À travers cette expérience simple, nous allons essayer de comprendre le comportement de la plaque plongeante au cours de la subduction.

Nous observons, en début d'expérience, que l'initiation de la subduction est marquée par une légère inflexion de l'extrémité du slab dans l'asthénosphère, sans que cela n'entraîne de déplacement horizontal de la lithosphère. Cette légère inflexion est à l'origine de l'initiation du recul de la fosse de subduction.

En milieu d'expérience, nous remarquons que l'angle de plongement de la plaque lithosphérique dans l'asthénosphère est d'environ 45°, angle qui semble se stabiliser autour de cette valeur.

Le plongement de la plaque a pour résultat de générer un recul de la fosse relativement important, ainsi qu'un grand mouvement asthénosphérique situé en avant de la plaque en subduction.

Enfin, nous pouvons noter que nous n'observons toujours pas de déplacement horizontal de la plaque lithosphérique.

Lorsque l'expérience se poursuit, nous remarquons que la plaque lithosphérique semble maintenant glisser dans l'asthénosphère, toujours selon un angle de 45°. Ce glissement entraîne un déplacement horizontal de la plaque lithosphérique, déplacement qui semble s'accélérer jusqu'au moment où le slab entre en contact avec le manteau inférieur (ici représenté en orange).

Ce déplacement horizontal de la lithosphère est la cause de l'arrêt du recul de la fosse qui reste néanmoins très important; le plongement lithosphérique continue de générer un grand système convectif asthénosphérique situé en avant de la zone de subduction.

Cette expérience montre clairement qu'une plaque lithosphérique plonge par le simple fait de la différence de densité qu'elle présente avec l'asthénosphère : c'est le moteur de la subduction. Le déplacement horizontal de cette plaque ne semble néanmoins s'effectuer que lorsque son extrémité plongeante est ancrée, c'est-à-dire glisse dans l'asthénosphère.

À travers cette nouvelle expérience, nous ajoutons un mouvement asthénosphérique, dont la vitesse est constante, et qui aura pour but de favoriser le déplacement horizontal de la plaque lithosphérique.

Ce mouvement asthénosphérique peut être assimilé à un système convectif.

L'objectif de cette expérience est donc de connaître l'influence du déplacement horizontal lithosphérique dans le comportement de la plaque plongeante.

Tout comme l'expérience précédente, nous observons que l'initiation de la subduction est marquée par une légère inflexion de l'extrémité du slab dans l'asthénosphère, à l'origine de l'initiation du recul de la fosse de subduction. Nous remarquons que le déplacement horizontal de la lithosphère, lié au mouvement asthénosphérique, accompagne cette légère inflexion.

En milieu d'expérience, l'angle de plongement du slab dans l'asthénosphère est d'environ 45°, angle qui semble se stabiliser autour de cette valeur.

Le plongement de la plaque lithosphérique génère le recul de la fosse de subduction, recul qui semble cependant assez limité.

La fin de l'expérience montre que le slab «glisse» maintenant dans l'asthénosphère, tout en maintenant un angle constant de 45° jusqu'à atteindre le manteau inférieur.

Nous pouvons également observer que le plongement lithosphérique génère un grand système convectif asthénosphérique situé en avant de la zone de subduction.

Cette expérience simple montre clairement que le déplacement horizontal de la lithosphère, généré par le mouvement asthénosphérique, ne modifie pas l'angle de plongement du slab qui est toujours d'environ 45°, mais qu'en revanche il limite fortement le recul de la fosse de subduction.

Dans cette expérience, nous avons ajouté une deuxième plaque lithosphérique indépendante de la première. Cette plaque située ici, à droite de la zone de subduction, est appelée plaque arrière-arc.

Notre objectif est de comprendre quelle peut être l'influence de cette deuxième plaque quant à la géométrie de la plaque asthénosphérique plongeante.

Dans cette expérience, nous avons conservé le mouvement asthénosphérique.
Tout comme dans les expériences précédentes, nous remarquons que la plaque lithosphérique (située à gauche) plonge rapidement dans l'asthénosphère, mais que ce plongement ne génère pas de recul de la fosse de subduction. Par contre, nous observons un léger déplacement horizontal de la plaque lithosphérique.
La plaque arrière-arc quant à elle ne semble pas se déplacer.

Passés les premiers stades de la subduction, nous remarquons une légère accélération du déplacement horizontal de la plaque lithosphérique ainsi qu'une stabilisation de l'angle de plongement du slab autour de 50°- 60°. Ce plongement lithosphérique génère le recul de la fosse de subduction qui est à l'origine d'un déplacement de la plaque arrière-arc. Cependant, la présence de cette plaque arrière-arc semble limiter le recul de la fosse de subduction.

En conclusion, cette expérience montre clairement que la présence d'une plaque arrière-arc a une influence importante sur le comportement de la plaque lithosphérique, à savoir que le déplacement horizontal de la plaque lithosphérique a lieu dès les premiers stades de la subduction, que l'angle de plongement du slab qui est d'environ 50-60° est légèrement plus important que dans les expériences sans présence de plaque arrière-arc, et enfin que le déplacement de la plaque arrière-arc est solidaire de la fosse de subduction mais qu'elle en limite le déplacement.

Dans le cadre de cette expérience, nous allons étudier la géométrie de la plaque plongeante lorsque la plaque arrière-arc est fixée. Notons que dans ce cas, nous avons toujours induit un mouvement asthénosphérique.

Dès les premiers stades de la subduction océanique, nous remarquons que la plaque plongeante présente très rapidement un angle de 45° alors que nous n'observons pas de recul de la zone de subduction.

Lorsque la subduction se poursuit, nous remarquons que la plaque plongeante se verticalise de plus en plus et qu'il n'y a toujours pas de recul de la fosse.

En fin d'expérience, nous constatons que la plaque arrière-arc est restée totalement immobile d'où l'absence du recul de la fosse de subduction. Le couplage de ces deux mécanismes semble être à l'origine de la verticalisation de la plaque plongeante.

À travers ces résultats nous pouvons donc dire que le recul de la fosse de subduction est conditionné par la mobilité de la plaque arrière-arc ou plus probablement par sa capacité à se déformer.