Modèle de la subduction et genèse des magmas

Présenter le modèle de la subduction d’une plaque océanique sous une plaque continentale et expliquer l’origine de la formation des magmas caractéristiques de ces zones de subduction.

Un volcanisme de type explosif est une des caractéristiques les plus constantes des zones de subduction. Dans certaines d’entre elles, par exemple au niveau des Andes, un plutonisme marqué par la mise en place de granites y est associé. Tout cela traduit une activité magmatique importante des zones de subduction, et donc la genèse de magma. Celle-ci est une conséquence de la subduction. Le problème à résoudre est celui du mécanisme par lequel la plongée d’une lithosphère océanique froide dans le manteau plus chaud entraîne la genèse de magma.
Nous allons résoudre ce problème en commençant par présenter le modèle d’une zone de subduction comparable à celle de la région andine.

Modèle de subduction d’une plaque océanique sous une plaque continentale :
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Noter que la profondeur de la lithosphère océanique à l’aplomb de la zone volcanique est d’environ 100 km.

I – Le matériel qui subit la fusion partielle

Il n’existe pas de couche magmatique continue à l’intérieur du globe. En conséquence un magma provient toujours de la fusion partielle d’une roche.
Malgré des variations dans la pente du panneau lithosphérique qui subducte, les volcans se trouvent à l’aplomb d’une zone où le toit de la lithosphère subductée est à 100 km ou plus. On estime que c’est la péridotite de la plaque chevauchante située à ces profondeurs qui subit la fusion partielle à l’origine du magma.

II – L’eau, facteur entraînant la fusion partielle de la péridotite

Les données thermiques, notamment la mesure du flux de chaleur, indiquent que la température de la péridotite vers 100 km de profondeur, de l’ordre de 1 000 °C, est inférieure à celle qui est nécessaire pour entraîner sa fusion partielle. La lithosphère océanique subductée soit