Qu'est-ce qu'un geyser en géologie ?

Un geyser est une source chaude des champs volcaniques jaillissant en panaches à intervalles réguliers lorsqu'en profondeur la pression de vapeur d'eau dépasse un certain seuil et provoque une explosion de vapeur.

Par rapport à une source d'eau chaude, un geyser nécessite un rétrécissement dans les conduits d'arrivée des eaux chaudes.

Le mécanisme d'éruption est le suivant : l'eau souterraine chauffée par le magma remonte et pénètre dans le système de tuyauterie du geyser. Cette tuyauterie est composée d'un ensemble de fissures (partiellement obturées par des dépôts de geysérite) qui alimentent des conduits plus larges comportant des resserements : celui de Old Faithful, dans le Yellowstone, a une largeur n'excédant pas 15 cm. L'ascencion de l'eau chaude vers la surface est contrariée par l'énorme poids de la colonne d'eau froide sus-jacente : sa pression augmente progressivement jusqu'à former une eau super-critique, portée à des température bien supérieure au point d'ébullition. Dans le bas de la colonne, la très forte pression inhibe la formation de bulles de vapeur qui n'apparaissent qu'à une profondeur moindre, lorsque pression et température ne se compense plus. Les bulles de vapeur deviennent alors vite trop nombreuses pour s'élever à travers l'eau dans la partie resserrée du système et repoussent la colonne d'eau à l'extérieur du geyser. C'est le premier débordement d'eau (froide) qui précède l'éruption du geyser.

Ce débordement abaisse la pression dans l'ensemble de la colonne d'eau et provoque une dépréssurisation brutale de l'eau surchauffée qui se détend sous forme d'une explosion de vapeur, avec un volume de vapeur égal à environ 1700 fois le volume d'eau. Cette détente brutale expulse l'eau violemment : c'est l'éruption du geyser, qui s'arrête lorsque le réservoir est vide ou quand la pression a suffisament baissé.

A Yellowstone, on distingue les geysers à cônes (photo principale), avec un dépôt maximum de geysérite près de l'orifice, et les geysers fontaines, entourés d'une flaque de geysérite. Le dépot de geysérite s'opère lors de l'éruption dans le premier type, et lors du débordement précédant l'éruption dans le second type.