Influence de l'eau sur les interactions lithosphère-asthénosphère dans les zones de subduction

par Diane Arcay

Thèse de doctorat en Géophysique

Sous la direction de Emmanuel Tric et de Marie-Pierre Doin.


  • Résumé

    Les zones de subduction sont le siège d’interactions thermique, mécanique et chimique entre plaque plongeante, manteau supérieur et plaque chevauchante. Les conditions de ce couplage sont étudiées à l’aide de simulations numériques à deux dimensions. La rhéologie simulée est pseudo-cassante ou ductile, selon la pression, température, taux de déformation et composition. Les transferts d’eau sont calculés dynamiquement en s’appuyant sur des diagrammes de phase. La déshydratation se produit lors de l’éclogitisation de la croûte océanique et de la déstabilisation de la serpentine présente dans la plaque avant subduction. L’hydratation générée est continue, sur environ 150 km de large et plus de 80 km d’épaisseur. Deux modèles de dépendances en eau de la rhéologie sont testés. Suivant le premier, la chute de résistance des roches hydratées dépend du monde d’assimilation de l’eau (dissolution ou formation de phases hydratées). L’influence de l’eau est étudiée en faisant varier l’amplitude de la perte de résistance (facteur fnu). Si fnu < 20, la plaque supérieure est affinée près de la base du plan de subduction, par intensification du courant mantellique généré par la subduction. Si fnu > 20, des cellules convectives apparaissent et affinent la lithosphère sur plus de 70 km d’épaisseur en moins de 15 Ma. Le mécanisme érosif est contrôlé par un niveau de découplage associé au changement de mode d’absorption de l’a=eau. Dans le second modèle d’effet mécanique de l’eau, la résistance du manteau hydraté ne dépend plus du mode d’assimilation du fluide. L’amincissement de la plaque supérieure se produit alors dès que fnu > 3 par convection secondaire.

  • Titre traduit

    Water effect on the lithosphere-asthenosphere coupling in subduction zones


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Informations

  • Détails : 1 vol. (xvi-407 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. [361]-395. Résumés en français et en anglais

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