star Geyser (Parc de Yellowstone)   Photo:  C.  Grandpey

Les geysers de Yellowstone

Certains de mes amis sont actuellement en vacances dans le Parc de Yellowstone et dans les environs. J’espère qu’ils apprécieront autant que moi le spectacle offert par les sources chaudes et les geysers. Voici une petite galerie de quelques unes des quelque 500 gerbes d’eau chaude de Yellowstone.

Riverside:

Geyser-blog-01

Lone Star:

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Clepsydra:

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Black Sand:

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Old Faithful:

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Monument:

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White Dome:

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Castle:

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Imperial:

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Africa:

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Spa:

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Grand Geyser:

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Steady:

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(Photos:  Claude  Grandpey)

De gigantesques geysers à la surface d’Europe (Jupiter) // Gigantic vapour jets at the surface of Europa (Jupiter)

drapeau francaisLes réunions de l’American Geophysical Union sont toujours l’occasion d’entendre parler de découvertes surprenantes et intéressantes. Au cours de la dernière d’entre elles à San Francisco cet automne, des scientifiques du Southwest Research Institute de San Antonio ont révélé que des panaches de vapeur d’eau de 150 kilomètres de hauteur avaient probablement été détectés en train de percer la surface glacée d’Europe, l’une des lunes de Jupiter, dont la température varie entre -160 et -220 ° C. Ils pensent avoir observé deux geysers pendant sept heures d’affilée.
Si elles sont confirmées, ces observations prouveraient que l’eau qui se cache sous la glace de d’Europe peut facilement atteindre la surface, ce qui aurait des implications importantes pour les futures missions spatiales. De nombreux experts estiment que l’océan qui se cache autour d’Europe, réchauffé par les forces de marée puissantes provoquées par la gravité de Jupiter, pourrait présenter des conditions favorables à la vie.
Les scientifiques ont utilisé des images du télescope spatial Hubble pour identifier les «jets» d’hydrogène et d’oxygène dans deux régions distinctes de l’hémisphère sud de la lune. Ils les ont observés pendant sept heures chaque fois, à un moment où Europe était sur le point le plus éloigné de son orbite par rapport à Jupiter qui disparaissait tandis que la lune se rapprochait.
Des panaches semblables ont déjà été aperçus sur Encélade, l’une des lunes de Saturne.
Source : Presse scientifique.

drapeau anglaisThe meetings of the American Geophysical Union are always the occasion to hear surprising and interesting discoveries. During the autumn meeting in San Francisco, scientists from the Southwest Research Institute of San Antonio revealed that plumes of water vapour 150 kilometres high may have been spotted bursting out of the icy surface of Jupiter’s moon Europa whose temperatures range from -160 to -220°C. They believe they detected two geysers shooting into space for seven hours at a time.

If confirmed, the observations prove that water from the moon’s ice-covered ocean can easily reach the surface, which has important implications for future space missions. Many experts believe the hidden ocean surrounding Europa, warmed by powerful tidal forces caused by Jupiter’s gravity, may have conditions favourable to life.

Scientists used images from the Hubble Space Telescope to identify “spikes” of hydrogen and oxygen in two distinct regions of the moon’s southern hemisphere. They were observed for just seven hours at a time when Europa was at the furthest point of its orbit away from Jupiter, vanishing as the moon got closer.

Similar plumes have previously been seen on one of Saturn’s moons, Enceladus.

Source: Scientific press.

Yellowstone (Etats Unis): Réveil du Steamboat Geyser ! // Steamboat Geyser wakes up !

drapeau francaisAu cœur du parc de Yellowstone, le Steamboat Geyser est entré en éruption après une pause de 8 années ! Le 31 juillet à 19h30, le geyser a expédié pendant 9 minutes un jet d’eau bouillante à une hauteur allant de 60 à 90 mètres.

Contrairement au Vieux Fidèle qui se manifeste avec la régularité d’un métronome toutes les 90 minutes, personne ne sait quand le Steamboat Geyser va entrer en éruption. Par le passé, il est resté jusqu’à 50 années sans se manifester. Par contre, en 1964, il est entré 29 fois en éruption. Son dernier réveil remontait à l’année 2005.

 

drapeau anglaisYellowstone National Park’s Steamboat Geyser has erupted for the first time in more than eight years ! On July 31st at 7:30 p.m., the nine-minute blast sent steaming hot water an estimated 60 to 90 metres in the air.

Unlike the park’s popular and famous Old Faithful geyser, which spews water like clockwork every hour-and-a-half, no one knows when Steamboat will erupt next. In the past, it’s gone as long as 50 years without a major event. In 1964, it erupted a record 29 times. The last blast came in 2005.

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Le Vieux Fidèle, un geyser à la régularité exemplaire.  (Photo:  C. Grandpey)