Convergence et subduction Quels sont les
publicité
Convergence et subduction Quels sont les marqueurs de la subduction d'une lithosphère océanique? I/ les marqueurs de la zone de subduction A. Des marqueurs typographiques B. Des marqueurs sismiques et magmatiques C. Des anomalies thermiques D. Des signes de déformation lithosphérique II/ Moteur de la subduction III/ Les conséquences de la subduction A. Métamorphisme de haute pression et de basse température de la lithosphère océanique B. Un magmatisme andésitique 1. La genèse du magma des zones de subduction 2. Du magma aux roches magmatiques Convergence lithosphérique et ses effets Croûte: enveloppe extérieure du globe séparé du manteau par la discontinuité du Moho. Croûte continentale: épaisseur entre 7 et 70 km de profondeur. Composition: granite Croûte océanique: épaisseur jusqu'à 7 km. Composition: gabbro et basalte Manteau: situé entre la croûte et le noyau (jusqu'à -2900 km). Constitué de péridotite. Partie supérieure du manteau supérieur: froide et rigide. Partie inférieure du manteau supérieure: plus chaude et plus déformable. Noyau: partie centrale du globe (en dessous de 2900 km) constitué essentiellement de fer et d nickel. Noyau extérieur: liquide Noyau intérieur: solide Lithosphère: enveloppe extérieure du globe d'épaisseur variable, rigide constituée par la croûte partiesupérieuredu manteausupérieur.La température y est inférieureà 1300°C. Grande résistance à la déformation. La lithosphère est découpée en une douzaine de plaques, se dépla les unes par rapport aux autres. Asthénosphère: constituée de la partie inférieure du manteau supérieur située sous la lithosphè Une température supérieure à 1300 °C et faible résistance à la déformation. Elle est animée de mouvementlent du manteauà l'état solide, responsabledu déplacementdes plaques lithosphériques. Cinématique des plaques lithosphériques: il existe deux catégories de plaques lithosphériques: continentales et océaniques. Certaines plaques divergent, lié à des mouvements de divergence niveau des dorsales et des rifts continentaux. D'autres plaques coulissent au niveau des frontiè coulissage en laissant des failles transformantes. Des plaques convergent en raison de mouvem de convergence au niveau des fosses océaniques et des chaînes de montagnes. Convergence lithosphérique: rapprochement de deux plaqueslithosphériques associéesà une subduction ou à une collision. Caractéristiques de la convergence lithosphérique: destructiondes surfaceslithosphériques (subduction) et formation de relief (collision). Convergence et subduction La convergence de deux lithosphèresocéaniquesou d'une lithosphèreocéaniqueet d'une lithosphère continentale se traduit par la disparition de la lithosphère océanique dans le mante phénomène est appelé subduction. Elle s'accompagne de nombreux marqueurs morphologique géologiques qui caractérisent une marge active. Quels sont les marqueurs de la subduction d'une lithosphère océanique? I/ les marqueurs de la zone de subduction A. Des marqueurs typographiques Une zone de subduction est marquée par un relief fortement négatif, la fosse océanique qui se à la frontière des plaques. Parallèlement à cette fosse, des reliefs positifs se forment sur la pla chevauchante, ce sont des chaînes de montagnes de type cordillère sur une croûte continental des arcs volcaniques sur une croute océanique. B. Des marqueurs sismiques et magmatiques Le plongement de la lithosphère océanique dans l'asthénosphère de la plaque chevauchante gé de nombreux séismes. Les contraintes liées aux frottements entre les plaques sont à l'origine d séismes. La distribution en profondeur des foyers sismiques selon un plan sont les marqueurs caractéristiques du plongement d'uneportionrigidede lithosphère océanique à l'intérieurdu manteau plus ductile. La convergence de plaque se traduit donc par une disparition de la litho océanique dans le manteau (subduction) le long d'un plan de subduction appelé plan de Bénioff plan donne la direction du plongement lithosphérique. Une subduction intraocéanique se carac par un plan de Bénioff à fort pendage et l'absence de séismes de forte magnitude. Alors qu'au d'unemargecontinentale, le pendagedu plan de Bénioff estfaible