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10 Enseignement Obligatoire de T erm S - Dossier 2 : Convergence lithosphérique et ses effets - II/ La convergence se traduit par la subduction de la plaque océanique L’accrétion est continue et le volume de la Terre est constant. La formation de plancher océanique doit être automatiquement compensé par la disparition de matériel lithosphérique au niveau des marges actives. II-1 Les marqueurs de la subduction L’analyse topographique des marges actives révèle la présence de reliefs négatif et positif (Doc. 11). A l’approche de la zone de subduction, la plaine abyssale dessine une fosse (relief négatif) bordée, au-delà, d’une chaîne volcanique (relief positif) continentale (Cordillère des Andes) ou océanique (arcs insulaires des Antilles, des îles Bonin, Tonga ou Mariannes). On distingue alors deux types de zones de subduction (Doc. 11): - la lithosphère océanique disparaît sous la lithosphère continentale, c’est une subduction océan-continent ou marge continentale active comme sous la Cordillère des Andes, - la lithosphère océanique plonge sous une autre plaque océanique, plus jeune car moins dense, c’est une subduction océan-océan accompagnée d’une guirlande d’îles et de nombreux volcans actifs. On parle d’arcs insulaires actifs comme aux Antilles, aux îles Tonga, Bonin et Mariannes. Un bassin arrière-arc sépare la guirlande d’îles volcaniques du continent : Mer des Caraïbes aux Antilles, Mer du Japon entre l’archipel japonais et la Chine. Les zones de subduction sont marquées par une activité géologique intense, d’où le terme de marge active et une double anomalie thermique (Doc. 12): - l’activité sismique est intense (3/4 de l’énergie sismique globale est dissipée dans ces zones). Les foyers sismiques sont compris entre 100 et 700 km de profondeur, - l’activité tectonique compressive est attestée par des plis, des failles inverses, des chevauchements et parfois des prismes d’accrétion (rabotage du fond sédimentaire de l’océan qui forme de véritables chaînes de montagne sous-marine parfois émergées), - l’activité magmatique est très importante avec du plutonisme en profondeur (formation de granitoïdes) et du volcanisme explosif en surface (volcans gris), - enfin, les mesures de flux de chaleur montrant au niveau de la zone de subduction des valeurs plus faibles que le flux moyen (anomalie négative) et au contraire plus fort à l’aplomb des volcans (anomalie positive) s’expliquent par l’enfoncement d’une plaque océanique froide dans le manteau chaud et une remontée de magma chaud vers la surface. II-2 La naissance d’une zone de subduction La lithosphère océanique au fur et à mesure de son vieillissement s’épaissit, s’alourdit et se modifie par hydrothermalisme (Doc. 7 et 8). Le plongeon réalisé par la plaque océanique n’est que le résultat d’une modification lente, au cours du temps, de ces caractéristiques. Lorsqu’une marge passive devient trop lourde par l’accumulation de sédiments et surtout suite à un épaississement trop important de la lithosphère océanique (la croûte reste de même épaisseur, c’est la composante mantellique qui s’épaissit), cette dernière cède sous le poids et s’enfonce sous un continent ou sous une autre plaque océanique plus jeune: elle devient une marge active, une zone de subduction (Doc.13). Après 25 M.a., la lithosphère océanique est plus lourde que l’asthénosphère qui la supporte mais ne génère pas aussitôt une zone de subduction. En effet, la rigidité intrinsèque de la lithosphère océanique et les deux flotteurs que sont les continents (le granite est moins dense que le basalte) de part et d’autre de la dorsale, retardent la fracture et le plongeon de la lithosphère. La répartition des foyers sismiques matérialise le plongeon de la plaque océanique rigide et froide dans l’asthénosphère ductile et chaude selon un plan incliné appelé plan de Bénioff-Wadati dont l’angle varie avec l’âge de la plaque (Doc. 14). Les séismes sont le résultat du frottement de deux plaques l’une contre l’autre. Plus les frottements sont importants et plus les séismes sont puissants. Aussi, plus la plaque océanique est vieille, plus elle est dense et donc plonge rapidement, limitant du même coup les frottements. Par contre, un plancher océanique jeune subduit difficilement et engendre des tremblements de terre de fortes magnitudes. Au Japon, la plaque Pacifique, la plus âgée sur le globe avec 180 millions d’années, subduit dans le nord et ne provoque que des séismes de relativement « faibles » magnitudes. Par contre dans le sud, la plaque Philippine, très jeune, est à l’origine des plus grands séismes enregistrés au Japon. 10 Samuel Remérand 2007-2008
Enseignement Obligatoire de T erm S - Dossier 2 : Convergence lithosphérique et ses effets - Doc. 11 : Deux types de zones de subduction : les marges continentales actives et les arcs insulaires actifs D’après SVT Term. S, éditions Hatier 2002, modifié Remérand 2002 Les fosses constituent des anomalies négatives (- 5 000 m à – 11 000 m) Les chaînes montagneuses volcaniques et les arcs insulaires volcaniques constituent des anomalies positives (+ 7 000 m dans les Andes) Doc. 12 : Les zones de subduction présentent une activité géologique intense et une double anomalie thermique D’après SVT Term. S, éditions Didier 2002, modifié Remérand 2002 11 11 Samuel Remérand 2007-2008
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