Répondre aux questions suivantes qui permettront d'expliquer le processus de fermeture d'un océan.
Quelles roches composent la lithosphère océanique jeune, de la surface vers la profondeur ?
La lithosphère océanique est composée de sédiments déposés en surface, de basaltes (refroidissement rapide en surface du magma de la dorsale), de gabbros (refroidissement lent en profondeur du magma de la dorsale). Ces roches constituent la croûte océanique, qui surplombe des péridotites du manteau lithosphérique.
Quelles roches composent les ophiolites ?
Les ophiolites sont composées de roches de la lithosphère océanique (sédiments, basalte, gabbro et péridotite) qui sont plus ou moins métamorphisées (= qui ont subi des modifications minéralogiques plus ou moins intenses). Elles sont trouvées au sein des chaînes de montagnes.
Qu'est-ce que la subduction océanique ?
La subduction océanique est le processus par lequel une lithosphère océanique âgée, refroidie et devenue plus dense que le manteau asthénosphérique, plonge dans celui-ci. Les zones de subduction sont caractérisées par une forte activité sismique et volcanique, et par la présence d'une fosse océanique profonde.
Quel enchaînement de faciès métamorphiques s'observe sur les gabbros le long de la lithosphère océanique, de la dorsale jusqu'à sa subduction ?
L'accrétion au niveau des dorsales forme du gabbro. Celui-ci se refroidit et s'hydrate progressivement à basse pression et donne un métagabbro à amphibole. La roche se refroidit et s'hydrate davantage, toujours à basse pression, formant un métagabbro à faciès schiste vert. La roche a subi un métamorphisme hydrothermal.
La lithosphère océanique rentre en subduction, la température et la pression montent, la roche se déshydrate et devient un métagabbro à faciès schiste bleu. La température et la pression augmentent davantage, la roche continue de se déshydrater et devient un métagabbro à faciès éclogite. La roche a subi un métamorphisme de haute pression et haute température.
Qu'indique la présence de roche ayant un faciès à éclogite dans les ophiolites des chaînes de montagnes ?
La présence de roches ayant un faciès à éclogite au sein des ophiolites des chaînes de montagnes montre que ces portions de lithosphère océanique sont entrées en subduction jusqu'à une grande profondeur, avant de remonter par un processus d'obduction. Elles témoignent donc de la présence d'un ancien océan entre les deux plaques entrées en collision, progressivement fermé par subduction au cours de la convergence continentale.
Au sein de certaines chaînes de montagnes se trouvent des portions de lithosphère océanique « fossiles » appelées « ophiolites ». La compréhension de l'origine de ces structures permet de comprendre les processus de fermeture des océans.
Les ophiolites sont composées de roches typiques de la lithosphère océanique, qui sont plus ou moins métamorphisées : péridotite/serpentinite, (méta)gabbro et (méta)basalte. Le faciès métamorphique de ces roches permet de déterminer les conditions de pression et de température successives qu'elles ont subies au cours de leur histoire, depuis leur formation au niveau d'une dorsale océanique. Ainsi on peut déterminer que les ophiolites ont subi les événements suivants :
- hydratation et refroidissement à basse pression de gabbros (plagioclase + pyroxène), donnant des métagabbros à amphiboles (plagioclase + amphibole + pyroxène résiduel), puis des métagabbros à faciès schiste vert (plagioclase + chlorite + actinote + pyroxène résiduel). C'est un métamorphisme hydrothermal qui témoigne d'une lithosphère océanique vieillissante ;
- déshydratation et augmentation de la pression et de la température, donnant des métagabbros à faciès schiste bleu (plagioclase + glaucophane + pyroxène résiduel), puis des métagabbros à faciès éclogite (glaucophane + jadéite + grenat). C'est un métamorphisme de haute pression et haute température qui témoigne de la subduction de la lithosphère.
On observe actuellement des zones de subduction à la frontière de certaines plaques lithosphériques, au niveau des fosses océaniques. Ces zones sont caractérisées par des mouvements de convergence lithosphérique, durant lesquels une plaque lithosphérique océanique âgée, froide et plus dense que le manteau asthénosphérique plonge dans celui-ci. La subduction est le mécanisme par lequel la lithosphère océanique disparaît. Elle peut mener à terme à la fermeture d'un océan, remplacé par une chaîne de montagnes formée par la collision de lithosphères continentales. Les ophiolites représentent des vestiges de ces océans disparus.