et les séismesde fortes magnitudes. Dans les zones de subduction, les activités magmatiques sont fortes. C. Des anomalies thermiques A l'aplomb des fosses océaniques, le flux de chaleur est anormalement faible. Cette anomalie thermique négative s'interprète par la présence de matériel froid de lithosphère océanique sub dans l'asthénosphère plus chaude. Un flux de chaleur anormalement élevé est associé aux relie positifs. Cette anomalie thermique positive traduit la présence de magma. D. Des signes de déformation lithosphérique Le raccourcissement imposé par la convergence des plaques provoque des déformations à la frontière de ces plaques: - Sédiments océaniques non entraînés par la subduction s'entassent en écailles superposé formant un prisme d'accrétion sédimentaire - Plis et failles au niveau de la marge active témoignent de forces de compression II/ Moteur de la subduction En s'éloignant de la dorsale océanique, la lithosphère océanique se refroidit, s'hydrate et s'épa dépend de l'asthénosphère (au cours de la subduction, la lithosphère océanique se transforme éclogites (roches de fortes densités) qu'elle contient accentue l'augmentation de la densité de lithosphère océanique). L'évolution de la lithosphère océanique qui s'éloigne de la dorsale s'accompagne d'une augmen de sa densité jusqu'à dépasser celle de l'asthénosphère: la lithosphère océanique s'enfonce. Ce différence de densité est l'un des principaux moteurs de la subduction. III/ Les conséquences de la subduction A. Métamorphisme de haute pression et de basse température de la lithosphère océanique Les transformations structurelles et minéralogiques des rochesqui impliquentdes réactions chimiques à l'état solide entre les minéraux s'appellent le métamorphisme. Deux minéraux voisins stables commencent à réagir entre eux et donnent naissance à de nouv minéraux stables dans de nouvelles conditions de pression et de température. Comment les gabbros sont-ils transformés en éclogites? - Diminution température et hydratation: gabbro => métagabbro à hornblende => schiste verts - Augmentation pression et déshydratation: schistes verts => schistes bleus => éclogites En s'éloignant de la dorsale, les basaltes et les gabbros de la croute océanique se transforment roches métamorphiques, métagabbro et métabasalte appartenant au faciès des schistes verts caractérisés par des minéraux hydratés (hornblende, chlorite). Le long du plan de Bénioff, les r de la plaque subduite se transforment en roches métamorphiques (schistes bleus et éclogites) elles sont soumises à des conditions de haute pression et de basse température, différentes de de leur formation. Leur transformation à l'état solide ou métamorphisme entraîne l'apparition de nouveaux minér peu ou pas hydratés,caractéristiques des zones de subduction:glaucophane (amphibole) caractéristique des schistesbleus et jadéite et grenat caractéristiques des éclogites.Les transformations minéralogiques dans les roches se font au cours de réactions chimiques très le l'état solide, elles s'accompagnent d'une déshydratation des roches de la lithosphère océaniqu B. Un magmatisme andésitique 1. La genèse du magma des zones de subduction La genèse du magma est la conséquence de la déshydratation de la plaque plongeante. En effe provenant de cette déshydratation hydrate le manteau de la plaque chevauchante et abaisse l de fusion des péridotites du manteau. La fusion partielle des péridotites hydratées au-dessus du plan de Bénioff est à l'origine d'un m de composition andésitique. 2. Du magma aux roches magmatiques Au cours de son refroidissement, le magmacristalliseet donne naissanceà diversesroches magmatiques. La remontée en surface du magma est à l'origine des roches volcaniques abondant surtout dan arcs insulaires: andésites et rhyolithes. Le refroidissement lent en profondeur du magma donne naissance à des roches plutoniques su abondantes dans les cordillères de subduction: granite, granodiorite. Les granitoïdes sont des roches caractéristiques de la croûte continentale. On peut donc pense cette croûte continentale se forme dans les zones de subduction. La subduction génère une importante activité magmatique directement liée à des phénomènes métamorphique.
