Qu’est-ce qu’une limite convergente
Une limite convergente se forme là où deux plaques tectoniques se rapprochent. Comme la Terre ne grandit pas, la croûte créée aux dorsales médio-océaniques doit disparaître quelque part, et c’est aux limites convergentes que cela se produit. Dans le modèle PB2002, environ 91 900 km de limites de plaques sont convergents, soit à peu près un tiers du total.
Ce qui se passe à la limite dépend du type de lithosphère que chaque plaque porte à son bord. La lithosphère océanique est dense et s’enfonce facilement une fois vieille et froide. La lithosphère continentale est épaisse et légère, et elle résiste à l’enfoncement. On obtient ainsi trois combinaisons de base.
Les trois types de convergence
Océan-océan : les arcs insulaires
Quand deux plaques océaniques convergent, la plus ancienne et la plus dense s’enfonce sous l’autre. La plaque plongeante s’infléchit au niveau d’une fosse océanique profonde. En descendant vers 100 km environ, elle libère de l’eau dans le manteau chaud situé au-dessus. Cette eau abaisse le point de fusion de la roche mantellique, du magma remonte, et une chaîne incurvée d’îles volcaniques se forme sur la plaque chevauchante.
La fosse des Mariannes, où la plaque pacifique s’enfonce sous la plaque des Mariannes, abrite le point le plus profond des océans, à près de 11 km sous le niveau de la mer. PB2002 indique une convergence d’environ 6,3 cm par an le long de cette limite. Plus au sud, la plaque pacifique plonge sous la plaque des Tonga, à la fosse des Tonga, jusqu’à environ 26 cm par an, le mouvement de plaques le plus rapide de tout le modèle. Les îles Aléoutiennes, en Alaska, et les Petites Antilles, dans les Caraïbes, sont d’autres arcs insulaires.
Océan-continent : les chaînes de montagnes volcaniques
Quand une plaque océanique rencontre un continent, c’est toujours la plaque océanique qui plonge. La fosse se forme juste au large, et l’arc volcanique se développe sur le continent lui-même, édifiant une chaîne de hauts sommets volcaniques.
Les Andes en sont l’exemple classique. La plaque de Nazca s’enfonce sous la plaque sud-américaine le long d’environ 4 300 km de zone de subduction, avec une convergence moyenne d’environ 7,8 cm par an dans PB2002. Le même processus a formé la chaîne des Cascades, dans le nord-ouest des États-Unis, où la petite plaque Juan de Fuca plonge sous la plaque nord-américaine à environ 4,0 cm par an. En Amérique centrale, la plaque de Cocos s’enfonce sous l’Amérique du Nord et la plaque caraïbe, alimentant les volcans du Mexique, du Guatemala et du Nicaragua.
Continent-continent : les chaînes de collision
Quand l’océan qui séparait deux continents a été entièrement subduit, les continents eux-mêmes se rencontrent. Aucun ne s’enfonce profondément : la croûte s’empile, se plisse et s’épaissit. Il en résulte une large ceinture de hautes montagnes et de plateaux, avec de fréquents séismes mais peu de volcans.
La plaque indienne entre en collision avec la plaque eurasienne depuis des dizaines de millions d’années. PB2002 indique une convergence moyenne d’environ 4,7 cm par an le long de leur limite, classée pour l’essentiel comme collision continentale. Cette collision a soulevé l’Himalaya et le plateau tibétain, et l’Everest, avec ses 8 849 m, est le point culminant de la Terre. Plus à l’ouest, la plaque arabique pousse contre l’Eurasie à environ 3,5 cm par an, édifiant les monts Zagros en Iran. Les Alpes se sont formées de façon semblable, lorsque l’Afrique et des plaques plus petites se sont rapprochées de l’Europe.
Les éléments d’une zone de subduction
Fosses et prismes d’accrétion
Une fosse marque la ligne où la plaque plongeante s’infléchit. Les sédiments raclés sur la plaque qui s’enfonce peuvent s’accumuler contre la plaque chevauchante en un prisme d’accrétion, un empilement croissant de boues et de sables plissés. Là où peu de sédiments arrivent, la fosse reste profonde et abrupte.
Arcs volcaniques
Les volcans d’arc se situent à une distance constante en arrière de la fosse, au-dessus de l’endroit où le panneau atteint la profondeur à laquelle il libère son eau. Leur magma est riche en silice et en gaz, si bien qu’ils ont tendance à entrer en éruption de façon explosive. Le mont Saint Helens en 1980 et le Pinatubo aux Philippines en 1991 étaient tous deux des volcans d’arc. Consultez la carte des volcans pour comparer les arcs du monde entier.
Bassins d’arrière-arc
Derrière certains arcs volcaniques, la plaque chevauchante est étirée plutôt que comprimée. Quand le panneau plongeant recule vers l’océan, la plaque située au-dessus peut se fendre derrière l’arc et ouvrir un petit bassin d’expansion, appelé bassin d’arrière-arc. Le bassin des Mariannes (Mariana Trough) en est l’exemple type. PB2002 traite la croûte située à l’est de ce bassin comme une plaque distincte, la plaque des Mariannes, qui s’écarte de la plaque philippine à une moyenne d’environ 3,1 cm par an. La mer du Japon s’est ouverte de façon semblable il y a des millions d’années, éloignant l’archipel japonais du continent asiatique.
Plans de Benioff et séismes profonds
Les séismes qui se produisent dans un panneau plongeant dessinent sa trajectoire dans le manteau. Reportés sur une coupe, ils forment une bande inclinée appelée plan de Benioff, qui peut atteindre environ 700 km de profondeur. Le séisme de la mer d’Okhotsk de 2013 (M8.3) s’est produit à 598 km de profondeur dans le panneau pacifique, sous la plaque d’Okhotsk : c’est l’un des plus grands séismes profonds jamais enregistrés.
Séismes de mégachevauchement
Le contact superficiel entre les deux plaques est une gigantesque faille de chevauchement, le mégachevauchement. Le frottement le bloque pendant des décennies ou des siècles tandis que les plaques continuent d’avancer, puis il peut glisser de plusieurs dizaines de mètres en quelques minutes. Ce sont les plus grands séismes de la Terre et, comme ils soulèvent ou abaissent le fond marin, ils provoquent souvent des tsunamis.
Tous les séismes de magnitude 9 ou plus survenus depuis 1900 ont été des séismes de mégachevauchement : Chili en 1960 (M9.5), Alaska en 1964 (M9.2), Sumatra en 2004 (M9.1), Japon en 2011 (M9.1) et Kamtchatka en 1952 (M9.0). Le séisme de Tohoku de 2011 a rompu la fosse du Japon, où PB2002 indique une convergence d’environ 8,7 cm par an entre la plaque pacifique et la plaque d’Okhotsk. Découvrez-en davantage sur la carte des séismes.
Les limites convergentes sur notre carte
Les limites convergentes apparaissent en rouge orangé sur nos cartes. La plupart encerclent l’océan Pacifique et forment la Ceinture de feu du Pacifique ; une seconde ceinture s’étend de la Méditerranée à l’Indonésie, en passant par l’Iran et l’Himalaya. Pour les comparer aux autres types, consultez les limites divergentes, les limites transformantes et la vue d’ensemble de toutes les limites des plaques.