Les mouvements de convergence : subduction et collision
Subduction, volcans explosifs, séismes profonds et chaînes de montagnes : ce qui se passe quand les plaques se rapprochent.
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Les mouvements de convergence : subduction et collision
Module III : Éducation à l’environnement et au développement durableSéquence 14 : Les mouvements de la lithosphère et leurs conséquencesSéances 81-82 : Plancher océanique : mouvements de convergence
💡 Idée principale : là où deux plaques se rapprochent, la lithosphère océanique, plus dense, plonge sous l’autre plaque : c’est la subduction. Elle se manifeste par une fosse, des séismes de plus en plus profonds, un volcanisme explosif (andésites) et un métamorphisme de haute pression. Quand l’océan s’est refermé, deux continents entrent en collision et forment une chaîne de montagnes.
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Étapes résumées
Subduction : la lithosphère océanique froide et dense s’enfonce dans le manteau, sous une fosse.
Les foyers des séismes dessinent un plan incliné (Wadati-Benioff) jusqu’à 700 km.
L’eau libérée par la plaque plongeante fait fondre le manteau : magmas andésitiques, volcans explosifs.
Métamorphisme HP-BT : gabbro ➜ schiste vert ➜ schiste bleu ➜ éclogite ; collision et obduction.
Situation problème
En visionnant un documentaire au club environnement du lycée de Buéa, des élèves découvrent que le Japon, l’Indonésie et le Chili subissent souvent de violents séismes et des éruptions explosives, alors que la lithosphère se crée en permanence au milieu de l’Atlantique. L’un d’eux demande : « Si la Terre fabrique sans arrêt de la lithosphère, pourquoi ne grossit-elle pas ? »
Consignes :
Relève le problème posé.
Où disparaît la lithosphère océanique ?
Pourquoi ces régions ont-elles beaucoup de séismes et de volcans explosifs ?
le problèmeles plaquesle globe terrestre
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Compétence visée
Réduire les risques liés aux catastrophes naturelles en comprenant les zones de convergence des plaques.
Objectifs de la leçon
Décrire les caractéristiques d’une zone de subduction.
Expliquer l’origine du magmatisme et du métamorphisme des zones de subduction.
Distinguer subduction, collision et obduction.
La subduction
Activité 1 : coupe d’une zone de subduction
Le document 1 est une coupe d’une marge active de type andin (Chili, Pérou).
Document 1 : structure d’une zone de subduction.
Comment la répartition des séismes montre-t-elle que la plaque plonge ?
Pourquoi la plaque océanique s’enfonce-t-elle ?
Ce qu’il faut comprendre : les foyers sismiques, superficiels près de la fosse, sont de plus en plus profonds vers le continent : ils jalonnent la plaque qui plonge (plan de Wadati-Benioff). En vieillissant, la lithosphère océanique se refroidit, s’épaissit et devient plus dense que l’asthénosphère : elle plonge et entraîne le reste de la plaque. La lithosphère créée aux dorsales disparaît ainsi dans les fosses : la surface de la Terre reste constante.
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1. Les indices d’une zone de subduction
Indice
Observation
Relief
fosse océanique profonde, chaîne de montagnes ou arc d’îles volcaniques
Séismes
nombreux, superficiels à profonds (jusqu’à 700 km), sur un plan incliné
Flux de chaleur
faible à la fosse (plaque froide), élevé sous l’arc volcanique
En s’enfonçant, la plaque se réchauffe et ses minéraux hydratés libèrent de l’eau. Cette eau abaisse la température de fusion du manteau situé au-dessus : il fond partiellement vers 100 km de profondeur. Le magma, riche en eau et en silice, remonte : il donne en surface des andésites (volcanisme explosif) et cristallise en profondeur en granodiorites (roches grenues à hornblende et biotite).
la géologiele volcanle sismogramme
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Activité 2 : les transformations d’un gabbro dans la plaque plongeante
Les gabbros de la croûte océanique changent de minéraux en plongeant (document 2).
Document 2 : domaines de métamorphisme traversés par un gabbro au cours de la subduction.
Comment varient la pression et la température le long du trajet ?
Cite les roches successives formées à partir du gabbro.
Ce qu’il faut comprendre : la plaque plongeante reste froide alors que la pression augmente vite : c’est un métamorphisme de haute pression – basse température. Le gabbro devient un métagabbro à schiste vert (chlorite, actinote), puis un schiste bleu (glaucophane), puis une éclogite (grenat, jadéite), roche très dense qui « tire » la plaque vers le bas. Ces transformations, à l’état solide, libèrent l’eau.
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Collision et obduction
3. La collision continentale
Document 3 : formation d’une chaîne de collision.
Collision et obduction
Collision
Deux lithosphères continentales, trop légères pour plonger, se heurtent : plis, failles inverses, épaississement de la croûte. Ex. : Himalaya (Inde contre Asie), Alpes.
≠
Obduction
Un morceau de lithosphère océanique est charrié sur un continent : on y retrouve basaltes, gabbros et péridotites (ophiolites). Ex. : Oman, Alpes.
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Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
Aux zones de convergence, la lithosphère océanique dense plonge dans le manteau : c’est la subduction.
Indices : fosse, séismes de plus en plus profonds (plan de Wadati-Benioff), volcanisme explosif.
L’eau libérée par la plaque plongeante provoque la fusion partielle du manteau : andésites, granodiorites.
La collision de deux continents forme une chaîne de montagnes ; l’obduction charrie de l’océan sur le continent.
Vocabulaire à connaître
Subductionenfoncement d’une plaque océanique sous une autre plaque.Plan de Wadati-Benioffplan incliné formé par les foyers des séismes d’une zone de subduction.Andésiteroche volcanique microlithique des zones de subduction.Éclogiteroche métamorphique de très haute pression (grenat, jadéite).Ophiolitefragment de lithosphère océanique charrié sur un continent.
je retiensla dorsaleles roches
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Je m’évalue
1. Pourquoi la lithosphère océanique s’enfonce-t-elle ?
2. Jusqu’à quelle profondeur trouve-t-on des séismes de subduction ?
3. Quel est le rôle de l’eau dans le magmatisme de subduction ?
4. Quel minéral caractérise les schistes bleus ?
Réponses : elle est plus dense que l’asthénosphère · environ 700 km · elle abaisse la température de fusion du manteau · le glaucophane. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Dire que la plaque plongeante fond : c’est surtout le manteau situé au-dessus qui fond.
Confondre métamorphisme (transformation à l’état solide) et magmatisme (fusion).
Croire que deux continents peuvent subducter : ils sont trop légers, ils entrent en collision.
je réfléchisla glaceles glaçons
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Méthode
Pour exploiter une carte des séismes d’une zone de subduction : repère la fosse, trace l’évolution de la profondeur des foyers en t’éloignant de la fosse, déduis le sens de plongement de la plaque et la plaque chevauchante.
Activité d’intégration
Un élève de Limbé compare deux volcans : le mont Cameroun (laves fluides, coulées de basalte en 1999 et 2000) et le mont Fuji au Japon (éruptions explosives, andésites). Au Japon, les séismes sont superficiels à l’est et atteignent 600 km de profondeur à l’ouest.
Explique la répartition des séismes au Japon et précise le sens de plongement de la plaque.
Explique la différence de type d’éruption entre les deux volcans.
Montre que la surface de la Terre reste constante malgré la création de lithosphère aux dorsales.