Parmi les différents phénomènes postvolcaniques, il en est un des plus spectaculaires: le geyser. Rares dans le monde, ces phénomènes se concentrent essentiellement dans la région du Taupo en Nouvelle-Zélande, au parc national de Yellowstone aux Etats-Unis et en Islande. Le mot geyser provient d'ailleurs du terme islandais geysir qui signifie " puits jaillissant ". D'autres geysers sont localisés au Japon, à Java, à Sumatra, dans les Célèbes et les Aléoutiennes.

Les geysers islandais se concentrent essentiellement dans la région de l'Haukadalur au pied du volcan rhyolitique Laugarfjall. L'analyse des dépôts successifs de silice laissés par l'eau (formant une roche nommée geysérite) révèle que l'activité géothermale de cette région remonte à environ 10 000 ans. La littérature fait mention du Grand Geysir dès 1294, on suppose que le début de ses éruptions est lié aux séismes qui ont secoué la région cette même année. Le nom "geysir" a été attribué à cette source chaude jaillissante par Bishop Sveinsson de Skálholt en 1647, le nom a été conservé depuis pour désigner ce genre de phénomène.

Caractérisé par des projections intermittentes d'eau bouillante jusqu'à plusieurs dizaines de mètres, la durée de vie d'un geyser n'est pas éternelle. Ainsi le Grand Geysir entrait en éruption toutes les demi-heures en 1772 pour ne plus se manifester que tous les vingt jours en 1883, aujourd'hui ses éruptions sont très rares ou doivent être provoquées par l'homme.

En Islande Strokkur, situé dans le même bassin que le Grand Geysir, possède un rythme régulier, faisant éruption toutes les cinq à dix minutes jusqu'à une quinzaine de mètres. Un autre geyser célèbre pour sa régularité est Old Faithful dans le parc de Yellowstone, chacune de ses éruptions dure cinq minutes, projetant 45 460 litres d'eau jusqu'à quarante-cinq mètres, et est suivie d'un calme d'une heure.

 

 

Un peu de technique: le fonctionnement d'un geyser

 

Le fonctionnement d'un geyser est avant tout un problème physique: comment projeter vers le haut et en quelques minutes voire quelques secondes, un important volume d'eau bouillante ? La clé du problème se trouve dans les paramètres qui permettent à l'eau de passer de l'état liquide à l'état de vapeur.

 

Au fond de chaque geyser se trouve une cavité remplie d'eau très chaude et de gaz. Cette chambre est reliée à la surface par un conduit dont la paroi peut avoir été lissée et renforcée par les sels minéraux provenant de l'eau du geyser. Plus le conduit est haut et plus la pression régnant dans la chambre est élevée.

Robert Bunsen est l'un des premiers scientifiques à avoir étudié le fonctionnement des geysers de manière approfondie. En 1846, ses mesures ont révélé que la température de l'eau à la base du conduit du Grand Geysir atteignait 127 degrés Celsius à 22 mètres de profondeur alors qu'elle était d'environ 100°C en surface.

 

La durée et l'intensité des éruptions sont fonction de la température atteinte par l'eau, de son volume et de sa pression à la base du conduit ainsi que de la quantité de gaz dissous. Pour bien comprendre le fonctionnement d'un geyser, il faut rappeler que les différents états de l'eau dépendent du couple pression-température. A la pression atmosphérique normale, la vaporisation (passage du liquide au gaz) de l'eau se fait à 100°C; mais pour une pression supérieure la température d'ébullition sera plus élevée (principe de la cocotte minute). D'autre part, la pression de l'eau ne dépend pas de son volume mais est proportionnelle à sa hauteur.

 

Dans la première phase d'activité la chambre et le conduit sont envahis d'eau souterraine et par une partie de l'eau provenant de la précédente éruption. Cette eau est progressivement chauffée par le flux thermique d'origine magmatique (1). Comme la pression est grande dans la chambre, la température y dépasse les 100°C sans ébullition; alors que le sommet du conduit est plus froid. Le moment de l'éruption survient lorsque l'eau souterraine qui occupe la partie inférieure du conduit atteint sa température d'ébullition, se dilate en se vaporisant et chasse l'eau du conduit formant une "bulle" caractéristique du début de l'éruption (2). La pression chute alors brusquement dans la chambre et l'eau qui s'y trouve rentre instantanément en ébullition et se vaporise sous l'effet de cette dépression; une partie est violemment expulsée par le conduit (3). L'eau peut de nouveau envahir la chambre.

 

 

Les états de l'eau en fonction de la pression et de la température et les phases de fonctionnement d'un geyser.

Durant la phase de remplissage (1), l'eau, soumise à une pression supérieure à la pression atmosphérique (101,3 kPa), monte en température et dépasse 100°C sans bouillir. La température de l'eau atteint la courbe de vaporisation (2) à la base du conduit provoquant son expulsion. La brusque dépression engendrée par l'évacuation de l'eau du conduit vaporise l'eau de la chambre (3).

 

Un instant à ne pas manquer pour le photographe: l'expulsion de l'eau du conduit forme pendant quelques fractions de seconde une "bulle" caractéristique du début de l'éruption.