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Enseignement Obligatoire de T erm S - Dossier 2 : Convergence lithosphérique et ses effets -
Le magmatisme basaltique est lié à la remontée d’une colonne chaude l’asthénosphère ductile, à
l’aplomb du rift (Doc. 3). Lors de cette ascension, la baisse de pression (Doc. 4) déclenche la fusion partielle
de ce matériel mantellique profond par recoupement du solidus de ces roches. Ainsi, à partir des péridotites
initiales, suite à la fusion partielle et en fonction de la vitesse de refroidissement, on obtient (Doc. 5 et 6):
- des péridotites, résiduelles, à la base,
- un liquide magmatique de composition différente de la péridotite hydratée qui lui donna
naissance. Ce liquide magmatique, moins dense, remonte dans la cheminée magmatique et
génère la croûte océanique composée de:
gabbros par cristallisation fractionnée (structure grenue) au-dessus des
péridotites
basaltes en filons (structure microlitique) sur les gabbros
basaltes en forme de coussin (pillow-lavas à structure microlitique) en surface,
au contact de l’eau de mer.
Le matériel asthénosphèrique ductile se transforme ainsi en lithosphère rigide.
Les basaltes (pillow-lavas puis complexes filoniens) et les gabbros (massifs et lités) forment la
croûte océanique. La croûte océanique associée aux péridotites forment la lithosphère océanique. On
rappelle que le Moho constitue une limite chimique entre la croûte océanique (ou continentale) et les
péridotites du manteau supérieur. La lithosphère océanique (ou continentale) rigide présente une limite
thermique (isotherme 1300°C) et mécanique avec l’asthénosphère ductile.
I-3 Le vieillissement de la lithosphère océanique : alourdissement et hydrothermalisme
I-3-1 La lithosphère océanique s’alourdit et l’océan s’approfondit
La jeune croûte océanique, près du rift, constituée de basaltes et gabbros, est encore amincie, chaude
et bombée (Doc. 3).
Au fur et à mesure de la dérive de part et d’autre de la dorsale, la lithosphère rigide nouvellement
formée s’éloigne du domaine chaud, de l’intumescence thermique (à l’origine du panache asthénosphèrique qui
injecte le magma au niveau du rift). En s’éloignant de la ride, l’isotherme 1.300°C qui marque la base de la
lithosphère rigide et donc la frontière avec l’asthénosphère ductile, s’enfonce au sein du manteau supérieur. Cet
enfoncement de l’isotherme 1.300°C, engendre un alourdissement du manteau supérieur par augmentation
de l’épaisseur de la partie inférieure de la lithosphère. Cette dernière s’épaissit en se nourrissant de
l’asthénosphère : des parties de plus en plus profondes de l’asthénosphère recoupent la courbe de solidus et
permettent l’apparition de péridotites (Doc. 7).
De plus, au fur et à mesure qu’elle s‘éloigne de l’axe de la dorsale, la croûte se refroidit. Moins
chaude, elle se contracte et donc se densifie, s’alourdit (Doc. 7).
Si seul le manteau supérieur s’épaissit, la croûte restant de 7 à 10 km d’épaisseur, les deux parties
contribuent à l’alourdissement de la lithosphère au court de son vieillissement, la croûte par
refroidissement, le manteau supérieur par enfoncement de l’isotherme 1.300°C et nourrissage au dépens
de l’asthénosphère (Doc. 7). Moins bombée, plus dense, plus lourde et supportant une colonne d’eau et de
sédiments de plus en plus important au fur et à mesure de l’éloignement par rapport à l’axe de la dorsale, la
croûte océanique s’enfonce de plus en plus dans l’asthénosphère sur laquelle elle repose : l’océan
s’approfondit.
Au fils des millénaires, la lithosphère océanique s’alourdit donc et son niveau de « flottaison » sur
l’asthénosphère s’enfonce également, selon le principe d’Archimède. C’est la compensation isostatique.
Lorsque la plaque devient trop lourde elle casse et génère une zone de subduction (Term S).
Les processus magmatiques de la dorsale sont intermittents et brefs (et dispersés le long de la
dorsale, voir peau de zèbre non linéaire) alors que l’extension liée à la divergence est continue. Si la
divergence continue des plaques à l’image d’un double tapis roulant est possible, le moteur principal n’est
pas la poussée à la ride du magma mais bien la traction exercée par la plaque plongeante, qui s’est alourdie
au cours des millénaires, puisque cette traction contribue à 80% au déplacement de la plaque. C’est donc
principalement la plongée de la plaque océanique qui permet l’écartement des deux demi-planchers
océaniques et l’injection de magma dans la fissure, l’accrétion de la croûte océanique (Doc. 8).
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Samuel Remérand 2007-2008