Sciences de la Vie et de la Terre - I

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Plan

III.

IV.

Après avoir été produite au niveau des dorsales, la lithosphère océanique se refroidit et s’épaissit. Sa densité augmente jusqu’à dépasser celle de l’asthénosphère. Elle ne peut alors plus flotter et plonge sous l’effet de son propre poids : elle entre en subduction. On distingue au niveau des zones de subduction la plaque plongeante qui subit un mouvement descendant dans l'asthénosphère et la plaque chevauchante, voisine, qui continue de flotter. Selon la nature de la lithosphère chevauchante, les subductions peuvent être de type type océan/continent ou de type océan/océan.

Quelles sont les caractéristiques sismiques, thermiques et pétrologiques des zones de subduction ? Et pourquoi a-t-on du magmatisme dans ces zones ?

I. Les caractéristiques morphologiques, sismologiques et thermiques des zones de subduction

I.A. L'association d'une fosse océanique et d'un arc volcanique

Les zones de subduction sont reconnaissables à leur une morphologie spécifique qui associe un relief + et un relief - :

une fosse océanique profonde (jusqu'à plus de 11000 m), qui marque la limite entre les deux plaques et résulte de la courbure de la plaque plongeante
Un arc volcanique formant un relief positif sur la plaque chevauchante (cordillère ou arc insulaire cf. II)

Dans certains cas, on trouve en arrière de la fosse un prisme d'accrétion contenant des sédiments océaniques de la plaque plongeante qui ont été "rabotés" lors du passage en subduction. Le prisme est ainsi constitué d'un empilement d'écailles tectoniques délimitées par des failles inverses. Il témoigne de forces compressives au niveau de la jonction entre les deux plaques. (cf. Modèle analogique de formation d'un prisme d'accrétion)

I.B. Les caractéristiques sismologiques

Les zones de subduction sont marquées par une forte sismicité, comme n’importe quelles limites de plaques. Cependant plusieurs caractéristiques les distinguent des autres limites de plaques :

Tout d'abord, les zones de subduction présentent de nombreux séismes profonds (jusqu’à 600 km) alors que les séismes restent superficiels dans les autres contextes.
Ensuite, une partie des foyers sismiques se répartissent selon un plan incliné dirigé de la fosse océanique vers l’arc volcanique (situé sur la plaque chevauchante en arrière de la fosse) : c’est le plan de Wadati-Benioff. Celui-ci matérialise la lithosphère océanique froide et cassante qui plonge dans l'asthénosphère ductile.

L’inclinaison du plan de WB est variable (entre 20°, comme dans le cas de la subduction de la plaque Nazca, et 90° comme dans le cas de la subduction de la plaque pacifique au niveau de l'archipel des Mariannes).

I.C. Une signature thermique contrastée

Les zones de subduction présente un flux géothermique contrasté

Une région à flux faible à proximité de la fosse, liée à la présence de la lithosphère océanique froide en cours de plongement
Une région à flux géothermique élevé au niveau de l'arc volcanique, lié à la présence d'importants volumes de magma à faible profondeur.

Schéma-bilan du I : les marqueurs de subduction

Je vérifie que j'ai compris et assimilé les notions

Quel type de lithosphère entre en subduction (lithosphère océanique ou continentale) ?
Quelle est la cause de la subduction ?
Quel différence y a-t-il entre une subduction de type océan/océan et de type océan/continent ? Citez un exemple de chaque.
Quelles sont les caractéristiques morphologiques/topographique d' une zone de subduction ?
Comment les foyers sismiques se répartissent-il dans les zones de subduction ?
Comment appelle-t-on cette distribution particulière ?
Comment l'interprète-t-on ?
Que pouvez-vous dire du flux géothermique au niveau des zones de subduction ?