chapitre 7

Chapitre 7
La subduction
Une création permanente de lithosphère est réalisée au niveau des dorsales océaniques.
Fonctionnement d’une dorsale océanique rapide
1. Fusion partielle 2. Zone de brassage par convection 3. Cristallisation fractionnée 4. Volcanisme effusif
basaltique 5. Hydrothermalisme océanique
Mécanisme de fusion partielle
Les fonds sous marins sont néanmoins géologiquement jeunes : les plus anciens n’ont que 200 MA
alors que l’on connaît des roches continentales datées de 3,8 GA.

Age des sédiments océaniques de l’Atlantique
Il faut donc admettre que la lithosphère océanique disparaît assez rapidement (au sens géologique
du terme) après sa formation. Nous allons étudier ce mécanisme de disparition de la
lithosphère océanique : la subduction.
I Caractéristiques des zones de subduction
Au niveau d’une zone de subduction, le fond océanique dont la profondeur est de 4000 m au niveau
des plaines abyssales s’abaisse nettement et dessine une fosse étroite et profonde pouvant dépasser
10000 m.
Au-delà, la fosse est bordée par une chaîne volcanique imposante : du fond de la fosse à la cime du
volcan, la dénivellation peut atteindre 15 km. Cette chaîne se présente soit comme une cordillère

marquant le rebord d’un continent (Andes) soit comme un ensemble d’îles volcaniques isolées, disposées
en arc (Antilles).
Entre ces deux reliefs se trouve un prisme d’accrétion (formations sédimentaires plissées,
faillées (failles inverses) stoppées par un butoir résistant (marge continentale ou arc magmatique).
La frontière des plaques est donc marquée par la présence de reliefs majeurs :
- relief négatif : fosse
- relief positif : arc volcanique ou chaîne de subduction et prisme d’accrétion
On appelle plan de Bénioff le plan incliné (pendage de 15° à 80°) signant la subduction et
correspondant aux profondeurs des foyers sismiques. Il traduit l'enfoncement d'une plaque
lithosphérique océanique sous une autre plaque (continentale ou océanique).
Dans le cas de subduction avec un angle important, il peut exister un bassin d’arrière arc. Une
tectonique extensive peut donc survenir dans une zone de convergence.
2 types de subduction sous une plaque continentale
Variation du flux géothermique au niveau d’une zone de subduction
Le flux géothermique c'est-à-dire la quantité de chaleur venant de la Terre qui passe par la
surface terrestre dans un laps de temps donné varie au niveau de la zone de subduction : il diminue au
niveau de la fosse océanique puis augmente au niveau de la cordillère et des volcans.

II Causes de la subduction
Vieillissement de la lithosphère océanique
La lithosphère océanique se densifie en vieillissant (épaississement dû au refroidissement), jusqu’à
devenir plus dense que l’asthénosphère sous-jacente. Elle a donc alors tendance à s’enfoncer dans
l’asthénosphère : c’est le moteur de la subduction. La densité de la lithosphère est supérieure à celle de
l’asthénosphère dès 35 MA, mais c’est seulement vers 70 MA que la différence de densité compense la
résistance élastique de l’asthénosphère à la plongée de la lithosphère rigide.
La subduction créé un contexte d’extension au niveau de la plaque. On assiste alors à un
phénomène de rifting. Au niveau de la dorsale, le déficit de matière lithosphérique provoque la remontée
de roches mantelliques, qui par décompression adiabatique rentrent en fusion partielle.
Suivant l’âge donc la densité de la lithosphère océanique et de la lithosphère (océanique ou
continentale) convergente, l’angle du plan de Bénioff est plus ou moins grand : quand il est faible on
assiste à la formation d’un prisme d’accrétion ou sédimentaire (sédiments océaniques moins denses).

Prisme d’accrétion simplifié d’après celui de la Barbade.
Zone très complexe formée de matériaux sédimentaires océaniques plissés et entrelardés d’esquilles de roches
basaltiques. On y trouve aussi des roches détritiques issues du continent. On y trouve donc des plis, des failles
inverses et des chevauchements qui témoignent de la déformation qui affecte ce domaine qui est raccourci et
épaissi.
III Conséquences de la subduction
A Séismes
Lors de l’enfoncement, la plaque froide donc rigide subit des contraintes importantes dues aux
frottements contre la plaque chevauchante et aux compressions dans l’asthénosphère. Cela génère des
séismes qui correspondent à une libération brutale de l’énergie emmagasinée.
B Métamorphisme
Les roches soumises à des conditions de température et de pression différentes de celles
régnant lors de leur mise en place peuvent subir une déformation à l’état solide : le métamorphisme.
De nouveaux minéraux cristallisent (dits néoformés) avec des structures et des textures
particulières. De l’eau sous forme de vapeur est libérée et va percoler dans le manteau sus-jacent…
La présence de certaines associations minéralogiques indique par quelles conditions de pression et
de température les roches sont passées.
Gabbros ou basaltes de la croûte océanique métamorphisme lorsque la lithosphère océanique
s'éloigne de la dorsale et se refroidit.
Hydratation