Thème 1B: LES CONTINENTS ET LEUR DYNAMIQUE Chapitre 8 Limite entre les 2 plaques Introduction Chapitre 8 : LE MAGMATISME DES ZONES DE SUBDUCTION Les zones de subduction sont le siège d’une importante activité sismique et magmatique. On qualifie pour cette raison ces zones de marges actives*. Quelles sont les caractéristiques, l’origine et les conséquences de ce magmatisme ? I. DES ZONES MARQUÉES PAR UN VOLCANISME EXPLOSIF Film I. DES ZONES MARQUÉES PAR UN VOLCANISME EXPLOSIF Film Cette explosivité est liée à la forte viscosité du magma (riche en silice) qui emprisonne beaucoup de gaz. Ces derniers s’accumulent en haut de la cheminée volcanique et s’évacuent brutalement en provoquant de violentes explosions (colonne éruptive) et la projection de nuées ardentes (avalanches de cendres, blocs de laves mélangés à des gaz très chauds). La lave visqueuse ne s’écoule pas en surface mais forme un dôme bouchant la cheminée. II. LES ROCHES MAGMATIQUES DES ZONES DE SUBDUCTION Quelles sont les caractéristiques des roches trouvées sur le terrain ? TP 14: Roches magmatiques et genèse des magmas dans les zones de subduction (activité 1). TP14 : Roches magmatiques et genèse des magmas dans les zones de subduction (Activité 1) Problème : Quelles sont les caractéristiques des roches magmatiques trouvées dans les zones de subduction ? TP14 : Roches magmatiques et genèse des magmas dans les zones de subduction (Activité 1) Problème : Quelles sont les caractéristiques des roches magmatiques trouvées dans les zones de subduction ? Les roches volcaniques, andésites et rhyolites, présentent une structure microlitique qui révèle un refroidissement rapide du magma en surface. Les roches plutoniques, les granitoïdes (diorites et granodiorites), présentent une structure grenue qui révèle un refroidissement lent du magma en profondeur. Elles ne se retrouveront en surface que des Ma plus tard (érosion). Toutes ces roches, de composition chimique et minéralogique proche, contiennent des minéraux hydroxylés (riche en groupements OH). Pourtant, les péridotites du manteau n’en contiennent pas, alors que ce sont elles qui fondent à 100 km de profondeur pour donner le magma. De plus, elles n’ont pas la même composition minéralogique. Comment expliquer ce paradoxe ? III. LA GENÈSE DES MAGMAS EN ZONE DE SUBDUCTION TP 14: Roches magmatiques et genèse des magmas dans les zones de subduction (activité 2). TP14 : Roches magmatiques et genèse des magmas dans les zones de subduction (Activité 2) Problème : Comment se forme le magma à l’origine des roches au niveau d'une zone de subduction ? Etape 1 : Déterminer les conditions nécessaires à la fusion du manteau à 100 km de profondeur dans une zone de subduction. variation de température en fonction de la profondeur à la verticale des volcans explosifs milieu solide liquide +solide Solidus des péridotites hydratées liquide +solide Solidus des péridotites non hydratées milieu solide Vers 100km de profondeur dans les zones de subduction, c’est l’hydratation des péridotites du manteau de la plaque chevauchante qui permet leur fusion partielle. TP14 : Roches magmatiques et genèse des magmas dans les zones de subduction (Activité 2) Problème : Comment se forme le magma à l’origine des roches au niveau d'une zone de subduction ? Etape 2 : Déterminer l’origine de l’eau responsable de la fusion partielle du manteau. gabbros Métagabbros à Chlorite (2 à 3% d’eau) Métagabbros à Glaucophane (0,5 à 0,8% d’eau) Métagabbros à Grenat, jadéite (<0,1% d’eau) A la profondeur où sont produits ces magmas, la température est insuffisante pour faire fondre les péridotites, sauf si elles sont hydratées. La fusion partielle du manteau à l’origine des magmas est donc due à l’hydratation de la plaque chevauchante. En effet, comme nous l’avons vu dans le chapitre précédent, les gabbros de la croûte océanique plongeante subissent au cours de leur enfouissement des transformations métamorphiques en schistes bleus puis éclogites. Ces réactions s’accompagnent d’une libération d’eau qui remonte dans le manteau sus-jacent et diminue sa température de fusion. Elle entrera aussi dans la composition des minéraux des roches magmatiques qui se formeront dans la croûte continentale. IV. LA PRODUCTION DE CROÛTE CONTINENTALE Livre: document 2 p.179 On estime aujourd’hui que création (accrétion) et destruction (érosion) de la croûte continentale s’équilibrent à peu près, et donc que le volume total de croûte continentale ne change pratiquement plus. La cristallisation fractionnée = riche en Si Les magmas provenant d’une fusion partielle des péridotites sont initialement basaltiques; ils évoluent en magmas granodioritiques ou andésitiques (plus riches en Si), qui donneront les roches volcaniques en surface et plutoniques en profondeur vues dans le II). La production puis la remontée de magmas mantellique dans une zone de subduction est à l’origine de la création d’une quantité considérable de croûte continentale. On parle d’accrétion continentale.