Les limites convergentes

Le 9 juin 1994, un séisme de magnitude 8.3 a frappé à 636 km sous la Bolivie, dans une plaque qui avait plongé dans le manteau.

Là où la croûte redescend

La Terre garde à peu près la même taille depuis des centaines de millions d’années : autant de croûte doit donc être détruite qu’il s’en forme aux dorsales. Cette destruction se produit aux limites convergentes, où les plaques se rapprochent. La suite dépend du type de lithosphère en présence. La croûte océanique est mince, dense et de composition basaltique. La croûte continentale est plus épaisse et comprend des roches plus légères, comme le granite. Quand elles se rencontrent, la plaque océanique dense cède : elle se courbe et s’enfonce dans le manteau. C’est la subduction. L’endroit où elle plonge s’appelle une zone de subduction.

Là où la plaque se courbe vers le bas, le fond marin forme une fosse. Selon l’USGS, si l’on pouvait vider le Pacifique, on verrait de longues fosses incurvées de plusieurs milliers de kilomètres de long et de 8 à 10 km de profondeur. La plus profonde, Challenger Deep, à l’extrémité sud de la fosse des Mariannes, descend à près de 11 000 m. Elle s’enfonce davantage sous le niveau marin que l’Everest ne s’élève au-dessus. Au large de l’Amérique du Sud, la plaque océanique de Nazca plonge sous la plaque sud-américaine le long de la fosse du Pérou-Chili. Le bord comprimé du continent s’est soulevé pour former les Andes.

Des séismes plus profonds vers l’intérieur des terres

Une plaque plongeante ne glisse pas sans à-coups sur tout son parcours. Sa partie profonde se fracture en morceaux qui se bloquent puis glissent brusquement ; le contact entre les deux plaques se bloque et cède lui aussi. Le BGS indique que les zones de subduction produisent la plupart des séismes de magnitude supérieure à 6 ainsi que les plus profonds. Comme les séismes suivent la plaque plongeante, leur profondeur dessine une organisation nette : ils sont superficiels près de la fosse, puis de plus en plus profonds vers l’intérieur des terres, jusqu’à environ 700 km. Le séisme bolivien de 1994, à 636 km de profondeur, compte parmi les grands séismes les plus profonds enregistrés en Amérique du Sud. Il a été ressenti jusqu’à Toronto, mais a causé peu de dégâts grâce à sa grande profondeur. Dans le modèle, les points s’accumulent selon la même ligne inclinée.

Pourquoi y a-t-il des volcans ?

Une ligne de volcans se dresse sur le continent, parallèlement à la fosse et à une certaine distance à l’intérieur des terres. Dans le modèle, le volcan se situe à la verticale du point où le sommet de la plaque plongeante atteint environ 100 km de profondeur. Cette plaque emporte de l’eau piégée dans ses minéraux. En chauffant, elle libère cette eau, qui remonte dans le manteau chaud situé au-dessus. L’eau abaisse la température de fusion de la roche, dont une partie fond alors. L’USGS souligne que les scientifiques débattent encore de la roche qui fond exactement, celle de la plaque plongeante, de la plaque supérieure ou des deux. Mais le lien des volcans avec la subduction est clair. Les Andes et la chaîne des Cascades, dans le nord-ouest du Pacifique, sont des arcs volcaniques de ce type.

Deux autres formes de convergence complètent le tableau. Quand deux plaques océaniques se rencontrent, l’une plonge sous l’autre. Les volcans s’élèvent depuis le fond marin et forment une chaîne d’îles incurvée : un arc insulaire, comme les Mariannes et les Aléoutiennes. Quand deux continents se rencontrent, aucun ne s’enfonce, car la roche continentale est trop légère. Comme deux icebergs qui se heurtent, la croûte se plisse et se soulève. L’Inde a percuté l’Asie il y a environ 50 millions d’années. Depuis, leur lente compression a soulevé l’Himalaya, les plus hautes montagnes terrestres, et le plateau tibétain, dont l’altitude moyenne est d’environ 4600 m.