Geysers & isotopes stables : justificatifs de l'origine de l'eau dans les geysers

Résumé du document

Un geyser est un type particulier de sources d'eau chaude qui jaillit par intermittence en projetant de l'eau à haute température et de la vapeur. Le terme geyser provient de Geysir, le nom du plus célèbre geyser islandais, dont l'étymologie est liée au verbe islandais gjósa (en français jaillir).

Un geyser jaillit quand la base d'une colonne d'eau située en profondeur est vaporisée par la proximité de la roche volcanique chaude. La force avec laquelle elle est expulsée dépend de sa profondeur. En effet, son poids augmente avec la profondeur et accroît la pression exercée sur sa base, élevant ainsi le point d'ébullition de l'eau. Quand l'eau arrive à ébullition, elle se dilate et remonte en surface. La pression baisse alors proportionnellement à la réduction de poids de la colonne, et le point d'ébullition de l'eau restant dans la colonne diminue. Ainsi, la colonne entière se vaporise instantanément, provoquant l'éruption du geyser.

Extraits

[...] C'est seulement quand F/R augmente (grande quantité d'eau) qu'on peut voire δ18O de la roche varier, alors que le δD de la roche et du fluide est équilibré. Ces observations permettent de vérifier que l'eau dans les geysers est bien d'origine météorique. En effet si elle provenait du sous-sol elle présenterait un δD supérieur aux eaux pluviales et un δ18O inchangé. Or c'est l'inverse qui est observé. L'eau juvénile (provenant de la roche) est quand même présente dans les geysers, mais sa par ne représente que de cette eau. [...]

[...] En d'autres termes, il n'y a pas de réservoir avec lequel l'eau peut interagir. En 1978, Taylor a considéré que les interactions eau roche sont dues aux systèmes isotopiques de l'oxygène et l'hydrogène. L'eau s'enrichit en oxygène qui est en très grande quantité dans la roche cependant il peut y avoir des interactions avec l'hydrogène lorsque l'oxygène vient à manquer. Du fait de la faible concentration en hydrogène, le δD présentera une variation plus marquée. Figure 5 : Valeurs de δD - δ18O des eaux géothermales (en cercles vides) et des eaux pluies locales (cercles pleins) Lorsque le rapport F/R est faible, δD dans les minéraux hydratés change rapidement. [...]

[...] Geysers & Isotopes Stables : Justificatifs de l'origine de l'eau dans les geysers Présentation Définition Un geyser est un type particulier de sources d'eau chaude qui jaillit par intermittence en projetant de l'eau à haute température et de la vapeur. Le terme geyser provient de Geysir, le nom du plus célèbre geyser islandais, dont l'étymologie est liée au verbe islandais gjósa (en français, jaillir). Figure 1 : Le grand Geysir Island Formation des Geysers Description Un geyser jaillit quand la base d'une colonne d'eau située en profondeur est vaporisée par la proximité de la roche volcanique chaude. [...]

[...] Cycle éruptif Répartition géographique Les geysers sont assez rares, dépendants de conditions climatiques et géologiques que l'on ne trouve qu'en peu d'endroits sur terre.Ils se situent le long des zones de rencontre de plaques, de forte sismicité et des points chauds, ou la température élevée du sous-sol permet la chauffe de l'eau. Figure 4 : Répartition des geysers Geyser & Isotopes stables L'origine des eaux géothermales a été déterminée par les isotopes stables Friedman (1953) est le premier à avoir reconnu la dominance des eaux météoriques dans les sources géothermales en notant que le δD des eaux géothermales était le même que celui des pluies locales. Cependant, il a observé que δ18O de l'eau augmentait. [...]