La découverte de yellowstone

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Exercices
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Géothermie et propriétés thermiques de la Terre

Le parc de Yellowstone, situé dans le Wyoming, le Montana et l’Idaho, est le premier parc national des États-Unis, créé en 1872. Il est célèbre pour sa faune très variée et ses phénomènes géothermiques. Il contient deux tiers des geysers* de la planète, des fumerolles et de nombreuses sources chaudes. L’une des figures emblématiques du parc est le « Old Faithful » le deuxième geyser le plus important au monde après le Strokkur qui se situe en Islande.

À partir du milieu des années 1960, les scientifiques ont réexaminé de près la géologie de Yellowstone, mais ils ne s’attendaient nullement à ce qu’ils allaient découvrir. Jusqu’à présent, on pensait qu’il s’agissait d’un site hydrothermal comme il y en avait en Islande, mais qu’il n’était pas associé à un volcan.

Le géologue Bob Christiansen et son équipe examinèrent le sous-sol de Yellowstone et mirent en évidence d’importantes traces de cendres compactes qui s’étendaient sur une épaisseur de 30 cm. Elles pouvaient être le produit de l’activité d’un volcan aujourd’hui disparu, mais il n’y en avait plus aucune trace : cratère ou caldera**. Celle-ci existe, mais sa taille englobe pratiquement tout le parc, ce qui ne permet pas de la voir depuis le sol. Elle est visible sur la carte du parc de Yellowstone (document 11).

* Source chaude des champs volcaniques jaillissant en panaches à intervalles réguliers lorsqu’en profondeur la pression de vapeur d’eau dépasse un certain seuil.

** Ou caldeira : mot d’origine portugaise signifiant chaudron, désignant un cratère géant de quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres, à contour circulaire ou elliptique. Ces dépressions sont produites par l’effondrement de la partie centrale du volcan, la chambre magmatique sous-jacente ayant été en partie vidée par des éruptions.

Doc 11 Carte du parc de Yellowstone

Doc 12 Âges et extensions des cendres issues du volcan Yellowstone

1. Quels sont les indices de volcanisme donnés par les documents ?

2. Pourquoi parle-t-on de super-volcan ?

3. En décembre 2009, des études sismiques ont permis de mettre en évidence la présence d’une anomalie thermique sous Yellowstone représentée sur le document 13.

Doc 13 Anomalie thermique
de Yellowstone (1 mile = 1,6 km)


Pourquoi utiliser la vitesse des ondes sismiques pour repérer des différences de température dans le globe ?

4. Que révèle l’étude du document 13 ?

5. Le site de Yellowstone est très étudié, car la présence d’une chambre magmatique gigantesque située à une dizaine de kilomètres en dessous de la surface pourrait entraîner une nouvelle éruption. Les fumerolles, les sources hydrothermales et les geysers que l’on observe un peu partout à travers le parc représentent des fissures et des cheminées très localisées dans la caldera à travers lesquelles le super volcan « fuit » et libère lentement son excès de pression. Chaque année, toute la région subit en outre des centaines de secousses sismiques dont l’intensité est très variable, mais en moyenne relativement faible.

Des études GPS ont montré des déplacements verticaux au niveau de la caldera et l’enregistrement de l’activité sismique est fait en continu. Les résultats de ces études sont reportés dans le document 14.

De combien de centimètres s’est élevé le sol de la caldera entre 1970 et 1980 ? Quel peut-être le mécanisme à l’origine de ce soulèvement ?

6. Quel indice apporte l’étude des séismes ?

7. L’élévation est-elle continue ? Comment l’expliquer ?

Doc 14 Activité sismique et déformation de la caldera de 1970 à 2000