MARGES CONTINENTALES
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Les marges continentales sont situées en bordure des continents, à la frontière du domaine océanique. Pour en comprendre l'origine et l'évolution géologique, un rappel des données de base de la tectonique des plaques et de la physique du globe est nécessaire.
Marges actives, passives de divergence et passives de coulissage
Répartition des marges actives, des marges passives de divergence et des marges passives de coulissage. Les bordures des plateaux continentaux sont aussi portées (d'après J. P. Kennett, 1982).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
L'enveloppe superficielle de la Terre est la lithosphère, rigide, qui glisse lentement (quelques centimètres par an) sur l'asthénosphère, plastique et visqueuse, parcourue par des courants de convection, et dont la température varie peu selon la profondeur (1 300 0C environ). Dans la lithosphère, au contraire, la température diminue depuis la base (1 300 0C) jusqu'à la surface (de l'ordre de 0 0C), la chaleur de l'asthénosphère se transmettant par conduction. Enfin, la lithosphère, épaisse de 120 kilomètres en moyenne, est constituée par la croûte (ou écorce) en surface, et par le manteau supérieur plus profondément. Toutefois, la croûte est très différente sous les continents et sous les océans : la croûte océanique est mince (7 km en moyenne), faite de basaltes et de gabbros relativement jeunes (moins de 200 millions d'années), alors que la croûte continentale est épaisse (30 km en moyenne), essentiellement constituée de roches granitiques, souvent anciennes (plusieurs centaines de millions d'années ; jusqu'à 4,5 milliards d'années).
Schéma simplifié de la tectonique des plaques
Schéma simplifié de la tectonique des plaques (moho : discontinuité de Mohorovicic, séparant la croûte et le manteau).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
La lithosphère est partagée en un certain nombre de calottes sphériques, appelées plaques, qui sont mobiles les unes par rapport aux autres. Entre deux plaques, trois mouvements relatifs sont possibles : l'écartement (la divergence), le coulissage, le rapprochement (la convergence). Quand deux plaques se rapprochent, l'une d'elles (en général la plus dense, celle qui est revêtue de croûte océanique) passe sous l'autre et plonge dans l'asthénosphère. C'est le phénomène de subduction. Les marges actives sont localisées au-dessus des zones de subduction, les marges passives (ou stables) sur d'anciennes frontières de plaques coulissantes ou divergentes.
Schéma simplifié de la tectonique des plaques
Schéma simplifié de la tectonique des plaques (moho : discontinuité de Mohorovicic, séparant la croûte et le manteau).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Les marges continentales sont construites sur une croûte de composition continentale. Mais l'épaisseur de cette croûte est souvent intermédiaire entre celle d'un continent émergé et celle d'un océan. En fait, les marges continentales constituent une zone de transition, qui présente à la fois des caractères continentaux – la nature de la croûte – et des caractères océaniques – l'épaisseur crustale.
Les marges continentales actives, ou marges de convergence
Les marges actives sont ainsi nommées parce qu'elles sont le site de phénomènes géodynamiques intenses (le volcanisme et la séismicité, en particulier) qui en font des lieux particulièrement inhospitaliers pour l'homme. La frontière entre deux plaques convergentes est marquée par une fosse profonde qui borde la marge du côté océanique. C'est là que les plus grandes profondeurs sont atteintes (11 km dans la fosse des îles Mariannes). Souvent, le fond de la fosse est plat, par suite d'un comblement partiel par des sédiments meubles. Le versant situé du côté océanique est peu incliné (de 2 à 50), et correspond au dos de la plaque en voie de subduction qui se bombe et ploie avant de plonger dans l'asthénosphère. L'autre versant, qui appartient à la marge, présente en général une inclinaison plus forte (de 10 à 200).
