Les arcs volcaniques actifs dans le monde

 

            Les arcs volcaniques correspondent à des zones de subduction, où une plaque lithosphérique (la plus dense) plonge sous une autre (la plus légère). La plupart des arcs actuels sont situés autour de l’océan Pacifique (c’est la « Ceinture de Feu » péri-pacifique), deux sont situés dans l’Atlantique (dont l’arc des Petites Antilles) et deux en Méditerranée.

A l’Ouest du Pacifique, les arcs sont installés sur des marges continentales actives au niveau de l’Amérique du Nord (chaîne des Cascades), de l’Amérique centrale et de l’Amérique du Sud. Ailleurs, ils forment essentiellement des arcs insulaires, reposant sur un substratum au moins en partie immergé. Le nombre des arcs est particulièrement élevé dans le SE asiatique, constitué d’un système complexe de microplaques, d’arcs et de bassins marginaux.

            Les arcs volcaniques présentent des différences de l’un à l’autre en termes de longueur, de vitesse de subduction, d’âge et d’angle de plongement de la plaque subductée, ou d’épaisseur de la croûte de l’arc.

Nom :

Longueur (Km):     Pendage (°):     Vitesse (cm/an):

Données tirées de Juteau et Maury (1997). Le fond de carte représentant les altitudes en fausses couleurs est adapté d'un document NGDC-NOAA.

Les arcs insulaires sont pour la plupart installés sur des croûtes « intermédiaires » (épaisseur 15-35 km) ; les arcs sur une croûte océanique vraie (épaisseur 10-12 km) sont relativement rares (Tonga, Izu-Bonin par exemple). Quelques arcs ont un substratum de croûte continentale (épaisseur supérieure à 30 km), qu’il s’agisse de fragments continentaux (Nouvelle-Zélande), de péninsules (Kamtchatka) ou de marges continentales actives (Cascades, Amérique du Sud).

Les vitesses de subduction sont liées aux vitesses d’accrétion au niveau des dorsales dans le domaine océanique concerné. C’est ainsi que les vitesses d’accrétion élevées dans l’océan Pacifique, comparées à l’océan Atlantique, font que les subductions péri-pacifiques sont souvent (mais pas partout) relativement rapides (6-12 cm / an), tandis que dans l’Atlantique elles sont plus lentes (2 cm / an).

L’angle de plongement est connu par la localisation des foyers des séismes qui accompagnent la subduction. Les lieux des foyers sismiques sont en effet souvent assimilés à un plan, dit « plan de Bénioff », qui permet de « visualiser » la plaque plongeante. Les angles du plan de Bénioff, dans un plan vertical, varient de 10° à 80° selon les arcs. On observe empiriquement que l’angle de plongement tend à augmenter avec la densité de la plaque plongeante. La lithosphère océanique, qui est entraînée en profondeur dans les zones de subduction, est créée à haute température au niveau des dorsales médio-océaniques. Avec le temps, elle s’éloigne de la dorsale (c’est l’expansion des fonds océaniques) et refroidit. Ce refroidissement est très lent (environ 100 millions d’années) et il s’accompagne d’une augmentation de la densité de la lithosphère, qui se rétracte. L’angle de plongement, relié à la densité de la lithosphère, est donc en fait relié aussi à son âge. Les pendages les plus forts, comme au niveau de l’arc des Mariannes, correspondent aux lithosphères subductées les plus vieilles (dans ce cas, d’âge Jurassique).

 

Références

Juteau, T. et Maury, R., 1997. Géologie de la Croûte Océanique. Masson Editions.