Exercice corrigé Ancien programme

Production de magma dans les zones de subduction

Expliquez comment la plongée de la lithosphère océanique entraîne la genèse d'un magma à l'origine du magmatisme des zones de subduction.

Vous illustrerez vos explications par un schéma situant les différents éléments d'une zone de subduction entrant en jeu.

Cette restitution porte sur la première partie de ce chapitre (I Formation de croûte continentale dans les zones de subduction). Nous donnons donc ici quelques éléments de correction sans détailler.

Introduction

– Définition et description d'une zone de subduction : zone de convergence où disparaît la lithosphère océanique, marquée par une intense activité volcanique (arc volcanique).

– Problématique : Comment se forme le magma rejeté par les volcans ?

n Métamorphisme de la plaque subduite hydratée : transformation à l'état solide des minéraux de la croûte. Sous les effets conjugués de la pression et de la température, des réactions chimiques se produisent entre les minéraux qui conduisent à la formation de nouveaux minéraux et à la libération d'eau.

n Localisation de la formation du magma

Le magma se forme vers 100 km de profondeur et jusqu'à 200 km, à l'aplomb des volcans, dans le manteau de la plaque chevauchante. À cette profondeur, la température est de 1 000 °C.

n Conditions de la formation de ce magma

Le manteau lithosphérique est constitué de péridotites, dont la fusion se produit vers 1 200 °C. Mais en présence d'eau, la fusion des péridotites commence dès 1 000 °C : l'eau abaisse le point de fusion des péridotites.

Il s'agit d'une fusion partielle : seuls certains éléments de la péridotite fondent. Le liquide obtenu par fusion partielle forme un magma :

– qui monte en surface par les fissures générées par la tectonique compressive et alimente les volcans andésitiques 

– qui se solidifie en profondeur et donne naissance à un pluton de granodiorite.

Conclusion

La conclusion peut prendre la forme d'un schéma bilan explicatif, accompagné éventuellement d'une question ouverte : « Que se passe-t-il lorsque la subduction est terminée ? » par exemple.

Voir le document 1.

Les éléments attendus dans le schéma explicatif sont les suivants.

Au niveau de la plaque chevauchante

n Lithosphère

– Épaisseur de la croûte continentale (granites, gneiss) de 35 km en moyenne.

– Limite lithosphère/asthénosphère au niveau de l'isotherme 1 300 °C sauf au niveau du coin mantellique qui fond à 1 000 °C et se comporte comme de l'asthénosphère.

n Magmatisme

– Zone de fusion entre 100 et 200 km dans le manteau de la plaque chevauchante, sous les volcans.

– Montée du magma : plutons de granodiorite et volcans andésitiques.

Au niveau de la plaque subduite

n Lithosphère

– Épaisseur de la croûte océanique de 7 km environ.

– Limite lithosphère/asthénosphère à 100 km de profondeur environ.

n Métamorphisme

– Libération d'eau de la croûte vers le manteau sus-jacent, entre 30 et 200 km de profondeur environ.

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