Chapitre 1 : Convergence et subduction

Chapitre 1 : Convergence et subduction
Que devient la lithosphère océanique dans les zones de convergence ?
I) La subduction et ses conséquences dans les zones de convergence
A) La subduction assure le retour au manteau de la lithosphère océanique
1) La lithosphère océnique s’allourdit avec l’age
Au niveau du rift, la lithosphère fait juste quelques km d’épaisseur. En s’éloignant, son
âge augmente et elle se refroidit. La température 1200 °C est atteinte de plus en plus
profondément => cause de l’épaississement de la lithosphère. De plus, sa densité augmente
car elle se contracte en refroidissant. Elle flotte sur l’asthénosphère jusqu’au moment où sa
densité devient supérieure à celle de l'asthénosphère.
2) L’enfoncement de la lithosphère océanique : un déséquilibre trop
important
Cette lithosphère alourdit va s’enfoncer sous une lithosphère plus légére si la poussée
devient trop forte. Elle devient alors la plaque subduite ( celle qui s’enfonce ) alors que l’autre
devient la plaque chevauchante (celle qui recouvre). Cette limite entre les deux plaques est
appellée marge active (elle peut etre repéré grâce à la présence d’un prisme d’accrétion).
L’angle d’enfoncement dépend en partie de l’âge de la plaque subduite.
B) La subduction mise en évidence par ses conséquences : les marqueurs de la
subduction
1) Une morphologie particulière
 fosse
 prisme d’accrétion à la limite des plaques constituée de sédiments d’origines variées et
déformés et accumulés en écailles chevauchantes => compression
 le bord de la plaque chevauchante est marquée par des volcans actifs portés par un
continent déformé
 éventuellement bassin d’arrière-arc
2) Une signature sismique de la plaque subduite
Les séismes sont des déformations cassantes qui affectent la lithosphère rigide (ils ne
peuvent se situer dans l’asthénosphère).
La plaque chevauchante est le siège de séismes dont la profondeur des foyers est superficielle.
Par contre, pour la plaque subduite, la profondeur des foyers augmentent quand on s’éloigne
de la fosse matérialisant ainsi la surface de la plaque subduite : c’est la surface de WadatiBenioff. Elle détermine l’angle d’enfoncement.
3) Un comportement thermique anormal
Les mesures du flux thermique montrent deux anomalies :
 Une anomalie négative à l’aplomb de la fosse qui s’explique par le plongement d’un
matériel froid
 Une anomalie positive situé au niveau de l’arc volcanique et qui s’explique par les
chambres magmatiques qui dégagent de la chaleur.
Remarque : dans les zones de subduction, le gradient géothermique est faible
4) Le magmatisme des marges actives
Augmentation de la présence de roches volcaniques a environ 150km au dessus de la
surface de Benioff due à un volcanisme souvent explosif (au niveau de l’arc volcanique).
5) Les déformations
 Formation d’un prisme d’accrétion constitué de sédiments compressés.
 Formation de chaines de montagne ( comme la cordillère des Andes).
II) Les zones de subduction engendrent de nouvelles roches
A) Les roches de la plaque océanique subduite sont métamorphisées
1) Les minéraux ne sont stables que dans certaines conditions de
température et de pression : les domaines de stabilité des minéraux
Lorsque ces conditions varient, les édifices cristallins réagissent entre eux et se
transforment en de nouveaux minéraux qui témoignent des conditions de température et de
pression. Une association minérale donne une nouvelle association minérale. Ces réactions se
font à l’état solide, sont très lentes et souvent irréversibles. Ces réactions constituent le
métamorphisme.
Remarque : sur certaines lames, on peut observer une auréole de réaction : c’est une
fossilisation de la réaction.
2) Les minéraux des métagabbros permettent de retracer le trajet de la
lithosphère océanique.
Un gabbro, en s’éloignant de la dorsale, subit une baisse de température, une légère
augmentation de pression et une hydratation. De nouveaux minéraux apparaissent : des
métagabbros à amphibole. Arrivé dans la zone de subduction, on obtient le faciès
schistes verts ( métagabbros à chlorite). Lors de l’enfoncement, la pression augmente,
on entre dans le faciès schiste bleu : on arrive dans les métagabbros à glaucophane
(entre 30 et 50km de profondeur). A partir de 50 km de profondeur, le faciès éclogite
apparaît. Lors de l’enfoncement, les minéraux ont libéré de l’eau.
B) Une fusion partielle du manteau de la plaque chevauchante est à l’origine d’une
nouvelle croute continentale
1) L’eau apportée permet la fusion
Le magma nait de la fusion partielle du manteau, dans les conditions de température et de
pression régnant dans ces zones ; le manteau ne peut fondre que s’il est hydraté.
Le métamorphisme de la plaque subduite libère de l’eau vers 100 km de profondeur. Ceci
permet la fusion partielle du manteau.
2) Le magma est à l’origine de roches volcanique et plutonique
Le mgma cristalise en profondeur et remonte à la surface grâce au volcanisme.