subduction

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RAPPEL DU SUJET
SUJET N°1 : LE MAGMATISME EN ZONE DE SUBDUCTION
Les zones de subduction, domaines de convergence de la lithosphère, sont le siège d'une importante activité
magmatique. Celle-ci aboutit à la formation de croûte continentale.
Question :
Décrire comment dans un contexte de subduction se met en place l'activité magmatique et préciser comment celle-ci
intervient dans la production de nouveaux matériaux continentaux.
L'exposé doit être structuré avec une introduction et une conclusion et sera accompagné d'un schéma de synthèse.
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LE CORRIGÉ
LE MAGMATISME EN ZONE DE SUBDUCTION (8 POINTS)
I) L'analyse du sujet :
A) Les thèmes et les notions abordés
En première lecture, il apparait que le sujet porte sur les notions suivantes : les zones de subduction sont le siège d’une
importante activité magmatique.
Des roches magmatiques comme les andésites et les ryolites sont associées au niveau des zones de subduction.
De plus, au cours de la subduction, les roches de la croûte océanique (gabbros et basaltes) subissent des
transformations minéralogiques, à cause des variations de températures et de pression. Sous l’influence du
métamorphisme, les gabbros seront transformés en métagabbros puis en éclogites.
Lorsque la plaque océanique, plus froide et plus dense, tout en étant beaucoup moins épaisse, plonge sous la croûte
continentale, moins dense, il y a formation de magma dans la zone de subduction : c’est l’accrétion continentale.
Les notions du sujet sont accompagnées de ce cortège de vocabulaire : magmatisme des zones de convergences de
plaques, plaque chevauchante, surfaces de Bénioff, volcanisme explosif, émission de laves basaltiques et andésitiques,
plutonisme par intrusions des granitoïdes, granites, diorites, structure grenue, structure microlitique, minéraux hydratés,
granitoïdes, granodiorites, batholites, péridotite, métamorphisme, phénocristaux, nuées ardentes, phase vitreuse,
refroidissement lent d’un magma, refroidissement rapide d’un magma, croissance de la croûte continentale, fusion
partielle du manteau en présence d’eau, passage des schistes verts aux schistes bleus et aux éclogites, transfert
descendant de matière froide, croûte océanique hydratée, accrétion continentale.
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B) Les coups de pouce du sujet
Le principal coup de pouce du sujet est donné par les trois parties du sujet ; tel qu’il est rédigé avec trois polices de
caractères différentes.
La première phase du sujet est une affirmation qui donne l’impression au candidat d’avoir de l’aide. Elle lui délimite le
sujet en indiquant que celui-ci concerne les zones de subduction où la lithosphère océanique froide, plus dense, plus
mince, plonge au niveau du plan de Bénioff sous la plaque continentale moins dense et beaucoup plus épaisse.
La deuxième partie du sujet concerne la question proprement dite et c’est la que l’élève devra y trouver le plan qu’il doit
suivre dans son devoir. Cette phrase de question, écrite en caractères gras, comporte une conjonction de coordination
« et ». Celle-ci montre au candidat qu’il devra suivre un plan en deux parties avec une partie description d’un
mécanisme de subduction (« décrire…) et une seconde partie où l’on précise les conséquences de l’activité
magmatique au niveau des zones de subduction entre croûte océanique et croûte continentale.
La troisième partie du sujet, écrite en italique, rappelle au candidat que toute rédaction de question de cours comporte
une introduction, un plan structuré, c'est-à-dire avec des paragraphes bien distincts, et une conclusion où l’on résumera
les propos par un schéma récapitulatif.
C) Les difficultés du sujet
La principale difficulté du sujet consiste à bien le délimiter. Il ne faut parler que de la subduction entre une plaque
océanique et une plaque continentale avec le phénomène de l’accrétion continentale, c’est-à-dire de production de
magma au niveau d’une zone de subduction. On peut aussi parler du métamorphisme que subissent les roches en
profondeur, c’est-à-dire de la transformation d’une roche à l’état solide sous l’influence de la température et de la
pression.
Mais il ne faut en aucun cas parler des zones de subduction entre deux plaques océaniques, même si ces dernières
sont aussi fréquentes dans le Pacifique, que celle qui nous intéresse aujourd’hui.
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II) Le plan proposé :
En introduction : l’élève donnera une définition de la subduction, en évoquant principalement le cas où la lithosphère
océanique plonge sous la croûte continentale.
