Subduction de la lithoshère continentale

Géologie
Hervé Furstoss
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Subduction de la lithoshère continentale

Messagepar Hervé Furstoss » 30 mai 2012, 17:56

Bonjour,

Le nouveau programme de TS fait référence de manière explicite à la subduction de la lithosphère continentale :

Extrait du programme TS - octobre 2011 :
Thème 1-B-2 La convergence lithosphérique : contexte de la formation des chaînes de montagnes
La « suture » de matériaux océaniques résulte de l'affrontement de deux lithosphères continentales (collision). Tandis que l'essentiel de la lithosphère continentale continue de subduire, la partie supérieure de la croûte s'épaissit par empilement de nappes dans la zone de contact entre les deux plaques.


Un sujet ouvert dans une autre partie du forum ici aborde cette question et donne des éléments de réponse.

Vous avez peut-être des informations supplémentaires à nous fournir sur l'état des connaissances concernant ce type de subduction, ses effets et ses limites ?

Merci

marie-claude segui
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Re: Subduction de la lithoshère continentale

Messagepar marie-claude segui » 17 juin 2012, 19:42

Réponse d'ici peu de la part du professeur Ceuleneer!
Retard lié aux turbulences de fin d'année... ;)
Puis nous fermerons ce forum.

Georges CEULENEER
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Re: Subduction de la lithoshère continentale

Messagepar Georges CEULENEER » 19 juin 2012, 12:00

Bonjour,

Merci à Marie-Claude et à tous de m'avoir remis dans la boucle des questions-réponses de ce forum et toutes mes excuses pour cette intervention tardive, à mettre sur le compte de la surcharge chronique d'activités diverses en cette fin d'année.

Je peux apporter un éclairage partiel sur le problème qui vous préoccupe, celui de la subduction continentale, lié à mon expérience de l'étude des ophiolites et donc du mécanisme d'obduction de la lithosphère océanique. Ce contexte est sensiblement différent de celui de l'"épaississement" que vous évoquez et qui s'attache à expliquer des structures dans des chaînes où la collision continentale est en cours depuis plusieurs millions, voire plusieurs dizaines de millions d'années (Himalaya, ...).

L'obduction de la lithosphère océanique précède la collision sensu stricto. Le terme d'obduction a été introduit par Bob Coleman en 1971 pour décrire ce qu'on a appelé "une exception scandaleuse à la tectonique des plaques"... Les raisons pour lesquelles une écaille de lithosphère océanique (dense) chevauche une marge continental (a priori moins dense) sont toujours débattues. Ce n'est que récemment (il y a une quinzaine d'années) que certains chercheurs tel notre regretté Maurice Mattauer, ont formulé le problème d'une autre façon: plutôt que de se demander pourquoi la lithosphère océanique "grimpe" sur un continent (ce qui est mécaniquement difficile), ne faut-il pas se demander pourquoi le continent glisse sous la lithosphère océanique? Cela ne change rien, me direz-vous, mais en fait cela change pas mal de choses!... Vue sous cette angle, le subduction de la lithosphère continentale peut être considéré comme le prolongement d'une situation somme toute "normale" de convergence de deux lithosphères océaniques, convergence absorbée par la subduction de l'une des deux plaques. Si la plaque qui subducte est mixte (une partie océanique passant à une partie continentale via une marge passive), lorsque toute la partie océanique a été engloutie par subduction, la lithosphère continentale suivrait le chemin ouvert par la portion océanique de la plaque et commencerait à être engloutie à son tour.

Cela serait resté pure spéculation si des données de pétrologie métamorphique et des datations n'étaient venues corroboré ce mécanisme. Je vous livre un exemple tiré de la géologie de l'Oman. Des roches métamorphiques de haute pression - basse température (éclogites, schistes bleus, assemblages s à magnesio-karpholite, silicate de formule MgAI,Si,O,(OH) diagnostique de metamorphisme en contexte de gradient géothermique très froid, etc...) ont été découvertes sur la marge omanaise dans les zones les plus internes de la chaîne. Leur formation (l'âge du métamorphisme) a été datée à 85 Ma environ, c'est-à-dire précisément à mi-chemin entre 100 Ma, âge de cristallisation de la croûte océanique actuellement exposée dans l'ophiolite d'Oman et 70 Ma, âge de la fin de l'obduction de l'ophiolite sur la marge arabe. Cela démontre deux choses: (1) que le lithosphère continentale (formations sédimentaires et coulées ou dykes basaltiques associés) a plongé à au moins 30 à 40 km de profondeur durant cette période critique de la convergence téthysienne, et (2) que le processus n'était pas viable à long terme puisque ces roches ont été rapidement exhumées peu de temps après leur enfouissement.

Moralité: les hasards de la cinématique globale (et donc de la convection dans le manteau) et de la tectonique aux frontières de plaques rendent parfois inévitable la subduction continentale mais il semble qu'il soit difficile (fort logiquement, somme toute ) de maintenir cette subduction durant des périodes significatives. Les règles de la physique sont telles qu'une plaque moins dense que les péridotites a bien du mal à rester immergée dans le manteau. Il n'en demeure pas moins que, assez régulièrement dans l'histoire de la terre, la subduction continentale est amorcée, et qu'il est probable que de "petits" fragments de roches continentales soient malgré tout entraînés dans les profondeurs du manteau convectif. Il n'y a aucune évidence géophysique de cela mais les signatures isotopiques étranges de certains basaltes (en particulier des basaltes de point chaud) pourraient témoigner de ce recyclage d'une portion (significative ou non, on l'ignore!) de la lithosphère continentale.

Pour essayer de répondre plus précisément à vos questions:

"Que signifie exactement l "l’essentiel de la lithosphère continentale continue de subduire" ?"

- Y-a-t-il une véritable subduction de lithosphère continentale qui plongerait profondément ?
Ce qui remettrai en cause mes (sommaires) connaissances …
- L’entrainement en profondeur d’une partie de la lithosphère continentale en subduction aboutit à l’épaississement de la lithosphère (racine) alors qu’en surface s’empile des nappes.

Bref quelles sont les limites de cette phrase ?"

En effet, vous avez raison, la formulation est assez vague: le tout est de savoir jusqu'à quelle profondeur! Je ne crois pas que l'on ait démontré que cet enfouissement de la lithosphère continentale dépasse la profondeur connue du Moho sous la chaîne himalayenne (70 Km à la louche). Il y a en effet une confusion, dans le texte que vous citez, entre les notions de subduction, d'enfouissement, d'épaississement... A ma connaissance (je ne suis pas spécialiste des chaînes de collision) les évidences d'amorce d'une subduction continentale (au sens strict du terme, cad une plaque qui plonge sous une autre) n'existent que dans un contexte assez précis qui est celui de la tectonique de convergence qui précède l'obduction des ophiolites.


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