Schéma simplifié de la tectonique des plaques
Schéma simplifié de la tectonique des plaques (moho : discontinuité de Mohorovicic, séparant la croûte et le manteau).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
D'après leur situation géographique, les marges actives peuvent être rangées en deux catégories. Certaines constituent le rebord d'un grand continent, comme l'Amérique du Sud du côté de l'océan Pacifique ; ce sont les marges actives de type cordillère. D'autres forment des arcs insulaires, comme le Japon, l'Indonésie, les Antilles ou les îles Aléoutiennes ; dans ce cas, la courbure de l'arc insulaire renseigne sur la polarité de la marge : la fosse et la frontière avec la plaque en voie de subduction se trouvent du côté convexe ; du côté concave, au contraire, s'étend un bassin, souvent large et profond, nommé bassin marginal ou bassin arrière-arc. En fait, la morphologie des marges actives dépend directement des phénomènes géodynamiques associés à la subduction, en particulier de l'accrétion tectonique et du volcanisme.
Coupe schématique d'une marge continentale de convergence (arc insulaire actif). La lithosphère peut plonger dans l'asthénosphère jusqu'à 700 km de profondeur.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
L'accrétion tectonique
Les sédiments portés par la plaque en voie de subduction ou accumulés au fond de la fosse sont partiellement entraînés dans le plan de cisaillement qui sépare les deux plaques convergentes. Mais, surtout lorsque les apports sédimentaires sont abondants, la couche sédimentaire peut aussi être décollée de la croûte solide, et rester en surface en participant à la construction du prisme d'accrétion tectonique. Ce prisme est constitué d'une série d'écailles tectoniques empilées, presque horizontales à la base (c'est-à-dire au pied du versant interne de la fosse), progressivement redressées vers le sommet. De nouvelles écailles sédimentaires s'ajoutant sans cesse à la base, le prisme s'élève progressivement et finit par former un barrage, qui isole entre lui et la marge proprement dite un premier bassin sédimentaire nommé bassin frontal ou bassin avant-arc. Le prisme peut même émerger localement (îles de la Barbade dans les Antilles, de Timor en Indonésie).
Le prisme d'accrétion tectonique est donc un lieu où les sédiments sont comprimés et perdent une partie de leur eau interstitielle. Au plus profond de l'édifice, la température et la pression s'élèvent jusqu'à provoquer la décomposition de la matière organique incluse dans les sédiments. Finalement, pressé un peu comme une éponge, le prisme expulse des eaux chargées de méthane et de sels minéraux, qui cheminent le long des failles et des plans de cisaillement séparant les écailles tectoniques. Parvenues en surface, les eaux minéralisées s'échappent par des sources hydrothermales autour desquelles se développe une intense activité biologique. Ce sont les « oasis » des fosses océaniques, presque aussi riches que les « oasis » entretenues par l'hydrothermalisme à l'axe des dorsales océaniques.
Les anomalies de gravité
Au-dessus de la fosse et du prisme d'accrétion tectonique, les roches denses de la croûte et du manteau sont entraînées dans la zone de subduction, et s'éloignent donc de la surface. Elles sont remplacées par de l'eau de mer ou des sédiments, l'un et l'autre beaucoup moins denses. Il en résulte une légère diminution de la pesanteur, de l'ordre de 200 à 300 milligals, c'est-à-dire environ un cinq-millième du champ total. Cette diminution est évidemment imperceptible pour l'homme. Elle constitue toutefois l'une des plus fortes anomalies de gravité mesurée à la surface du globe (cf. subduction, tectonique des plaques).
La séismicité
Les marges actives (de type cordillère ou de type arc insulaire) coïncident avec la première cein [...]
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Écrit par :
- Gilbert BOILLOT : professeur à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie, directeur du laboratoire de géodynamique sous-marine du Cerov à Villefranche-sur-Mer
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Voir aussi
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- ANDÉSITES
- ANOMALIES géophysique
- BASSIN OCÉANIQUE
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- CHAÎNES DE MONTAGNES géologie
- CISAILLEMENT tectonique
- COLLISION géologie
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- ÉCAILLES tectonique
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- FOYER ou HYPOCENTRE
- FUSION DES ROCHES
Pour citer l’article
Gilbert BOILLOT, « MARGES CONTINENTALES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/marges-continentales/