USA : de l'hélium largué par les geysers du parc de Yellowstone ?

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D'énormes quantités d’hélium datant de centaines de millions d’année sont relarguées par les nombreux geysers du parc national de Yellowstone, aux Etats-Unis.

 Panaches de vapeur s'élevant des geysers de Yellostone. Ken McGee, U.S. Geological Survey

Le parc de Yellowstone est célèbre pour son supervolcan mais aussi pour ses phénomènes géothermiques ; il contient deux tiers des geysers de la planète et de nombreuses sources chaudes. Ces structures crachent dans l’atmosphère d’importantes quantités d’hélium, des scientifiques de l’US Geological Survey révèlent dans la revue Nature son origine.


 Prélèvement de gaz sur une source d'eau chaude. J. Lowenstern, U.S. Geological Survey.

Une grande partie de l’hélium émis est un isotope (4He) produit par la désintégration radioactive d’autres éléments dans la croûte terrestre. Les scientifiques ont mesuré le taux d’émission de l’hélium 4 et démontrent qu’il est produit en trop grande quantité pour n’être généré que par l’activité immédiate de la croûte terrestre. Leurs résultats suggèrent que cet hélium a été stocké pendant des centaines de millions d'années, et les auteurs estiment que les émissions récentes sont induites par l'activité volcanique de Yellowstone.

Un phénomène qui se produit tout de même depuis deux millions d’années ! En apprendre davantage sur la façon dont l'hélium est stocké et libéré par la croûte est utile car l'hélium est un traceur important dans le domaine des sciences de la Terre, il est utilisé pour la datation des eaux souterraines et mesurer la dérive des continents.

Cela dit, les geysers les geysers du parc national de Yellowstone, outre ses sources chaudes, fumerolles et autres caractéristiques hydrothermales éjectent une collection de gaz venant du plus profond de la Terre : dioxyde de carbone, méthane,  néon, argon et hélium puisque c'est le sujet de ce message.

Infographie sur Yellowstone et son supervolcan

En principe, l'hélium provient de bulles de roches volcaniques qui animent l'activité hydrothermale , mais à Yellowstone, il provient, paraît-il, des profondeurs, là où il a été stocké depuis des centaines de millions d'années.

A savoir : L'hélium est le deuxième élément le plus abondant dans l'univers, il est formé par la fusion nucléaire d'atomes d'hydrogène, un processus qui alimente également les étoiles, mais c'est assez rare sur Terre. Hélium sur Terre peut être trouvé sous deux formes principales : Presque tout est sous la forme d'hélium-4 (ainsi nommé parce qu'il a deux protons et deux neutrons ), qui peut être produit lors de la désintégration radioactive des éléments lourds comme l'uranium. Une petite fraction (environ un sur un million) sous forme d'hélium-3 (deux protons et un neutron), dont la plupart est présente sur terre depuis la formation de la planète et est un vestige de la matière qui est à son origine.

 

Pietro Pecco 21/3/2011

Le rapport de l'hélium-3 à l'hélium- 4, bien que variant légèrement, les scientifiques peut, grâce à cette différence, déterminer la source approximative de laquelle l'hélium provient.  L'Uranium et autres éléments lourds sont plus incompatibles avec les minéraux trouvés dans le manteau de la Terre, de sorte que ces éléments filtrent jusqu'à la croûte, où leur décomposition produit de l'hélium-4. Les matériaux du manteau, qui contiennent moins de ces éléments radioactifs lourds, ne produisent pas autant d'hélium-4 , de sorte que le hélium présent est la plupart du temps sous la forme de d'hélium-3.

Le système hydrothermal dans le parc national de Yellowstone a une quantité relativement élevée de l'hélium-3 , et les scientifiques considèrent que cela est la preuve que l'hélium éjecté du parc de Yellowstone provient du manteau profond par un chemin relativement direct. Il semble, toutefois, que l' hélium-4 a un parcours plus complexe vers la surface.

Des chercheurs de l'USGS recueillent des échantillons de gaz à Yellowstone depuis une décennie et effectuent des analyses isotopiques de l' hélium, du dioxyde de carbone et d'autres gaz. La quantité d'hélium-4 qui est émise dans Yellowstone, dépasse largement la quantité qu'ils s'attendaient à trouver. Et, selon les chercheurs, la plupart de cet a au moins des centaines de millions, peut-être même des milliards d'années !

Selon les scientifiques, cette découverte pourrait avoir des répercussions importantes. En effet, l'hélium et autres gaz nobles servent à estimer, par exemple, la "résidence" des eaux souterraines. Ils pensent que plus il y a d'helium-4 dans l'eau, plus l'eau est proche ou est restée près des rochers qui l'entourent. La totalité de l'article ICI (en anglais).






Sciences et avenir 19/2/2014 - Smithsonian - LiveScience