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subduction

(latin subductio, action de tirer sur le rivage)

Subduction et formation des montagnes
Subduction et formation des montagnes

Enfoncement d'une plaque lithosphérique de nature océanique sous une plaque adjacente (de nature océanique ou continentale).

Le diamètre terrestre étant constant, l'épanchement de magma au niveau des dorsales océaniques doit être compensé par une perte de volume lithosphérique en d'autres endroits : cela se produit dans les zones de subduction et de collision (→ géologie). On constate en effet qu'il n'existe pas de fonds océaniques plus âgés que 200 millions d'années, alors que les continents atteignent plusieurs milliards d'années, 3,85 milliards pour les roches les plus anciennes datées.

Les moteurs de la subduction

Les zones de subduction sont les lieux où une plaque lithosphérique plonge sous une autre, pour s'engloutir dans le manteau.

Plus une plaque s'éloigne de son lieu de création (une dorsale océanique), plus elle se refroidit et s’alourdit. De plus, elle supporte le poids des sédiments qui s'accumulent. Devenue plus dense et plus épaisse, elle tend à s'enfoncer dans l'asthénosphère sur laquelle elle reposait jusqu'ici : c’est le principal moteur de la subduction. En s’enfonçant, la lithosphère océanique se déshydrate et augmente encore en densité.

Par ailleurs, le fonctionnement permanent des dorsales continue à produire un nouveau plancher océanique, ce qui rapproche les plaques chevauchées et chevauchantes : c’est le second moteur de la subduction.

Les indices de la subduction

Les lieux où plongent les plaques sont les endroits les plus profonds des océans : ce sont les fosses océaniques (plus de 10 km de profondeur pour certaines). La lithosphère s'enfonce dans l'asthénosphère en plongeant selon un plan incliné de 15 à 75° nommé plan de Wadati-Benioff. Les frottements entre ces plaques sont la cause de nombreux séismes.

Le magmatisme des zones de subduction est caractéristique : des poches de magma plus chaudes et donc plus légères remontent vers la surface et forment des volcans de type explosif ou des plutons si l’ascension de la poche s’arrête en chemin (→ roches magmatiques). L’alignement des volcans parallèlement à la fosse s’appelle un arc volcanique ou arc insulaire.

La tectonique de convergence est marquée par des reliefs positifs sur la plaque chevauchante (montagnes de subduction), des plissements des strates sédimentaires et la formation de failles inverses. Au niveau du contact entre les deux plaques, les sédiments océaniques n’arrivent pas à suivre la subduction. Il se forme des écailles sédimentaires constituées de plis et de failles inverses avec des chevauchements : c’est le prisme d’accrétion. Celui-ci est le plus souvent sous-marin (→ géologie).

La transformation des roches et le magmatisme associé

La croûte océanique qui s’enfonce se déshydrate. Les roches très hydratées à chlorite (ou schiste vert) se transforment en schistes bleues, roches métamorphiques à glaucophane. Le terme ultime de la transformation est de l’éclogite (grenat et jadéite), roche anhydre (→ croûte terrestre, roche).

Toute l’eau perdue pendant cet enfoncement va hydrater la péridotite de la plaque chevauchante. L’eau va permettre la fusion partielle du manteau à l’origine des remontées de magma dans la zone chevauchante. Le volcanisme qui en résulte est de type calcoalcalin.

La subduction entre deux lithosphères océaniques

La lithosphère continentale ayant une densité toujours inférieure à la plaque océanique, c'est systématiquement la partie océanique qui s'enfonce quand elles se rencontrent. La convergence de deux plaques océaniques présente, quant à elle, des particularités : c’est la plus vieille donc la plus épaisse et la plus dense des deux plaques qui s’enfonce.

Derrière la plaque océanique chevauchante, suite aux courants de convection, un étirement se produit malgré le système de convergence. On observe des failles normales, un enfoncement du plancher océanique et une mer profonde appelée bassin d’arrière-arc (→ tectonique).