les mecanismes et consequences de la subduction

LES MECANISMES ET
CONSEQUENCES DE LA
SUBDUCTION
La subductionest un phénomènede convergence
lithosphérique.
Elle est marquéepar la
disparition de la lithosphère océanique froide et dense dans l’asthénosphère moins dense
une plaque lithosphérique chevauchante (soit continentale : les Andes ou soit océanique :
Japon).
I. Les mécanismes
1. La subduction : conséquence du refroidissement
de la lithosphère océanique
Au cours du temps et au fur et à mesure de son éloignement de la dorsale, la lithosphère
océanique change. Lors de sa formation au niveau de la dorsale, la lithosphère, mince et c
flotte sur l’asthénosphère car elle est moins dense. A mesure qu’elle vieillit et donc qu’ell
s’éloigne de la dorsale, la lithosphère océanique se refroidit. L’isotherme de 1200°C, form
limite entre la lithosphèrerigideet l’asthénosphère,
s’enfonce.On considèredonc que la
lithosphère, en refroidissant, s’épaissit.
La densité de la lithosphère est une moyenne pondérée de ses deux composantes : la cro
manteau. Comme la croûte garde une épaisseur constante, c’est l’épaisseur du manteau
augmente. Or la densité du manteau est supérieure à celle de la croûte. En vieillissant, la
de la lithosphère augmente donc. Avec le temps, sa densité finit même par dépasser celle
l’asthénosphère sous-jacente. Elle ne pourra cependant plonger dans l’asthénosphère qu’
faveurde sa force de compression.
Quand la plaquerencontreun obstacle,la force de
convergence la pousse à plonger, ce qui marque le début de la subduction. La fosse océa
marquera la zone de flexion de la plaque.
2. Devenir de la plaque plongeante
En s’enfonçant dans l’asthénosphère chaude, la plaque plongeante se réchauffe très douc
du fait de la faible conductivité thermique des roches qui la composent. Elle reste donc rig
anormalement
froide jusqu’àdes profondeurstrès importantes.
De là provientl’anomalie
thermique négative caractérisée par la déformation des isothermes.
Cette rigidité de la vieille lithosphère océanique est attestée à plusieurs centaines de kilo
de profondeur par la présence de séismes. L’empreinte de la plaque rigide disparaît au-de
profondeurs car aucun séisme n’y est détecté. Cependant, des études de tomographie sis
semblent indiquer que les matériaux plongent jusqu’à l’interface manteau-noyau.
3. Les transformations de la plaque plongeante
Lors de leur enfouissement par subduction, les roches de la plaque plongeante subissent
ensemble de transformations : le métamorphisme. Ceci est lié au fait qu’avec la profon
conditionsenvironnementales
changent ;la pressionet la températureaugmentant.En
conséquence, les minéraux de ces roches sont déstabilisés. Ils se réorganisent pour forme
nouveaux cristaux, mais leur composition chimique globale reste constante.
On a pu démontrer que la pression était le principal facteur de ce changement. Les schist
apparaissent tout d’abord en profondeur, puis un peu plus en profondeur, les éclogites. Ce
roches sont donc qualifiées de roches métamorphiques.
II. Conséquencemajeure : formation de
magma et
fabrication de croûte
continentale
1. L’origine des magmas
Les différencesde compositionchimiqueentre la lithosphèreocéaniqueplongeanteet les
granitoïdes (roches plutoniques), qui constituent la roche en profondeur, sont très importa
Ces granitoïdessont notammentbeaucoupplus riches en minérauxhydratéscommeles
amphiboles. Les magmas ne peuvent donc pas provenir d’une fusion des matériaux de l
plongeante. Ils ont plutôt pour origine une fusion partielle du manteau de la plaque lithosp
chevauchante. Pourtant, à la profondeursont
où produits ces magmas, la température est
insuffisante pour faire fondre les péridotites, du moins si ces roches sont anhydres. Cepen
l’hydratation des péridotites abaissent leur point de fusion.
Or, la croûte océanique qui subit la subduction est une croûte très hydratée. Lors de leur h
océanique, les basaltes et les gabbros constitutifs de la lithosphère naissante au niveau d
dorsales subissent eux-aussi un métamorphisme. Ainsi, la circulation hydrothermale les m
des minéraux verts très riches en eau, tels que la chlorite, apparaissent, donnant aux roch
faciès particulier : celui des schistes verts.
Le nouveau métamorphisme que subissent les schistes verts en schistes bleus, puis éclog
de la subduction, se caractérise par une déshydratation. Ce processus libère donc beauco
qui est transférée vers le manteau de la plaque chevauchante. Il y a donc une hydratation
péridotites de la plaque chevauchante, ce qui abaisse leur point de fusion.
Vers 100 à 150 km en profondeur de l’arc magmatique, les conditions pour la fusion partie
réunies et la température est assez haute pour que le point de fusion de la péridotite hyd
atteint. Cette fusion partielle du manteau donne naissance aux magmas qui migrent vers
surface.
2. Fabrication de croûte continentale
Les roches plutoniques proviennent de magmas qui ne gagnent pas la surface. Ces magm
forment de gigantesques accumulations en profondeur : les diapirs. Ces diapirs migrent
surface sans jamais y parvenir, car leur température n’est pas suffisamment supérieure à
matériauxencaissants.
Les diapirscristallisent
donc en profondeuren formantles plutons
granitiques que l’érosion découvre plusieurs millions d’années après. La permanence de
phénomène est à l’origine de la création d’une quantité considérable de croûte continenta
L’ascension
et l’accumulation
de ces magmaschaudsà la base de la croûte de la plaque
chevauchante expliquent l’anomalie positive thermique observée à l’aplomb de l’arc mag