I – La convergence se traduit par disparition de la lithosphère
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I – La convergence se traduit par disparition de la lithosphère océanique dans le manteau : c’est la subduction La convergence se traduit par la disparition de lithosphère océanique dans le manteau ou subduction La lithosphère océanique s'enfonce soit sous un autre continent (zone de subduction bordant la côte ouest de l'Amérique du Sud) soit sous un autre plancher océanique ( zone de subduction des Mariannes ou des Tonga - Kermadec-Japon-Antilles) ; ceci est observé au niveau des marges actives A – Les zones de subduction présentent des caractéristiques qui permettent de les identifier 1 – Le présence de reliefs particuliers La morphologie des zones de subduction est marquée par la juxtaposition de reliefs négatifs et de reliefs positifs. * Reliefs négatifs : au niveau des zones de convergence et à l'approche d'une marge active, le fond océanique dont la profondeur moyenne est de - 4.000 m, s'abaisse nettement et dessine une fosse océanique étroite et profonde pouvant dépasser - 10.000 m. * Reliefs positifs : portés par la plaque chevauchante et bordants en surface, la fosse on rencontre des arcs magmatiques = succession de volcans alignés parallèlement à la fosse qui peuvent être - des îles volcaniques disposées en arcs : on parle alors d’arc insulaire (ex. : l'arc des Antilles ou celui du Japon), - des volcans intégrés à une chaîne de montagne (ex : les Andes) Rq : On observe parfois à l'arrière de l'arc insulaire, sur la plaque chevauchante, un autre relief négatif qualifié de bassin d’arrière-arc (ex. : la mer du Japon), qui est due à un phénomène d’extension en arrière de la subduction. 2 –Une forte activité sismique Le plongement de la lithosphère océanique dans l’asthénosphère génère de nombreux séismes. Les foyers des séismes s’observent jusqu’à 700 km de profondeur ( ou les déformations sont cassantes ; au delà la lithosphère se comporte de manière plus ductile). Ces séismes correspondent aux déformations et ruptures des roches liés au frottement entre deux plaques. L'activité sismique est située principalement sous la plaque chevauchante. La profondeur des foyers sismiques augmente lorsque l'on s'éloigne de la fosse océanique en direction de l'arc magmatique. Les foyers sismiques sont répartis sur un plan incliné appelé plan de Wadati Bénioff. Depuis le fond de la fosse, ce plan plonge sous le continent ou sous l'arc insulaire avec une inclinaison variable suivant les marges . La distribution des séismes révèle donc le plongement de la lithosphère océanique rigide dans le manteau qui est plus chaud et plus ductile. 3 – Une importante activité magmatique Cette activité magmatique se traduit en surface par un volcanisme de type explosif (ex : la ceinture de feu du Pacifique). Les édifices volcaniques sont alignés parallèlement à la marge et leurs éruptions se caractérisent par leur violence (due à la viscosité du magma et à sa richesse en gaz). Les arcs magmatiques portés par la croûte océanique ou continentale de la plaque chevauchante présentent la coexistence de roches plutoniques et volcaniques. 4 – Des déformation lithosphériques importantes La lithosphère de la plaque chevauchante est intensément déformée : plis, failles inverses, chevauchements Dans certaines zones de subduction où le plongement de la plaque subduite est peu accentué (Pérou, Antilles, Japon), on peut trouver au niveau de la fosse un prisme d'accrétion sédimentaire plus ou moins développé. Les sédiments océaniques, bloqués par la plaque chevauchante et décollés du substratum de la plaque subduite, s’empilent en une série d’écailles plissées intensément, séparées par des failles inverses. Toutes ces structures témoignent de contraintes tectoniques compressives dues à la convergence, qui ont entraîné un raccourcissement et un épaississement de la lithosphère de la plaque chevauchante et des sédiments du prisme d’accrétion. 5 – Une répartition particulière des flux de chaleur Le flux de chaleur d'origine interne, relativement constant à la surface du globe, présente au niveau des zones de subduction des marges actives une double anomalie : *au voisinage de la fosse, le flux de chaleur est anormalement faible : il s'agit d'une anomalie négative qui est à mettre en relation avec le plongement de la lithosphère océanique. En effet, celle-ci reste froide car la vitesse à laquelle elle s'enfonce est trop importante pour qu'elle puisse atteindre l'équilibre thermique avec le manteau environnant plus chaud. *au niveau de la cordillère ou de l'arc insulaire, le flux de chaleur est anormalement élevé : il s'agit d'une anomalie positive qui est à mettre en relation avec la présence d'une activité magmatique. En effet, ce flux élevé reflète l'ascension et l'accumulation des magmas à la base de la croûte de la plaque chevauchante B – La différence de densité entre la lithosphère océanique et l’asthénosphère est le moteur de la subduction En s’éloignant de la dorsale, la lithosphère océanique se refroidit. L’isotherme 1300°C ( LVZ) indiquant tous les points du manteau à 1300°C s’enfonce donc et la lithosphère qui est limitée inférieurement par cet isotherme s’épaissit. Le manteau lithosphérique s’épaissit aux dépens de l’asthénosphère. La densité de la lithosphère (croûte + manteau lithosphérique) augmente. On a calculé que dès 30 . 106 années, la lithosphère océanique devient donc plus dense que l’asthénosphère et s’enfonce. Mais l’asthénosphère bien que plus visqueuse que le manteau lithosphérique reste solide et exerce une résistance mécanique à l’enfoncement qui retarde la subduction autour de 150 . 106 années.
