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La subduction, du latin « carried under », est un terme utilisé pour un type spécifique d’interaction de plaques. Elle se produit lorsqu’une plaque lithosphérique en rencontre une autre, c’est-à-dire dans des zones convergentes, et que la plaque la plus dense s’enfonce dans le manteau.
Comment se produit la subduction
Les continents sont constitués de roches trop flottantes pour être transportées bien au-delà d’une centaine de kilomètres de profondeur. Ainsi, lorsqu’un continent rencontre un autre continent, il n’y a pas de subduction (au contraire, les plaques entrent en collision et s’épaississent). La véritable subduction ne se produit que dans la lithosphère océanique.
Lorsque la lithosphère océanique rencontre la lithosphère continentale, le continent reste toujours au sommet tandis que la plaque océanique se submerge. Lorsque deux plaques océaniques se rencontrent, la plaque la plus ancienne se subduit.
La lithosphère océanique se forme à chaud et s’amincit au niveau des dorsales médio-océaniques et s’épaissit à mesure que la roche durcit en dessous. En s’éloignant de la crête, elle se refroidit. Les roches rétrécissent en refroidissant, de sorte que la plaque devient plus dense et se trouve plus bas que les plaques plus jeunes et plus chaudes. Par conséquent, lorsque deux plaques se rencontrent, la plaque la plus jeune et la plus haute a un bord et ne s’enfonce pas.
Les plaques océaniques ne flottent pas sur l’asthénosphère comme la glace sur l’eau – elles sont plutôt comme des feuilles de papier sur l’eau, prêtes à couler dès qu’un bord peut entamer le processus. Elles sont instables sur le plan gravitationnel.
Une fois qu’une plaque commence à se subduire, la gravité prend le dessus. Une plaque descendante est généralement appelée « dalle ». Lorsque de très vieux fonds marins sont soumis à la subduction, la dalle tombe presque droit vers le bas, et lorsque des plaques plus jeunes sont soumises à la subduction, la dalle descend à un angle peu profond. La subduction, sous la forme d’une « traction de dalle » gravitationnelle, est considérée comme la plus grande force entraînant la tectonique des plaques.
À une certaine profondeur, la haute pression transforme le basalte de la dalle en une roche plus dense, l’éclogite (c’est-à-dire qu’un mélange feldspath-pyroxène devient grenat-pyroxène). Cela rend la dalle encore plus désireuse de descendre.
C’est une erreur d’imaginer la subduction comme un match de sumo, une bataille de plaques dans laquelle la plaque supérieure force la plaque inférieure à descendre. Dans de nombreux cas, c’est plutôt du jiu-jitsu : la plaque inférieure s’enfonce activement lorsque le coude de son bord avant travaille vers l’arrière (rollback de la plaque), de sorte que la plaque supérieure est en fait aspirée par la plaque inférieure. Cela explique pourquoi il y a souvent des zones d’étirement, ou d’extension crustale, dans la plaque supérieure au niveau des zones de subduction.
Tranchées océaniques et coins d’accrétion
Là où la dalle de subduction se courbe vers le bas, une tranchée sous-marine se forme. La plus profonde est la fosse des Mariannes, à plus de 36 000 pieds sous le niveau de la mer. Les tranchées capturent beaucoup de sédiments des masses terrestres voisines, dont une grande partie est entraînée vers le bas avec la dalle. Dans environ la moitié des tranchées du monde, une partie de ces sédiments est plutôt raclée. Il reste sur le dessus sous forme de coin de matière, appelé coin d’accrétion ou prisme, comme la neige devant un chasse-neige. Lentement, la tranchée est poussée vers le large au fur et à mesure que la plaque supérieure grandit.
Volcans, tremblements de terre et la ceinture de feu du Pacifique
Une fois la subduction commencée, les matériaux qui se trouvent au-dessus de la dalle – sédiments, eau et minéraux délicats – sont entraînés vers le bas avec elle. L’eau, épaisse de minéraux dissous, remonte dans la plaque supérieure. Là, ce fluide chimiquement actif entre dans un cycle énergétique de volcanisme et d’activité tectonique. Ce processus forme un volcanisme en arc et est parfois connu sous le nom d’usine de subduction. Le reste de la plaque continue à descendre et quitte le domaine de la tectonique des plaques.
La subduction est également à l’origine de certains des plus puissants tremblements de terre. Les dalles se subduisent normalement à un rythme de quelques centimètres par an, mais parfois la croûte peut coller et provoquer une déformation. Cela permet de stocker l’énergie potentielle, qui se libère sous forme de séisme lorsque le point le plus faible de la faille se rompt.
Les séismes de subduction peuvent être très puissants, car les failles qu’ils traversent ont une très grande surface pour accumuler les contraintes. La zone de subduction de Cascadia, au large des côtes du nord-ouest de l’Amérique du Nord, par exemple, s’étend sur plus de 600 miles de long. Un tremblement de terre de magnitude ~9 s’est produit le long de cette zone en 1700 après JC, et les sismologues pensent que la région pourrait en voir un autre bientôt.
Le volcanisme et les tremblements de terre provoqués par la subduction sont fréquents le long des bords extérieurs de l’océan Pacifique dans une zone connue sous le nom de « cercle de feu du Pacifique ». En fait, cette zone a connu les huit plus puissants tremblements de terre jamais enregistrés et abrite plus de 75 % des volcans actifs et dormants du monde.
Publié sous la direction de Brooks Mitchell
