Переходная зона является частью мантии Земли и расположена между нижней и верхней мантией , на глубине от 410 до 660 км (от 250 до 400 миль) . Мантия Земли , включая переходную зону, состоит в основном из перидотита , ультраосновной магматической породы .
Мантия была разделена на верхнюю мантию, переходную зону и нижнюю мантию в результате внезапных разрывов сейсмических скоростей на глубинах 410 и 660 км (от 250 до 400 миль). Считается, что это происходит в результате перестройки зерен оливина (составляющего большую часть перидотита) на глубине 410 км с образованием более плотной кристаллической структуры в результате повышения давления с глубиной. Данные свидетельствуют о том, что ниже глубины 660 км из-за изменений давления минералы рингвудита превращаются в две новые более плотные фазы: бриджманит и периклаз. Это можно увидеть с помощью объемных волн от землетрясений , которые преобразуются, отражаются или преломляются на границе и предсказываются из физики минералов , поскольку фазовые изменения зависят от температуры и плотности и, следовательно, от глубины.
В сейсмологических данных наблюдается пик на высоте около 410 км, что и предсказывает переход от α- к β-Mg 2 SiO 4 ( оливин к вадслеиту ). Судя по склону Клапейрона , это изменение, по прогнозам, произойдет на меньших глубинах в холодных регионах, например, там, где погружающиеся плиты проникают в переходную зону, и на больших глубинах в более теплых регионах, например, там, где мантийные плюмы проходят через переходную зону. [1] Таким образом, точная глубина «разрыва 410 км» может варьироваться.
Разрыв 660 км появляется в предвестниках ПП (волна, которая отражается от разрыва один раз) только в определенных регионах, но всегда заметен в предвестниках SS. Это проявляется как одиночные и двойные отражения в функциях приемника для преобразований P в S в широком диапазоне глубин (640–720 км или 397–447 миль). Наклон Клапейрона предсказывает более глубокую неоднородность в холодных регионах и более мелкую неоднородность в жарких регионах. [1] Этот разрыв обычно связан с переходом от рингвудита к бриджманиту и периклазу . [2] С термодинамической точки зрения это эндотермическая реакция, вызывающая скачок вязкости. Обе характеристики заставляют этот фазовый переход играть важную роль в геодинамических моделях. Холодный нисходящий материал может повлиять на этот переход. [3]
На высоте 520 км предсказан еще один крупный фазовый переход для перехода оливина (β в γ) и граната в пиролитовой мантии. [4] Это явление лишь спорадически наблюдалось в сейсмологических данных. [5]
Были предложены и другие неглобальные фазовые переходы на разной глубине. [1] [6]