Parc national de Yellowstone - Définition
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Géologie
Le nom « Yellowstone » (qui se traduit par « pierre jaune » en français) provient de la couleur des rochers que l'on peut voir dans le grand canyon de Yellowstone (vallée en « V ») qui a été formé lors des dernières glaciations avant d'être fortement érodé par la rivière Yellowstone. Contrairement aux apparences, la couleur des pierres provient de l'altération hydrothermale du fer qu'elles contiennent, et non du soufre qui est toutefois présent. Yellowstone se situe à l’extrémité nord-orientale de la plaine de Snake River qui forme un arc en « U » à travers les Montagnes Rocheuses. La plaine s’étend sur 400 km vers l’ouest à partir de la ville de Boise dans l'État de l'Idaho. La caldeira de Yellowstone est le plus grand système volcanique d’Amérique du Nord. Il appartient à la catégorie des « supervolcans » car ses éruptions dépassent de loin celles des volcans « classiques ».
Origines
La forme arquée de la plaine montre le déplacement qu’a connu la plaque nord-américaine durant les dernières 17 Ma. Cette plaque tectonique s'est déplacée sur un point chaud du manteau terrestre. Entre huit ou seize kilomètres sous la caldeira de Yellowstone se trouve une cavité appelée chambre magmatique qui contient une masse de magma pour l'essentiel cristallisée et sous haute pression. Cette chambre gigantesque a une capacité maximale de 15 000 km³ à 20 000 km³, ce qui représente à peu près la taille du massif du Mont-Blanc. Un point chaud est, comme son nom l'indique, un endroit de la croûte terrestre qui est plus « chaud » que le reste du globe. En effet, dans les profondeurs du manteau (la base du manteau supérieur pour ce qui concerne le Yellowstone) une plume de magma plus chaud que la normale remonte et provoque la fonte du manteau situé en dessous de la croûte terrestre avant de la percer comme le ferait un chalumeau avec une plaque de fer. Cette poussée forme une sorte de dôme sous la croûte terrestre. Une fois arrivés juste en dessous de la surface, les gaz et le magma en partie refroidis forment donc une chambre magmatique générant des volcans en dehors de toutes zones de subduction. Yellowstone se distingue des autres volcans par sa forme originale. En effet, ce volcan se manifeste sous la forme d'une caldeira étendue alors que les volcans classiques sont plutôt coniques : c'est ce qu'on appelle une caldeira active. Yellowstone est de plus le seul volcan explosif placé sur un point chaud mais il n'est pas la seule caldeira active.
Histoire volcanique
L’éruption la plus violente connue s’est déroulée il y a 2,1 millions d'années. Elle a rejeté 2 450 km³ de matières volcaniques tout en créant la formation géologique de Huckleberry Ridge Tuff. Une éruption moins importante rejetant 280 km³ de matières est survenue il y a 1,2 million d’années. Elle a ainsi donné naissance à la Island Park Caldera et à la formation géologique de Mesa Falls Tuff.
Il y a environ 640 000 ans, une troisième éruption volcanique recouvrit de cendres volcaniques et de roches également appelés ejectas (1 000 km³) tout l'ouest des États-Unis, une partie du centre du pays, et s'étendit jusqu'à la côte Pacifique et au Mexique. Après ce cataclysme équivalent à 3 000 fois l'éruption du Vésuve en 79 ou 1 000 fois plus puissant que l’éruption du mont Saint Helens en 1980, il resta une immense caldeira, d'une taille de 45 km sur 85. L’éruption entraîna également la formation géologique nommée Lava Creek Tuff qui est composée de tuf. Chacune des trois éruptions a relâché d’énormes quantités de cendres qui se sont répandues à des milliers de kilomètres de leurs lieux d'origine. Les gaz et les cendres ont probablement eu un grand impact sur le climat de la planète tout en amenant une extinction massive d’espèces vivantes principalement en Amérique du Nord.
Une éruption mineure a eu lieu il y a 160 000 années. Elle forma une caldeira plus modeste qui contient actuellement la partie ouest du lac Yellowstone. Deux autres éruptions eurent encore lieu ensuite. La dernière d’entre elles, survenue il y a 70 000 ans, a rebouché une grande partie de la caldeira avec ses coulées de laves.
Chacune des éruptions fait en réalité partie d’un cycle dont l’apogée coïncide avec la destruction du toit de la chambre magmatique ce qui a pour conséquence la vidange d’une partie de celle-ci. Cela créé un cratère nommé « caldeira » dont la lave s’échappe par des fissures entourant celui-ci. Le temps écoulé entre les trois dernières éruptions est de l’ordre de 600 000 à 900 000 ans. Même si la dernière éruption importante s'est déroulée il y a 640 000 ans, rien n'indique pour autant que la prochaine est imminente.
