III.A. Hydratation et refroidissement de la lithosphère

Le refroidissement que subit la lithosphère océanique après sa formation au niveau de la dorsale est accéléré à proximité des dorsales par la circulation d’eau de mer dans les fissures de la roche. Refroidissement et circulation de fluides conduisent aussi à de profondes modifications de la composition chimique (enrichissement en Na, K, Si + hydratation) et minéralogiques (transformation des minéraux) des roches : on parle de métamorphisme hydrothermal. 

• Les gabbros se transforment en métagabbros de faciès amphibolite (Pyr + H2O → Hbl) puis en métagabbros de faciès schiste vert qui contiennent des minéraux hydroxylés (chlorite et actinote).

• Les péridotites du haut de la lithosphère s’hydratent et se transforment au contact de l’eau de mer en serpentinites.

III.B. Epaississement, augmentation de densité moyenne, subsidence thermique de la lithosphère océanique

Le refroidissement de la lithosphère océanique se traduit par une descente de l’isotherme des 1300°C en profondeur. Ainsi le manteau lithosphérique s’épaissit, et donc la proportion de manteau lithosphérique dans la lithosphère augmente. 

Le manteau lithosphérique étant plus dense (d=3,3) que la C.O. (d=2,9) ou que la serpentinite (d=3,0), la densité moyenne de la lithosphère océanique augmente. Elle flotte alors de plus en plus difficilement et s'enfonce progressivement dans l’asthénosphère (d=3,25). On parle de subsidence thermique. Cela explique que les dorsales forment un relief positif (-3000 m) au dessus des plaines abyssales (-5000 m). 

ATTENTION : le manteau lithosphérique s'épaissit mais la croûte océanique conserve la même épaisseur !

III.C. La subduction, ultime étape de la vie d’une lithosphère océanique

Lorsque la densité de la lithosphère océanique dépasse celle de l’asthénosphère elle peut plonger son l’effet de son propre poids dans cette dernière. Elle est maintenue pendant un temps en surface par les lithosphères voisines. A la faveur de contraintes tectoniques, elle peut cependant s’en désolidariser. Une subduction s’amorce alors, qui conduira à terme à la fermeture de l’océan. Nous en reparlerons dans les chapitres suivants.