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Lorsque la plaque plonge, elle subit des pressions très importantes en restant relativement froide: ces changements de conditions conduisent à des réactions chimiques, la plaque plongeante subit alors un métamorphisme. Durant ces réactions de métamorphisme, la plaque plongeante se déshydrate. Les schistes verts (contenant beaucoup de linéraux hydroxylés comme les amphiboles) de la lithosphère océanique se transforment donc en schistes bleu (contenant encore des amphibole) puis en éclogites (ne contenant presque pas de minéraux hydroxylés). Plus d'informations: livre p 236-237

Lors de son éloignement de la dorsale océanique, la lithosphère a subi l'hydrothermalisme. En effet, la lithosphère se refroidit lorsqu'elle s'éloigne de la dorsale et l'eau de l'océan entre en contact avec les roches qui subissent alors des réactions chimiques. Ces réactions font que la lithosphère océanique qui arrive au niveau d'une zone de subduction et qui va s'enfoncer dans l'asthénosphère est hydratée: elle contient des minéraux hydroxylés. Les roches de la croûte océanique sont donc à ce niveau des métagabbros (= gabbros qui ont subi des réactions de métamorphisme) de type schistes verts. Plus d'informations: livre p214-215

La plaque plongeante libère de l'eau qui se retrouve donc dans le manteau de la plaque chevauchante. Cette hydratation des péridotites modifie leur solidus (voir document dp235). Ainsi, vers 100Km de profondeur, les conditions de pression et de température permettent la fusion partielle du manteau qui est hydraté. Le magma est ainsi formé à partir de la péridotite hydratée du manteau chevauchant. Plus d'informations: livre p234-235.

Lorsque le magma monte vers la surface, contrairement à ce qui se passe au niveau d'une dorsale (voir leçon précédente), il doit traverser la croûte. Durant cette traversée, il subit deux mécanismes qui modifient sa composition chimique: - une partie des éléments chimiques de la croûte continentale entre dans le magma. C'est le cas du silicium (Si) : ainsi, le magma s'enrichit en silice au cours de son ascension. Ce mécanismes est appelé contamination crustale. - le refroidissement progressif provoque la cristallisation de certains éléments. Les cristaux formés sont solides et tombent : ils ne font alors plus partie du magma. Comme certains éléments chimiques forment plus facilement des cristaux que d'autres, la composition chimique du magma est modifiée. Ainsi, le magma s'enrichit en silice. Ce mécanisme est appelé cristallisation fractionnée. D'une zone de subduction à une autre, ces deux mécanismes ont une intensité plus ou moins importante. Suivant l'intensité de ces mécanismes, le magma a une composition chimique différente et les roches formées sont alors aussi différentes. Ainsi, les roches volcaniques formées peuvent être andésite ou dacite ou rhyolite (document p233) et les roches plutoniques formées peuvent être diorite, granodiorite ou granite (document p233). Plus d'informations : livre p238-239

Dans une zone de subduction, l'ensemble de lithosphère de nature océanique s'enfonce dans l'asthénosphère. A ce niveau, la lithosphère est plus dense que l'asthénosphère. La base de la lithosphère correspond à l'isotherme 1300°C et à la LVZ (low velocity zone). On peut repérer le plongement de la plaque par tomographie sismique (méthode expliquée dans la leçon 1 de géologie) : par son inertie thermique, la plaque plongeante reste plus froide que les roches habituellement présentes en profondeur et les ondes sismiques y sont donc accélérées (document 2p230 à exploiter).

La plaque plongeante est formée de roches cassantes (lithosphère). Lorsqu'elle s'enfonce elle subit des contraintes (=forces) importantes et est donc le siège de foyers sismiques. Lorsqu'on localise les foyers sismiques en profondeur dans une zone de subduction, on observe le plan de Wadati Benioff qui correspond à la surface de la plaque plongeante (voir l'activité "sismicité au niveau d'une fosse océanique" dans la leçon 1 de géologie).

Le magma formé en zone de subduction monte vers la surface et subit alors un refroidissement. Ce magma va alors refroidir : -- soit lentement en profondeur et former des roches entièrement cristallisées, roches plutoniques, comme le granite, la diorite. -- soit rapidement en surface et former des roches microlitiques, roches volcaniques, comme la rhyolite, l'andésite. Plus d'informations : cours d'enseignement scientifique sur la formation des cristaux et de la matière amorphe, livre p232-233

Le magma formé en zone de subduction est riche en silice: cela le rend très visqueux. Sa forte viscosité et sa richesse en eau conduisent à des éruption généralement explosives. Les éruptions explosives se caractérisent par des explosions, des projections de roches de différentes tailles, des panaches de cendres... L'Etna, en Sicile, est un volcan dû à la subduction de la plaque africaine sous la plaque eurasienne. . Le Vesuve et le Stromboli sont d'autres volcans liés à cette zone de subduction.