Les conditions de formation du magma en zone de subduction

Les zones de subduction sont le siège de l’enfoncement d’une lithosphère océanique âgée, devenue plus froide et donc plus dense, sous une lithosphère chevauchante océanique ou continentale. Ces zones de subduction sont toujours associées à un volcanisme de type explosif qui prend la forme d’un arc.

Quelle que soit la zone de subduction, la position de cet arc volcanique répond à deux constantes :

• L’arc volcanique est parallèle à la fosse océanique qui marque le début de la plongée de la lithosphère.
• La lithosphère plongeante est toujours localisée à une profondeur comprise entre 50 et 150 km sous l’arc volcanique.

Ces constantes, caractéristiques des zones de subduction, sont liées aux modalités de formation du magma.

On peut suivre le géotherme à la verticale de l’arc volcanique, témoin de la libération d’un magma en surface.

On constate que la température sous l’arc volcanique augmente avec la profondeur jusqu’à atteindre 800 à 1000 °C à une profondeur comprise entre 80 et 120 km.

Cette profondeur (qui conditionne la pression exercée sur les roches) et cette température sont compatibles avec la fusion partielle d’une péridotite (roche cristalline du manteau) hydratée.

Ainsi, le magma qui se forme en zone de subduction et qui alimente les arcs volcaniques est d’origine mantellique et se forme toujours dans les mêmes conditions de pression et température. Cette fusion est rendue possible par l’hydratation des roches du manteau, qui est la conséquence du métamorphisme de subduction de métagabbros subduits. En effet, la subduction d’une croûte océanique sous un manteau permet la formation du faciès éclogite de ses métagabbros et la libération de l’eau infiltrée durant son expansion océanique.