La formation de la lithosphère océanique

La formation de la lithosphère océanique est un processus complexe qui se déroule au niveau des dorsales océaniques. Dans les dorsales rapides, la production de magma est particulièrement importante.

Vocabulary: La péridotite est une roche du manteau terrestre, composée principalement d'olivine et de pyroxènes.

Le processus de formation se déroule comme suit :

1. Des mouvements de convection ascendants dans le manteau asthénosphérique provoquent la remontée de péridotites chaudes.
2. La décompression de ces péridotites entraîne leur fusion partielle, produisant un magma.
3. Ce magma est à l'origine de la nouvelle croûte océanique.

Example: À l'axe de la dorsale, la péridotite du manteau à 1300°C subit une fusion partielle de 15%, donnant naissance à un magma de composition différente.

La mise en place de la croûte océanique se fait progressivement :

1. Le magma est collecté sous la dorsale dans une chambre magmatique.
2. Une partie du magma cristallise lentement le long des parois, formant du gabbro (roche à texture grenue).
3. Une autre partie s'infiltre dans les failles et cristallise rapidement au contact de l'eau de mer, donnant des basaltes (roches microlitiques).
4. La péridotite résiduelle forme la base de la nouvelle lithosphère océanique.

Highlight: La différence de vitesse de refroidissement explique les textures différentes du gabbro (grenue) et du basalte (microlitique).

La maturation de la lithosphère océanique

La maturation de la lithosphère océanique est un processus continu qui se produit à mesure que la lithosphère s'éloigne de l'axe de la dorsale. Ce phénomène implique plusieurs transformations importantes :

1. Refroidissement et épaississement :

   • La lithosphère nouvellement formée se refroidit progressivement.
   • Elle s'épaissit, passant d'environ 50 km à l'axe de la dorsale à 120 km à 150 Ma.
   • Cet épaississement entraîne une augmentation progressive de sa densité.

2. Métamorphisme hydrothermal :

   • L'eau salée s'infiltre dans la lithosphère, provoquant des transformations à l'état solide des roches.
   • Ce processus est appelé métamorphisme hydrothermal.

Definition: Le métamorphisme correspond aux modifications minéralogiques et structurales des minéraux à l'état solide, sous l'effet de la variation de la pression, de la température et de l'eau.

3. Transformations des roches :
   • Le gabbro est transformé en métagabbro à amphibole (hornblende), puis en métagabbro de faciès schistes verts (présence de chlorite et d'actinote).
   • La péridotite est transformée en péridotite serpentinisée, puis en serpentinite.

Vocabulary:

• Métagabbro : gabbro ayant subi un métamorphisme.
• Schistes verts : faciès métamorphique de basse pression et basse température.
• Serpentinite : roche métamorphique issue de la transformation de péridotites en présence d'eau.

Ces transformations modifient progressivement la composition et les propriétés de la lithosphère océanique, influençant ainsi son comportement dans les zones de convergence.

Les zones de convergence

Les zones de convergence sont des régions où les plaques lithosphériques se rapprochent, entraînant des phénomènes géologiques majeurs. On distingue deux types principaux de zones de convergence : les zones de subduction et les zones de collision.

A. Les zones de subduction

1. Morphologie d'une zone de subduction :

   • Présence d'une fosse océanique
   • Plongement de la lithosphère océanique dans l'asthénosphère
   • Failles inverses caractéristiques

2. Volcanisme en zone de subduction :

   • Magmatisme explosif lié à la composition du magma riche en silice et en gaz
   • Production de lave visqueuse
   • Roches volcaniques : andésite et rhyolite (roches microlitiques)
   • Roches plutoniques : diorite et granite (roches grenues)

Highlight: Les zones de subduction sont caractérisées par un métamorphisme de haute pression et basse température.

B. Les zones de collision

1. Marqueurs tectoniques en surface :
   • Déformations des roches : failles inverses, plis, chevauchements et nappes de charriage
   • Témoignage d'un raccourcissement global de la croûte
   • Contexte tectonique de convergence
   • Empilements et épaississement de la croûte continentale

Example: La formation de plis anticlinaux et synclinaux est un indicateur visible de la compression horizontale dans les zones de collision.

2. Conséquences de la collision :
   • Épaississement vertical de la croûte, entraînant la formation de reliefs
   • Raccourcissement horizontal de la lithosphère
   • Déplacement des plaques

Vocabulary:

• Pli anticlinal : pli convexe vers le haut
• Pli synclinal : pli concave vers le haut

La dynamique des zones de convergence joue un rôle crucial dans la formation des chaînes de montagnes et la redistribution des masses continentales à la surface de la Terre.

Page 4 : Structure de la Lithosphère

Cette page compare la lithosphère océanique et continentale, présentant leurs caractéristiques distinctives et leur évolution.

Definition: Le Moho est la limite entre la croûte et le manteau lithosphérique.

Vocabulary: Le métagabbro à glaucophane est une roche métamorphique caractéristique des zones de subduction.

Les indices de la mobilité horizontale

La dynamique de la lithosphère se manifeste par des phénomènes observables à la surface de la Terre. L'énergie libérée augmente à proximité des dorsales, où le flux thermique entraîne la création de roches magmatiques. On peut mettre en évidence l'écartement des plaques lithosphériques au niveau des dorsales, ainsi que leur enfoncement et leur fracturation dans les zones de subduction.

Highlight: La lithosphère océanique est créée dans les dorsales (accrétion) et détruite dans les fosses océaniques (subduction).

Les dorsales océaniques présentent deux types principaux :

1. Dorsales lentes (ex: Atlantique) :

   • Vitesse de divergence : environ 25 mm/an
   • Largeur de l'axe : environ 20 km
   • Morphologie : présence d'un rift
   • Succession de roches : péridotite, lentilles de gabbro, péridotite serpentinisée

2. Dorsales rapides (ex: Pacifique) :

   • Vitesse de divergence : environ 120 mm/an
   • Largeur de l'axe : environ 25 km
   • Morphologie : bombement axial
   • Succession de roches : basalte en coussins et en filons, gabbro, péridotite

Definition: Les dorsales océaniques sont des reliefs sous-marins caractérisés par un rift central bordé de failles normales, témoignant d'une zone d'extension.