Magmatisme et métamorphisme de subduction

Bonjour ! Aujourd'hui, nous allons résoudre un mystère géologique. Les zones de subduction (Andes, Japon) sont le siège d'un volcanisme explosif intense. Pourtant, la plaque qui plonge dans le manteau est froide. Comment peut-elle provoquer de la fusion ?

L'astuce, c'est l'eau. Tout comme ajouter de l'eau à de la farine change sa texture, la Terre ajoute de l'eau au manteau pour le faire fondre plus facilement.

La lithosphère océanique plongeante est froide et gorgée d'eau. En s'enfonçant rapidement, elle subit une énorme pression mais se réchauffe peu (car la roche isole bien la chaleur). On parle d'un contexte Haute Pression / Basse Température (HP-BT).

Sous ces contraintes, les minéraux de la croûte océanique deviennent instables. Ils se transforment à l'état solide : c'est le métamorphisme. Ces transformations vont libérer de l'eau.

L'eau expulsée de la roche ne disparaît pas : elle remonte et percole dans le manteau de la plaque chevauchante, situé juste au-dessus.

Le coin de manteau situé au-dessus de la plaque plongeante est composé de péridotites. L'arrivée d'eau change tout : une péridotite hydratée fond beaucoup plus facilement qu'une péridotite sèche.

Conséquence : le géotherme réel recoupe le solidus hydraté. La péridotite fond partiellement (environ 15%) et produit un magma primaire.

Ce magma, moins dense que les roches solides, remonte vers la surface. Sa richesse en eau le rend visqueux et explosif. Selon son refroidissement, il donnera deux types de roches.

Si le magma cristallise en profondeur (refroidissement lent), il forme des roches plutoniques à structure grenue (cristaux visibles à l'œil nu). Ce sont les granitoïdes (granites, diorites) qui forment la croûte continentale.

Si le magma parvient en surface lors d'éruptions, il refroidit brutalement. Il forme des roches volcaniques à structure microlitique (petits cristaux dans du verre), comme l'andésite ou la rhyolite.