THEME 1
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CHAPITRE 3 LA SUBDUCTION ET LA PRODUCTION DE NOUVEAUX MATERIAUX CONTINENTAUX Problème Comment les zones de subduction peuvent –elles conduire à la formation de nouveaux matériaux continentaux ? De quels matériaux s’agit-t-il ? I – RAPPELS : CARACTERISTIQUES DES ZONES DE SUBDUCTION Les zones de subduction sont des frontières de convergence, où la lithosphère océanique plonge dans l’asthénosphère. La subduction peut aboutir à la disparition d’un océan et à l’affrontement de 2 lithosphères continentales, ce qui entraîne la formation d’une chaîne de montagnes. Les zones de subduction sont caractérisées par (voir cours de 1S) Fosse océanique Activité volcanique au niveau de la plaque chevauchante Une forte activité sismique Il s’agit toujours d’une LO qui plonge sous une LC (cordillère) ou une LO (arc volcanique) La plaque qui plonge reste froide longtemps, elle se réchauffe que très lentement, d’où sa nature cassante II – LE MAGMATISME DANS LES ZONES DE SUBDUCTION A/ le volcanisme des zones de subduction Livre p.172-173 Les éruptions dans les zones de subductions sont explosives et violentes : elles produisent des coulées pyroclastiques = nuées ardentes (définition dans diaporama). Le caractère explosif de ce volcanisme est lié à la forte viscosité du magma émis, d’où la difficulté des gaz à s’échapper. La viscosité du magma est liée à sa richesse en silice. B/ Les roches magmatiques des zones de subduction Voir TP4 + livre p.176-177 des roches plutoniques à structure grenue : granite, diorite et granodiorite = famille des granitoïdes. des roches volcaniques à structure microlitique : andésite et rhyolite. Toutes ces roches contiennent des minéraux hydratés (amphibole et mica, conséquence d’un magma hydraté) et certaines ont beaucoup de quartz (conséquence d’un magma riche en silice). La structure des roches dépend de la vitesse de refroidissement et de cristallisation du magma - Refroidissement lent et en profondeur, cristallisation importante structure grenue - Refroidissement rapide en remontant vers la surface et cristallisation partielle structure microlitique. III LA FORMATION DU MAGMA EN ZONE DE SUBDUCTION A/ Origine du magma On pourrait penser que c’est la lithosphère océanique plongeante qui fond partiellement. Mais la composition chimique des roches issues du magmatisme de subduction contredit cette hypothèse. Seules les péridotites hydratées ont une température de fusion suffisamment basse pour fondre partiellement dans ces conditions (P/T). Le magma a pour origine une fusion partielle des péridotites hydratées du manteau situé au dessus de la plaque plongeante. Plusieurs arguments : - Les plans de subduction se croisent toutes en un point situé vers 100km sous l’arc volcanique donc vers 100 km du magma se forme - Les compositions des roches magmatiques (diorite et andésite) sont voisines de celles des roches de la plaque chévauchante donc même origine. La teneur en silice est forte et les roches sont hydratées. - Le solidus d’une roche dyhdratée est abaissée donc l’entrée en fusion partielle est facilitée par la présence d’eau ( à 80km , 1000°C pour une péridotite hydratée contre 1300 ° pour une péeridotite sèche) - Le géotherme des zones de subduction coupe vers 100km le solidus de la péridotite à condition qu’elle soit hydratée et que T= 1000 à 1200°C donc vers 100km sous l’arc volcanique, la fusion partielle de la péridotite est facilitée par la présence d’eau B/ Origine de l’hydratation des péridotites Voir TP3 : Au cours de l’expansion océanique, les gabbros sont transformés en schistes verts par refroidissement et hydratation de la lithosphère océanique (métamorphisme hydrothermal). Lorsque la lithosphère océanique entre en subduction, l’augmentation de pression transforme les schistes verts en schiste bleu puis en éclogite. Ces roches sont de plus en plus déshydratées. L’eau libérée hydrate alors les péridotites du manteau de la plaque chevauchante et contribue à abaisser leur point de fusion. La fusion partielle de ces péridotites est à l’origine du magma des zones de subduction. Ce magma est donc non seulement riche en silice mais également hydraté. C/ Origine de la silice du magma Par fusion partielle la péridotite du manteau devrait donné un magma pauvre en silice ( comme celui des dorsales) or celui des zones de subduction est riche en silice Donc après la fusion partielle, le magma s’est enrichie en silice : 1- Par évolution complexe du magma au fur et à mesure des cristallisations : Les premiers minéraux qui cristallisent sont pauvres en silice donc le magma résiduel s’enrichit progressivement en silice à partir duquel peut se former des cristaux et donc des roches de plus en riches en silice 2- Par une contamination du magma : Le magma remonte dans la croûte et peut provoquer la fusion partielle des roches de la croute environnante qui sont riche en silice donc apport de silice dans le magma D’une région à une autre, les roches sont très diverses car le magma évolue différemment et n’a pas la même composition. La majorité du magma cristallise en profondeur (85%) formant, au sein de la croûte continentale, des roches plutoniques à structure grenue diverses : granite, diorite et granodiorite = famille des granitoïdes. 15% de ce magma arrive cependant en surface et est à l’origine du volcanisme explosif. Son refroidissement en surface donne des roches volcaniques à structure microlitique diverses: andésite et rhyolite. BILAN : Les zones de subduction permettent donc la fabrication de nouvelles roches continentale .Elles sont le lieu de formation de croûte continentale à partir d’un magma d’origine mantellique = on dit que ce sont des zones d’accrétion continentale Actuellement cette production est compensée par sa disparition par érosion. La croissance des continents est donc nulle. Livre p.180 à 183 (dont définitions) + QCM p.184