Une série d'éruptions de faible explosivité eurent lieu entre 630 000 et 70 000 ans et remplirent la caldeira de Yellowstone de laves composées de rhyolite et de basalte. Ces laves sont visibles au niveau des collines d'Obsidian Cliffs (rhyolite) et de Sheepeaters Cliff (basalte). Les strates laissées sont visibles dans le Grand Canyon de Yellowstone à l’endroit où la rivière Yellowstone érode les anciennes couches de lave. Pour finir, une éruption hydrothermale creusa un cratère de 5 km de diamètre à Mary Bay, il y a environ13 000 ans.
Géothermie
L'activité géothermique contribue à la renommée du parc. On recense actuellement plus de 200 geysers et 10 000 sources chaudes, soit 62 % du total connu sur l'ensemble de la planète. Le plus célèbre geyser est le Old Faithful Geyser (le « vieux geyser fidèle »). Ce dernier a eu en effet la particularité d’entrer en activité à intervalles presque réguliers toutes les 60 minutes ; les éruptions sont plus irrégulières aujourd'hui. Le nom de « Old Faithfull » fut donné au geyser par le général Henry Washburn. Ses eaux jaillissent à une hauteur proche de 40 mètres.
Le parc abrite également le plus grand geyser au monde dont le nom Steamboat Geyser peut se traduire par « geyser bateau à vapeur ». C'est dans ces geysers que les scientifiques ont découvert Thermus aquaticus. L'enzyme Taq polymérase de cette eubactérie a permis la mise au point de la PCR qui a révolutionné le génie génétique.
Le Yellowstone compte par ailleurs de nombreuses sources chaudes permanentes. Pendant leur trajet souterrain, les eaux chaudes se chargent de calcaire en dissolvant les roches. Lorsqu'elles atteignent la surface, le calcaire se dépose sous l’effet du refroidissement des eaux ce qui a pour conséquence la formation de sculptures naturelles de formes diverses, comme par exemple des vasques en cascade. Une de ces formations calcaires célèbre est Mammoth Hot Springs. Ces eaux chaudes facilitent la survie des animaux lors de la période hivernale et font partie d’un écosystème très particulier et très rare sur la planète.
Tremblements de terre
L'activité sismique est suivie de près par les autorités du parc de Yellowstone. Les scientifiques mesurent en permanence les mouvements du plateau, qui gonfle d'environ 1,5 cm par an. Un accroissement rapide de cette vitesse de déplacement pourrait annoncer un danger majeur car il serait synonyme d'instabilité du magma et de création de gaz.
Dans le passé, le parc a connu six tremblements de terre d’une magnitude supérieure à 6 sur l’échelle de Richter dont celui de 1959 d’une magnitude de 7,5. Celui-ci fit apparaître une fissure géante qui endommagea le lac Hegben, lequel se vida rapidement. Les sédiments relâchés en même temps par la fissure bouchèrent la rivière ce qui créa le lac Quake. Vingt-huit personnes furent tuées suite à ce tremblement de terre. Des geysers se mirent en éruption et les eaux de sources généralement claires sont devenues troubles à cause des matières en suspension. Le 30 juin 1975, un tremblement de terre d’une magnitude de 6,1 ne fit pas de dégâts. Trois mille secousses mineures eurent lieu en 1985 au nord-ouest du parc. Le 30 avril 2007, seize secousses d'une magnitude supérieure à 2,7 survinrent en quelques jours.
Actuellement, on enregistre chaque année environ deux mille secousses telluriques en moyenne, mais leur intensité est trop faible pour être remarquée par les visiteurs.
Surveillance et risques actuels
En mai 2001, le service géologique américain, le parc national du Yellowstone et l’Université d'Utah ont créé l’observatoire vulcanologique de Yellowstone (YVO). Il s’agit d’un partenariat visant à étudier à long terme les processus géologiques du plateau du Yellowstone et d’en découvrir les risques volcaniques potentiels.
En 2003, certains accès du Norris Geyser Basin furent interdits suite à l’apparition de nouvelles fumerolles et à la recrudescence de l’activité de certains geysers. La température de certains geysers était tellement élevée que le processus d’éjection de vapeurs en était perturbé. Cet événement coïncida avec la publication d’un rapport du service géologique américain qui avait découvert le soulèvement d’un dôme près du lac Yellowstone. Le rapport indiquait qu’il n’y avait pas de risque immédiat concernant l’apparition d’une nouvelle éruption.
Le 10 mars 2004, un biologiste a découvert cinq bisons morts probablement intoxiqués par des gaz toxiques sortis du Norris Geyser Basin. Cet événement fut rapidement suivi en avril par une augmentation du nombre des séismes.
En 2006, une étude a rapporté que le Mallard Lake Dome et le Sour Creek Dome se sont élevés de 4 à 6 cm par an depuis 2004. Bien que cette nouvelle ait fait couler beaucoup d’encre dans les médias, les experts affirment qu’il n’y a pas d’augmentation prévisible du risque d’éruption dans le parc. Cette élévation serait due à la recharge de la chambre magmatique.
