La convergence lithosphérique et la subduction

LECON 18 : LA CONVERGENCE LITHOSPHERIQUE ET LA
SUBDUCTION
Annexes : 0 document
L’expansion de la lithosphère océanique à partir des dorsales s’accompagne de sa destruction
au niveau des zones de convergence des plaques lithosphériques. La subduction est ce
phénomène d’enfoncement de la plaque lithosphérique océanique dans le manteau.
Envisageons dans une première leçon les caractéristiques des sites de la subduction et le
mécanisme de celle ci.
Dans une deuxième leçon nous étudierons les transformations minéralogiques qui
accompagnent la subduction.
I. Les marges actives, sites de la subduction.
I.1 Les deux types de subduction
Les frontières de convergence entre les plaques lithosphériques sont de deux types :
- des frontières de convergence entre deux lithosphères océaniques. Exemples : la frontière
entre la plaque des caraïbes et la plaque nord américaine, la frontière entre la plaque des
philippines et la plaque du Pacifique.
- Des frontières entre une plaque continentale et une plaque océanique. Exemples :
frontière entre la plaque océanique de Nazca et la partie continentale de la plaque sud
américaine
Ces deux types de frontières de convergence présentent des caractéristiques communes, celles
de marges actives.
I.2 Les caractéristiques des marges actives
Les frontières de convergence de plaques constituent des marges actives caractérisées par :
- la présence de reliefs négatifs : les fosses océaniques étroites et profondes : Fosse du Pérou
Chili (- 8000 m), fosse des Mariannes (- 11 000 m), Fosse de Porto Rico (- 6 000 m)
- une importante activité sismique
- une importante activité volcanique
- des reliefs positifs chaînes de montagne ou arcs volcaniques (cas de subduction intra
océanique)
- la coexistence de roches plutoniques (granodiorites) avec les roches volcaniques
(andésites, rhyolites)
- la présence de déformations tectoniques : failles inverses.
Dans le cas des subductions intra-océanique, il faut noter la présence d’accumulation de
sédiments au niveau de certaines fosses et appelée prisme d’accrétion sédimentaire. Ces
sédiments, déformés, se situent entre la plaque subduite et la plaque chevauchante.
- une distribution inégale du flux thermique : le flux thermique est négatif au niveau de la
fosse et positif au niveau de l’arc volcanique ou du haut relief montagneux.
I.3 Bilan
La subduction de la lithosphère océanique s’accompagne donc de nombreux marqueurs aussi
bien au niveau morphologique (fosses océaniques, montagne, arc volcanique) que
géologique (éruption volcaniques, secousses sismiques, déformations tectoniques, flux
thermique inégale).
Page 1 sur 3

II Le mécanisme de la subduction
2.1 La disparition de la lithosphère océanique
La répartition des foyers sismiques permet de matérialiser la disparition de la lithosphère
océanique dans le manteau sous-jacent. Elle plonge suivant un plan incliné, le plan de
subduction ou plan de Benioff.
Dans le cas d’une subduction intra-océanique, le plan de Benioff est à fort pendage. Les
séismes n’atteignent pas de fortes magnitudes.
Le pendage est par contre faible dans le cas d’une subduction continentale.
2.2 Le moteur de la subduction
Au fur et à mesure que la lithosphère océanique s’éloigne de la dorsale, elle se refroidit et
s’épaissit par sa base. Cette diminution de température s’accompagne de l’augmentation de
sa densité moyenne. A partir de 30 millions d’années, la densité de la lithosphère
océanique est supérieure à celle de l’asthénosphère sous-jacente, par conséquent elle tend à
s’enfoncer.
D’autre part, la transformation des basaltes et des gabbros de la croûte océanique en éclogites
augmente encore la densité moyenne de la lithosphère océanique.
Cependant, l’asthénosphère solide exerce une résistance à l’enfoncement, retardant ainsi la
subduction de plusieurs dizaines de millions d’années.
C’est donc sous l’effet de son propre poids que la lithosphère océanique subduite.
BILAN
La convergence de deux plaques océaniques ou d’une plaque océanique et d’une plaque
continentale se traduit par l’enfoncement dans le manteau sous-jacent de la plaque
océanique plus dense. C’est la subduction qui se traduit par des marqueurs caractéristiques.
D’autres transformations que nous étudierons dans la prochaine leçon nous permettront
d’expliquer les caractéristiques du magmatisme des zones de subduction.
Page 2 sur 3

Page 3 sur 3