Les scientifiques situent la limite entre la lithosphère et l’asthénosphère à la profondeur pour laquelle la température du manteau est de 1300°C (= isotherme 1300°C).
Au niveau de la dorsale, la température est élevée, la zone où le manteau est à une température de 1300°C est proche de la surface (= l’isotherme 1300°C est proche de la surface). Par conséquent, la limite entre la lithosphère et l’asthénosphère est très peu profonde. Au niveau de la dorsale, l’épaisseur de la lithosphère océanique n’est que de quelques kilomètres.
Comme la lithosphère se refroidit en s’éloignant de la dorsale, la zone où le manteau est à une température de 1300°C est de plus en plus profonde (= l’isotherme 1300°C est de plus en plus profond). Par conséquent, la limite entre la lithosphère et l’asthénosphère est de plus en plus profonde. En s’éloignant de la dorsale, la lithosphère océanique s’épaissit (l’épaisseur de la lithosphère augmente jusqu’à 100 km d’épaisseur).
Après sa formation au niveau de la dorsale, la lithosphère océanique se refroidit progressivement. Ainsi, plus la lithosphère océanique est âgée plus celle-ci est froide.
Un objet chaud est moins dense qu’un objet froid. Par conséquent, plus la lithosphère est âgée, plus celle-ci est froide et donc dense.
Quand la densité de la lithosphère océanique devient supérieure à la densité de l’asthénosphère, la lithosphère océanique plonge dans l’asthénosphère. C’est donc la différence de densité entre la lithosphère océanique et le manteau asthénosphérique qui est l’un des principaux moteurs de la subduction.
Au cours de la plongée de la plaque subduite, les roches de la lithosphère océanique subissent des transformations minéralogiques. Ces processus de transformations minéralogiques des roches (donc des réactions chimiques à l'état solide !) constituent le phénomène de métamorphisme.
Les métagabbros en faciès schistes verts de la croûte océanique deviennent des métagabbros en faciès schistes bleus plus denses puis des éclogites encore plus denses. Le métamorphisme permet donc une augmentation de la densité des roches de la lithosphère océanique lors de la subduction. Cette augmentation de la densité due au métamorphisme entretient d'autant plus le plongement de la lithosphère subduite.
La différence de densité entre l'asthénosphère et la lithosphère océanique âgée est la principale cause de la subduction. En s'éloignant de la dorsale, la lithosphère océanique se refroidit et s'épaissit. L'augmentation de sa densité au-delà d'un seuil d'équilibre explique son plongement dans l'asthénosphère. En surface, son âge n'excède pas 200 Ma.
14 мар 2019
