Partie-3- Chap 2 - Origine et renouvellement du domaine

Partie-3- Chap 2 - Origine et renouvellement du domaine continental
Nous avons vu que les âges de la CC variaient de -3,8 GA à l'actuel donc la CC est renouvelée
comme la CO. Or on constate une coïncidence entre CC jeune et à hauts reliefs et l'activité
volcanique des zones de subduction où convergent les plaques lithosphériques. On peut penser que
le magmatisme des zones de subduction permet de renouveler la CC. Quelles sont les
caractéristiques de ce magmatisme, quelle est son origine ?
I- Le magmatisme en zone de subduction permet l’ accrétion continentale :
TP1- magmatisme andésitique- p 172 à 176
• Le magmatisme andésitique ou calcoalcalin permet l' accrétion ou le renouvellement
de croûte continentale dans les chaines de mgne de subduction.
• 2 sortes de reliefs :
- soit une chaine de subduction ex Andes et Rocheuses actuellement = car convergence
LO contre LC
- soit les arcs volcaniques car convergence LO contre LO ex Japon, Petilles et grandes
Antilles, Philippines, Java, Sumatra, Etna, Iles Eoliennes et Vésuve en Italie...
• Le magma apparaît à partir de la fusion partielle de la péridotite hydratée du manteau
( asthénosphérique et/ou lithosphérique) de la plaque chevauchante. Le solidus
hydraté de la péridotite est franchi vers 1000 °C, entre 30 et 70 , max 100 km de prof.
• Les poches de magma en fusion partielle moins denses remontent et s'accumulent à la
base de la croûte où une différenciation magmatique se produit par cristallisation
fractionnée. Pour simplifier, on peut dire aussi Evolution magmatique.
• Si une fraction des magmas arrive en surface , il se produit du volcanisme andésitique,
les andésites ont une structure microlitique car le refroidissement est rapide.
• Parfois le volcanisme est rhyolitique ( Pierre ponce) car enrichi en silice donc visqueux,
très explosif et dangereux, de type péléen avec nuées ardentes p 173. Autre ex que St Pierre
de la Martinique détruit en mai 1902, Pompéi en Italie.
• Mais la plus grande partie des magmas cristallise en profondeur et donne des plutons ou
batholites à structure grenue de type granitoïde ou granodioritique ( plutons ou
batholites de x km de diamètre à – 30, -40 km de profondeur)= volume important de
matière = 40 GT de roches par an en plus !
• Il faut des mouvements tectoniques, l' érosion et la remontée isostatique pour que des
dizaines de MA + tard ces plutons apparaissent en surface. cf schéma de synthèse.
Pb : origine de l'eau dans le magmatisme calco-alcalin ? Cf doc1 p 176 . On constate une
coïncidence de la géométrie des plans d'enfoncement ou plans de Wadati-Benioff de la LO sous les
volcans andésitiques. On peut supposer que la disposition des plans de Wadati-Benioff des plaques
subduites favorise l'apparition d'eau.
II- Le magmatisme andésitique est dû au métamorphisme des LO subductées :
TP2- métagabbro + schéma de synthèse p 177- 183- diagramme PT
• La LO subduite libère de l’eau grâce à des réactions métamorphiques. Cette eau
libérée vers- 30, -50 et plus km de profondeur, moins dense remonte dans la plaque
chevauchante et provoque la fusion partielle des péridotites du manteau. C'est cette
fusion qui crée des poches magmatiques à l'origine du magmatisme andin ou calcoalcalin plus généralement.
• Pour comprendre, il faut rappeler que la LO, formée de basaltes et de gabbros, en s'éloignant
de la dorsale s’enrichit en eau, elle se refroidit et est hydratée par les circulations
hydrothermales = métamorphisme dans le faciès des schistes verts à l'état solide dans les
basaltes et les gabbros de la CO ( avec amphiboles brunes et vertes, HT à BT, pression
faible)= métamorphisme rétrograde ou de refroidissement. De nouveaux mx index
apparaissent dans les métagabbros = chlorite, hornblende = amphiboles brunes et
vertes.
• En zone de subduction, la LO s’enfonce et subit de fortes pressions pour des
températures « basses ».
• La LO subit alors un métamorphisme de subduction HP, BT qui provoque la
déshydratation ou transformation des mx à l'état solide de la croûte océanique =
apparition d’autres mx index de HP : glaucophane, grenat, jadéite. Les métagabbros
deviennent des métagabbros à faciès schistes bleus ( -25 Km) puis des éclogites ( - 50
Km).
• Rem : importance de la minéralogie permet d'identifier les mx et de connaître leur
domaine de stabilité PT ou profondeur.
Pb : la géométrie des panneaux de LO subduite est stéréotypée à l'aplomb des volcans. Or
l'âge max des LO est 180 MA environ. Quel est le mécanisme qui provoque l'enfoncement
inexorable des LO ?
III- La disparition des LO dans les zones de subduction par thermosubsidence :
TP3-Age des LO- cf modélisation selon Pratt grâce au tableur.
• Par refroidissement, la lithosphère a une épaisseur et une densité qui augmentent en
s'éloignant de la dorsale.
• La densité ( = m/V) de la LO dépasse celle de l’asthénosphère dès l’âge de 30 MA en théorie
car l'épaisseur du ML de densité élevée 3,3 augmente donc la LO s’enfonce inexorablement
dans l'asthénophère de densité 3,25. Cet enfoncement par refroidissement =
thermosubsidence
• Cependant l'asthénosphère exerce une résistance mécanique à l'enfoncement donc, en réalité
la subduction commence plus tard vers 100, 150, max 180 MA ce qui explique l'âge réel max
des fonds océaniques sur Terre.
• De plus, en s’enfonçant dans la zds, basaltes et gabbros de la croûte océanique se
métamorphisent en éclogites, roches très denses ( 3,5), ce qui accentue la densité moyenne
de la lithosphère subduite et exerce une traction encore plus importante. Les éclogites issues
du métamorphisme HP BT de subduction accentuent l'enfoncement lithosphérique.
• Ainsi plus l'âge de la LO est élevée, plus la PENTE du plan de Benioff est forte.
Dans les zones de subduction, le métamorphisme de la LO qui s'enfonce explique non
seulement l'âge jeune et la disparition de la LO mais également le magmatisme andésitique à
l'origine de l'accrétion de la CC ( + fosse, anomalies thermiques, alignement des volcans)
C'est « la convergence » des explications qui valide actuellement le modèle proposé en
schéma de synthèse p 183 ou poly ou menu schéma-mots clés à savoir parfaitement.
Thermosubsidence = moteur de la tectonique des plaques
= clé de tous les faits observés en géodynamique terrestre.