Puis il respectera le plan en deux parties suggéré dans la question encadrée du sujet.
Dans une première partie : « mise en place de l’activité magmatique, dans une zone de subduction », il développera le
mécanisme de l’accrétion continentale.
Dans une seconde partie : « production de nouveaux matériaux continentaux dans une zone de subduction », en
créant deux sous-parties :
- Une première sous-partie intitulée « Genèse des roches plutoniques au niveau de la zone de subduction »
- Une deuxième sous-partie nommée « Création de roches volcaniques. »
Dans la conclusion : l’élève reproduira le schéma de la zone de subduction entre une zone océanique et une croûte
continentale.
III) Les réponses détaillées :
Introduction :
La subduction est le mécanisme par lequel une plaque plus froide, plus dense, plus « lourde » plonge sous une autre
plaque de densité inférieure. Dans le cas qui nous intéresse, il s’agit de la subduction entre une plaque océanique et
une plaque continentale.
Première partie : mise en place de l’activité magmatique dans une zone de subduction
Lorsque que la plaque océanique plonge au niveau du plan incliné de Bénioff, elle se met à commencer à fondre en
profondeur (fusion très partielle) et à perdre de l'eau. Cette eau remonte et hydrate la croûte continentale chevauchante.
Cela renforce les conditions du métamorphisme (transformation d’une roche, à l’état solide, sous l’influence de la
température et de la pression), que les roches subissent. Le terme ultime peut en être la fusion.
Si la fusion est importante, il peut en résulter un magma qui va commencer à remonter vers la surface. Le magma
remonte car le milieu n’est pas de la même densité que lui. Le magma arrêtera sa progression vers la surface dès qu’il
aura trouvé un milieu de densité similaire.
Si le magma s’arrête en profondeur et refroidit lentement, il donnera naissance à une roche plutonique.
Si le magma ne trouve pas de milieu de densité convenable, il remonte jusqu’à la surface et s’épanchera sous forme de
lave.
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La lave, matière en fusion provenant d’un magma qui se retrouve à la surface, se transformera après refroidissement en
roches volcaniques.
On a donc bien cerné que le magmatisme des zones de convergence de plaque s’observe au niveau de la plaque
chevauchante, à l’aplomb des surfaces de Bénioff, vers 150 km de profondeur. Il en résulte un volcanisme violent,
dangereux, explosif, caractérisé par une émission de laves. En refroidissant, elles formeront andésites et trachytes.
Le volcanisme est particulièrement fréquent sur la ceinture de feu du Pacifique. Mais à cet endroit, en profondeur, le
plutonisme se manifeste par des intrusions de granitoïdes (oidrites et granites), roches de structure grenue,
équivalentes dans leurs compositions chimiques aux roches volcaniques créées en surface par le refroidissement de la
lave.
Ce qui nous amène tout naturellement vers la seconde partie.
Deuxième partie : Production de nouveaux matériaux continentaux dans une zone de subduction
A) Genèse de roches plutoniques :
Le pluton provient du refroidissement très lent du magma en profondeur. Le refroidissement peut durer plusieurs
siècles.
Les roches plutoniques des zones de subduction sont essentiellement des granitoïdes. Certaines forment des batholites
et sont souvent associés à des roches volcaniques calco-alcalines in situ.
On note l’abondance de granodiorites, granitoïdes à structure grenue, c'est-à-dire composées de minéraux comme le
quartz, les feldspaths, la biotite (mica noir), visibles à l’œil nu.
Les plutons et batholites constituent donc de grosses masses ovoïdes de roches magmatiques ayant cristallisé en
profondeur. Elles recoupent les formations géologiques alentour. Les granitoïdes sont consituées par l'ensemble des
granites et granodiorites que l’on retrouve à cet endroit.
B) Création de roches volcaniques :
Dans le cas de la subduction de lithosphère continentale, il se forme des andésites et des ryolites.
Ces roches de structure microlitique ou microgrenue, suivant la vitesse respectivement rapide ou lente du
refroidissement, sont constitués d’une matrice siliceuse vitreuse, souvent trouée par les traces laissées par les bulles de
gaz, et de phénocristaux de minéraux hydratés (micas noir : biotite ou mica blanc : muscovite et amphiboles) dans la
masse vitreuse.
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