Un arc d'île est un type unique de chaîne d'îlots, principalement constitué de groupes de volcans à travers un arrangement en forme d'arc, situé à proximité et parallèlement à la limite entre deux plaques tectoniques convergentes.
Toutes les chaînes de volcans ne sont pas des arcs insulaires et tous les arcs des îles ne sont pas des îles. Les îles hawaïennes ont une chaîne de volcans linéaires au centre de l'océan Pacifique qui n'est pas un arc d'île. Divers arcs insulaires, dont les montagnes des Andes et le mont St Helens, ont fini par rejoindre le continent. Les Andes sont des arcs volcaniques mais pas une île; par conséquent, ils ne sont pas classés comme des arcs insulaires. L'île Hellenic ou Aegean Arc dans la région méditerranéenne a de nombreuses îles comme la Crète mais ne sont pas volcaniques.
Formation
Les arcs insulaires se forment quand une plaque tectonique subduit une autre plaque, ce qui entraîne la production de magma directement sous la plaque tectonique océanique supérieure. Le processus de subduction se produit aux limites des plaques tectoniques océaniques lorsqu'une plaque s'enfonce sous l'autre dans le manteau. Cependant, cela se produit sur des arcs insulaires faisant partie des ceintures de montagne, appelées arcs volcaniques. L'arc égéen méridional et l'île des Aléoutiennes situées en Alaska sont des îles volcaniques.
Qu'est-ce que la subduction?
La subduction est un processus géologique qui se produit sur les marges convergentes des plaques tectoniques. une plaque s'enfonce sous une autre plaque dans le manteau terrestre. La subduction se produit dans des régions spécifiques appelées zones de subduction. Les zones de subduction sont les régions du gonflement convectif de la lithosphère. Cette zone existe aux plaques limites convergentes où une plaque de lithosphère océanique converge sur une autre plaque. La plaque descendante est généralement contournée par le bord de la plaque de tête. La dalle descendante s'enfonce à un angle compris entre 25 et 45 par rapport à la surface de la Terre.
La différence de température entre l'asthénosphère du manteau environnant et la lithosphère océanique en train de s'enfoncer motive ce processus, et la lithosphère océanique est plus dense que l'asthénosphère. À environ 120 km de profondeur, le basalte sur la croûte océanique est converti en éclogite, ce qui augmente la densité de la croûte, fournissant ainsi une force négative supplémentaire vers le bas. La croûte océanique, l’eau piégée par la lithosphère et les couches sédimentaires se transforment en manteau profond sur les zones de subduction. La subduction est la principale force dynamique derrière la tectonique des plaques; sans cette énergie, la tectonique des plaques ne se formera jamais.
Que sont la tectonique des plaques?
La tectonique des plaques est une hypothèse scientifique décrivant le mouvement de nombreuses petites plaques et le mouvement à grande échelle des sept plaques massives de la lithosphère. Les processus tectoniques sur la croûte terrestre ont commencé il y a plus de trois milliards d'années. La lithosphère possède des plaques tectoniques majeures 7-8 et de nombreuses plaques mineures. Lorsque ces plaques se rencontrent, leur mouvement détermine le type de formation des limites qui se produira le long des plaques de réunion. Il existe trois types de limites sur Terre qui incluent des frontières convergentes, des limites divergentes et des limites de transformation. Les frontières convergentes forment les arcs d'îlot.
Qu'est-ce qu'une frontière convergente?
Une frontière convergente se produit lorsque deux plaques tectoniques glissent l'une vers l'autre, entraînant la formation d'une collision continentale ou d'une subduction. Dans les régions de subduction continentale-océanique, la lithosphère plus dense s'enfonce sous la plaque plus légère. Les tremblements de terre suivent le cours de la plaque de subduction alors qu’elle tombe dans l’asthénosphère, ce qui crée une tranchée, et lorsque la plaque subductée est chauffée, elle libère de l’eau contenant des minéraux hydratés dans le manteau. L'eau réduit le point de fusion du manteau matériel au-dessus de la plaque subductée, provoquant sa fusion; cela se traduit par du volcanisme.
Au niveau de la zone de subduction océanique, les anciennes croûtes denses et froides glissent sous la croûte plus légère. Le processus de subduction crée la tranchée profonde en forme d'arc. Le manteau supérieur de la croûte coulée se réchauffe et le magma se soulève, créant ainsi une chaîne d’îlots volcaniques. Le bassin qui se développe le long de la frontière convergente est appelé bassin de l'avant-pays tandis que les zones de subduction forment des tranchées profondes. La fermeture des bassins océaniques se produit à la limite entre le continent et le continent, entre la lithosphère continentale granitique, mais aucun des éléments de la plaque n’a tendance à se replier, à se comprimer et à pousser vers le haut.
Dans la zone de subduction, la plaque de coulée favorise la fusion partielle du manteau dominant, un processus appelé fusion de flux. La fusion des flux génère un calc-magma moins dense qui monte et traverse de manière flottante la lithosphère de la plaque de recouvrement. La chaîne de volcan créée est en forme d'arc et parallèle à la limite de la plaque convergente et convexe vers la plaque de subduction.
La tranchée océanique étroite et profonde, sur la partie en train de couler de l’île, est la trace de la limite à la surface de la terre entre les plaques dominantes et les plaques descendantes. L'attraction gravitationnelle de la plaque descendante plus dense attire le bord de la plaque supérieure vers le bas pour former la tranchée océanique. De nombreux tremblements de terre se produisent le long de cette limite, tandis que l'hypocentre sismique se trouve à une profondeur toujours croissante sous l'arc insulaire. Les bassins océaniques qui sont réduits par ce processus sont appelés océans résiduels, car ils ont tendance à disparaître lentement avant d’être écrasés dans la collision orogénique.
Exemples d'arcs insulaires
Situé le long du Pacifique, aux États-Unis, le seul véritable arc insulaire est celui des îles Aléoutiennes. La plaque principale est la plaque nord-américaine tandis que la plaque de descente est la plaque du Pacifique.
Le Japon abrite deux des arcs insulaires les plus importants de la planète, les îles Ryukyu et l'archipel japonais. La plaque qui domine les îles Ryukyu est la plaque eurasienne et la plaque descendante est la plaque de la mer des Philippines. Les plaques supérieures de l'archipel japonais sont les plaques eurasienne et nord-américaine, tandis que les plaques de descente sont la plaque de la mer des Philippines et la plaque du Pacifique. Parmi les autres plus petits arcs insulaires au Japon, citons l’île Bonin et les îles Izu.
La Grèce a deux grands arcs insulaires, l'arc sud-égéen-volcanique et les arcs helléniques qui se sont formés le long de la mer Égée. L’assiette principale de ces deux îles est la plaque hellénique, et la plaque d’équitation est la plaque africaine.
L'un des arcs insulaires les plus anciens de la Terre est l'arc insulaire des îles où des chaînes géantes d'îles volcaniques se sont formées dans l'océan Pacifique au Crétacé.
