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Convergence lithosphérique et phénomènes liés

 

 

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Les zones de subduction sont toujours marquées par des activités géologiques importantes. Sismicité importante, anomalies de flux de chaleur et volcanisme explosif dévastateur sont les plus remarquables. Ces activités géologiques ont permis de tracer la signature de la plaque plongeante sous la plaque chevauchante.

 

Signature de la plaque plongeante

Grâce aux études de séismes, il a été possible de démontrer que les foyers sismiques liés aux phénomènes de subduction se répartissent en profondeur sur une surface inclinée. Celle-ci appelée plan de Wadati-Benioff part de la zone de contact entre les plaques lithosphériques et s’enfonce avec une inclinaison variable selon les sites (10° entre les plaques Pacifique/Amérique du Sud et 60° sous l’archipel des Vanuatu). L’existence de foyers sismiques sur ce plan jusqu’à 700 km de profondeur met en évidence l’existence d’une plaque lithosphérique froide et rigide s’enfonçant dans une asthénosphère ductile.
Des anomalies de flux de chaleur ont attesté ces résultats. Le flux thermique produit par la Terre est à peu près uniforme en surface. Or, des anomalies positives et négatives ont été relevées près des zones de subduction. Un flux plus élevé que la normale s’explique par le volcanisme et un flux plus bas par le refroidissement de la plaque lithosphérique froide s’enfonçant dans le sol. En modélisant les relevés de température on décèle une masse froide sous la plaque chevauchante correspondant à la plaque plongeante.

 

Activité magmatique

La fusion progressive de la plaque plongeante entraîne une forte activité magmatique en profondeur. En plus des paramètres de température et de pression, l’eau va intervenir dans le processus de formation du magma. Les roches constituant la plaque océanique, basaltes et gabbros, vont être progressivement transformées (métamorphisées) en roches hydratées comme les amphibolites riches en minéraux tels que les amphiboles et les plagioclases. Vers 80-100 km de profondeur, à une pression de 3-4 GPa (giga-pascals), la fusion partielle des roches hydratées entraîne la formation de magmas. Ces magmas, riches en minéraux hydratés, sont moins denses que le manteau environnant, ils vont être entraînés vers la surface et donner des roches comme les andésites et les rhyolites, riches en micas et amphiboles.





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