Science de la vie et de la Terre / Mr MARY

A. Les zones de subduction, zone de disparition de la lithosphère océanique [Activité 3]

Au niveau des zones de subduction, une lithosphère océanique plonge sous une autre lithosphère et disparaît dans l’asthénosphère : c’est une zone de subduction.

Une zone de subduction est caractérisée par une fosse océanique parfois très profonde et une répartition des foyers sismiques jusqu’à 700 km de profondeur, le long du plan de Benioff, qui matérialise la plaque plongeante.

B. Le plongement de la lithosphère océanique [TP 15]

Lorsque la lithosphère océanique atteint une épaisseur suffisante, la densité d’une lithosphère océanique devient supérieure à celle de l’asthénosphère sous-jacente, la lithosphère océanique âgée disparaît par plongement dans l’asthénosphère ductile.
Ce phénomène d’enfoncement et donc de disparition de la lithosphère océanique dense est appelé subduction. Au cours de la subduction, les roches de la lithosphère plongeante sont soumises à des conditions de pression (P°) et de Température (T°) différentes de celles de leur formation. Ces changements de conditions vont entraîner progressivement la disparition de certains minéraux et la formation de nouveaux minéraux métamorphiques, ce qui contribue d’autant plus au changement de densité de la lithosphère. 

C. Le Magmatisme de zone de subduction [TP 18]

Les zones de subduction s’accompagnent de la présence de volcan: c’est ce qu’on appelle le volcanisme d’arc, caractérisé par des volcans explosifs.

Les minéraux des roches magmatiques de subduction sont hydratés. Lors de la subduction, la plaque plongeante va libérer l’eau présente dans ces minéraux.  Cette eau migre dans le manteau de la plaque chevauchante et l’hydrate. Cette hydratation rend possible la fusion partielle des péridotites.

A une profondeur d’environ 100 km, une fusion partielle des péridotites du manteau hydraté se produit, conduisant à la formation d’un magma hydraté.

Ce magma remonte à travers la croute continentale : il est à l’origine du volcanimse des zones de subductions. 

D. Bilan: convection du manteau

Après sa mise en place, la densité de la lithosphère augmente. Cette augmentation de la densité est liée à l’accroissement de la densité des roches qui la composent et à un épaississement du manteau lithosphérique, lié au refroidissement de la lithosphère.

Après que la densité de la lithosphère ait dépassé celle de l’asthénosphère, la lithosphère finit par s’enfoncer dans l’asthénosphère. Ce plongement exerce une force de traction sur toute la plaque : il est le principal moteur de son déplacement.

Ces mouvements descendants participent à la mise en place des mouvements ascendants : le manteau est ainsi le siège de mouvements de convection.