les marqueurs de la subduction

L
ES MARQUEURS DE LA
SUBDUCTION
Les plaques tectoniques composant la lithosphère sont en perpétuel mouvement. Elles sont créées
au niveau des dorsales océaniques. Malgré cette création permanente, les fonds océaniques les
plus anciens n’ont que 200 millions d’années. Ceci suggère que la lithosphère disparaît dans les
profondeurs de la Terre. Cette disparition est la conséquence de la subduction, qui compense
donc la création réalisée par accrétion au niveau des dorsales. Quels sont les témoins de cette
subduction ?
I.
Zones volcaniques et sismiques
L’activité sismique et volcanique des zones de subduction est intense, ce qui leur confère le nom
de . C’est le cas d’une grande partie de la périphérie de l’océan
paci&que (la ceinture de feu) ainsi que de la région des Antilles. Les édi&ces volcaniques sont
alignés parallèlement à la marge. Leurs éruptions sont souvent très violentes et ont déjà provoqué
de grands dommages dans les zones habitées.
II.
Caractéristiques topographiques
A l’approche d’une marge active, le fond océanique s’abaisse nettement. Il passe d’une
profondeur moyenne au niveau des de 4000m à des profondeurs pouvant
dépasser les 10000m. Ces sont bordées par la chaîne volcanique. Du fond de la fosse
jusqu’au sommet des volcans, le dénivelé peut parfois atteindre 15km !
Cette chaîne de volcans se présente comme une marquant le rebord d’un continent (cas
de l’Amérique), ou comme une suite d’îles disposées en (c’est le cas de l’arc des Antilles et de
la marge asiatique du Paci&que).

La morphologie des zones de subduction se caractérise donc par la juxtaposition de reliefs négatifs
(la fosse océanique) et de reliefs positifs (une chaine de montagnes ou un arc insulaire).
Dans certains cas, un deuxième relief négatif est visible à l’arrière de l’arc insulaire. On appelle ce
relief le . C’est le cas par exemple de la mer du Japon entre l’archipel japonais
et la Chine.
III.
Répartition des foyers sismiques
Les séismes super&ciels, dont la profondeur n’excède pas 100 Km, sont les plus fréquents. Ils se
situent essentiellement entre la fosse et la chaîne volcanique.
Les séismes plus profonds ont une caractéristique remarquable : leur profondeur augmente en
fonction de l’éloignement de la fosse en direction de l’arc magmatique. Il a été prouvé que ces
foyers s’inscrivent dans un plan incliné d’une épaisseur inférieure à 100km. C’est le 
. Ce plan plonge sous le continent ou sous l’arc insulaire à partir du fond de la fosse avec
une inclinaison variable selon les marges. La distribution spatiale de l’activité sismique révèle le
plongement de la lithosphère dans le manteau terrestre. Le plancher de la lithosphère s’enfonce
sous le continent (Amérique du Sud) ou sous une autre plaque océanique (Paci&que sud-ouest).
IV.
Les déformations lithosphériques
Ces déformations sont les conséquences directes de la convergence des plaques.
Au niveau d’une zone de subduction, l’a<rontement de deux plaques lithosphériques est à
l’origine des failles inverses et des plis se traduisant par un raccourcissement horizontal de la
lithosphère.
Représentation très schématique d’une faille inverse

Au niveau de certaines marges actives, on peut observer à coté de la fosse un 
plus ou moins important. Ce sont des sédiments océaniques qui sont compressés
par le frottement des deux plaques et qui se déposent en « écailles » superposées. Ces sédiments
sont moins denses que le plancher basaltique, et ne sont que faiblement solidaires de ce plancher.
Dans le mouvement plongeant que leur impose la plaque plongeante, ils s’enfoncent donc moins
facilement et s’accumulent contre la plaque chevauchante, formant ainsi le prisme.
V. Les anomalies thermiques
Le @ux de chaleur d’origine interne, relativement constant à la surface du globe, présente une
double anomalie au niveau des marges actives :
 Anomalie négative entre la fosse et l’arc magmatique : le @ux de chaleur est
anormalement faible.
 Anomalie positive au niveau de la cordillère ou de l’arc insulaire : le @ux de chaleur
est anormalement élevé.

La tomographie sismique permet de modéliser les variations de vitesse de propagations des ondes
sismiques en profondeur. Ces variations dépendent de la température. On peut donc ainsi établir
des courbes isothermes.
Les isothermes sont horizontales dans les zones tectoniquement stables. En revanche, en zone de
subduction, ces isothermes apparaissent très déformées. Ceci est dû au fait que les roches de la
lithosphère ont une faible conductivité thermique. Elles n’échangent donc que très lentement de
la chaleur avec les roches de l’asthénosphère sous jacente.
VI.
Les roches caractéristiques des zones de
subduction
Dans les zones de subduction coexistent deux types de roches. Leur composition chimique
semblable indique qu’elles se forment à partir d’un même type de magma.
 : structure microlitique, formation en surface
à la suite d’éruptions volcaniques.
 : structure grenue, formation lente en
profondeur.

D’autres types de roches sont observables dans d’anciennes zones de subduction. Ces roches
d’origine profonde sont observables à la suite de l’érosion qui les a découvertes. On a par
exemple : les et les .