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V • Les conséquences des mouvements horizontaux de la lithosphère
expériences de laboratoire, se produit à faible profondeur, mais dans des
portions de lithosphère où la température est élevée. De plus, il implique
la présence d’eau. Il est donc favorisé par les circulations hydrothermales.
Par des mesures dans les mines ou les puits de forages, on sait que la
température s’accroît en moyenne de 1 °C tous les 30 m quand on s’enfonce
sous terre. Mais dans les zones de collision, ou bien dans les régions soumises
à extension (les rifts continentaux, les arcs volcaniques et les bassins marginaux associés aux zones de subduction, les dorsales océaniques; fig. 5.14),
ce «degré géothermique» diminue jusqu’à 20 m ou même moins. Cela
veut dire qu’à 10 km de profondeur, la température atteint alors 500 °C ou
davantage, ce qui est considérable. À ces profondeurs, de l’eau est présente et
les conditions sont réunies pour que se développe le métamorphisme de haute
température-basse pression (HT-BP), dit aussi métamorphisme thermique.
Un tel métamorphisme peut donc se produire dans les zones de divergence
lithosphérique où le flux thermique est élevé (bassins marginaux; rifts
continentaux). Mais les sites naturels qui lui sont le plus favorable sont les
chaînes de collision. Là, la croûte continentale est très épaissie, parfois
jusqu’au double de la normale et même au-delà. Or, nous l’avons dit, cette
croûte est riche en éléments radioactifs, dont la désintégration est source de
chaleur. Une conséquence est évidemment le métamorphisme thermique,
favorisé par les fluides issus des terrains hydratés (y compris les sédiments)
pris dans la zone de collision.
5.5.2 La dénudation tectonique des terrains métamorphiques
Il reste une énigme à résoudre. Les terrains métamorphisés à haute température ont évolué entre 10 et 30 km de profondeur; ceux qui ont subi un
métamorphisme de HP ont été entraînés jusqu’à 100 km de la surface (les
terrains entraînés plus profondément dans les zones de subduction semblent
définitivement engloutis dans l’asthénosphère). Comment peut-on observer
et échantillonner à la surface de la lithosphère des roches métamorphisées
à de telles profondeurs? La réponse à cette question dépend du type de
métamorphisme subi en profondeur par les roches aujourd’hui situées à la
surface de la lithosphère:
a) Roches affectées par un métamorphisme HT-BP
Une première explication est à rechercher dans l’effondrement gravitaire
des chaînes de montagnes, décrit dans le paragraphe 5.4 de ce chapitre:
aussitôt formée, la chaîne s’affaisse sur elle-même (fig. 5.13). Les surfaces de
chevauchement, avons-nous vu, deviennent alors des failles de détachement
V • Les conséquences des mouvements horizontaux de la lithosphère
expériences de laboratoire, se produit à faible profondeur, mais dans des
portions de lithosphère où la température est élevée. De plus, il implique
la présence d’eau. Il est donc favorisé par les circulations hydrothermales.
Par des mesures dans les mines ou les puits de forages, on sait que la
température s’accroît en moyenne de 1 °C tous les 30 m quand on s’enfonce
sous terre. Mais dans les zones de collision, ou bien dans les régions soumises
à extension (les rifts continentaux, les arcs volcaniques et les bassins marginaux associés aux zones de subduction, les dorsales océaniques; fig. 5.14),
ce «degré géothermique» diminue jusqu’à 20 m ou même moins. Cela
veut dire qu’à 10 km de profondeur, la température atteint alors 500 °C ou
davantage, ce qui est considérable. À ces profondeurs, de l’eau est présente et
les conditions sont réunies pour que se développe le métamorphisme de haute
température-basse pression (HT-BP), dit aussi métamorphisme thermique.
Un tel métamorphisme peut donc se produire dans les zones de divergence
lithosphérique où le flux thermique est élevé (bassins marginaux; rifts
continentaux). Mais les sites naturels qui lui sont le plus favorable sont les
chaînes de collision. Là, la croûte continentale est très épaissie, parfois
jusqu’au double de la normale et même au-delà. Or, nous l’avons dit, cette
croûte est riche en éléments radioactifs, dont la désintégration est source de
chaleur. Une conséquence est évidemment le métamorphisme thermique,
favorisé par les fluides issus des terrains hydratés (y compris les sédiments)
pris dans la zone de collision.
5.5.2 La dénudation tectonique des terrains métamorphiques
Il reste une énigme à résoudre. Les terrains métamorphisés à haute température ont évolué entre 10 et 30 km de profondeur; ceux qui ont subi un
métamorphisme de HP ont été entraînés jusqu’à 100 km de la surface (les
terrains entraînés plus profondément dans les zones de subduction semblent
définitivement engloutis dans l’asthénosphère). Comment peut-on observer
et échantillonner à la surface de la lithosphère des roches métamorphisées
à de telles profondeurs? La réponse à cette question dépend du type de
métamorphisme subi en profondeur par les roches aujourd’hui situées à la
surface de la lithosphère:
a) Roches affectées par un métamorphisme HT-BP
Une première explication est à rechercher dans l’effondrement gravitaire
des chaînes de montagnes, décrit dans le paragraphe 5.4 de ce chapitre:
aussitôt formée, la chaîne s’affaisse sur elle-même (fig. 5.13). Les surfaces de
chevauchement, avons-nous vu, deviennent alors des failles de détachement