Géologie

Les zones de subduction sont des zones où la croûte terrestre disparaît, compensant ainsi la création par accrétion. Elles sont des points de rencontre entre une plaque océanique et une plaque continentale.

La plaque océanique basaltique, plus lourde car plus dense (densité 3, 1) s'enfonce sous la plaque continentale granitique (densité 2, 7) : il y a subsidence et le matériel créé par accrétion retourne dans l'asthénosphère par subduction. Ainsi, les plaques continentales peuvent-elles être très vieilles puisqu'elles ne disparaissent pas au contraire des plaques océaniques.

Les zones de subduction donnent naissance à de très hautes chaînes de montagnes (les Andes par exemple, subduction de la plaque de Nazca sous la plaque Sud-Américaine).
Elles sont le siège de très violents tremblements de terre car le passage d'une plaque sous l'autre se fait au prix de dépenses énergétiques extraordinaires.

Des volcans se trouvent souvent à proximité car la base de la plaque continentale, échauffée par le frottement de la plaque océanique, fond et produit un magma pâteux qui remonte vers la surface à travers un front de volcans explosifs.

La surface des continents qui recouvrent environ 30 % de la surface terrestre est caractérisée par un relief varié : des plaines, des plateaux et des chaînes de montagnes récentes. Ces dernières ne sont pas localisées au hasard ; elles sont présentes à la jonction de deux plaques lithosphériques qui sont soumises à un mouvement de convergence l’une par rapport à l’autre.

Ce mouvement de convergence a conduit à la disparition d’un océan et à la collision de deux blocs continentaux qui a pour conséquence la compression et l’épaississement de la croûte continentale. Ainsi, sous chaque chaîne de montagnes récente, on constate que la discontinuité de Mohorovicic (Moho) peut atteindre une profondeur de 70 à 80 km.
Il existe de nombreux témoins tectoniques et pétrographiques de cette compression et de cet épaississement crustal :

• Des plissements, des failles inverses, des décrochements et des chevauchements
• Des transformations minéralogiques et structurales des roches appelées métamorphisme.

La reconstitution de la chronologie de ces transformations notamment métamorphiques permet de mieux comprendre l’histoire géologique de la formation d’une chaîne de montagne incluant la subduction d’une lithosphère océanique, la fermeture d’un océan et la collision continentale conduisant à la surrection d’une chaîne de montagnes

La croûte terrestre, qu'elle soit continentale ou océanique, est formée de matériau solide, froid et indéformable. Avec la portion supérieure du manteau, elle aussi rigide, elle forme la lithosphère. La dérive des continents comme l'expansion des océans impliquent l'existence de blocs de croûte terrestre qui se déplacent.

Sous la lithosphère, dont l'épaisseur varie d'une quinzaine à une centaine de kilomètres, se trouve une couche aux caractéristiques d'un fluide car elle est constituée de roche en fusion ; l'asthénosphère. C'est sur cette asthénosphère que se déplace la lithosphère.

La lithosphère est rigide. Pour qu'elle puisse entrer en mouvement, il faut donc également qu'elle soit découpée en éléments plus petits. C'est la notion de plaques tectoniques qui ont des mouvements relatifs. L'origine de ces mouvements vient de phénomènes de convections existant dans et sous l'asthénosphère.

La péridotite du manteau chevauchant peut fondre, si elle est hydratée et à des profondeurs comprises entre 80 et 150 km pour des températures de 1000°C.

L’eau qui abaisse la T de fusion des péridotites provient des transformations minéralogiques subies par les roches (les gabbros) au cours de l’expansion océanique puis de la subduction.

L’eau libérée par les réactions entre les minéraux hydrate les péridotites du manteau de la plaque chevauchante et contribue à abaisser leur point de fusion.

La fusion partielle de ces péridotites est à l’origine du magma dans les zones de subduction.
Les roches plutoniques des zones de subduction ont une structure grenue qui témoigne de leur mise en place en profondeur.

Elles ont une composition globalement granitique qui permet de les classer dans le groupe des granitoïdes. Ces roches, granite et granitoïde, produites au niveau des zones de subduction, sont les roches constitutives de la croûte continentale.

Les continents ont une croissance centrifuge : ils se développent par leur périphérie où sont localisées les zones de subduction. Les zones de subduction sont donc les contextes privilégiés de formation de matériaux continentaux.

En effet, la production de magma d’origine mantellique contribue à la formation de granite et de granitoïdes qui sont des roches constitutives de la croûte continentale. Celle-ci a donc une origine mantellique.