Переходная зона (Земля)
Переходная зона — это часть Земли мантии , которая расположена между нижней и верхней мантией , наиболее строго между глубинами сейсмического разрыва около 410–660 километров (от 250 до 410 миль), но в более широком смысле определяется как зона охватывающих эти разрывы, т. е. на глубине от 300 до 850 километров (от 190 до 530 миль). [ 1 ] Земли Твердая, скалистая мантия , включая переходную зону мантии (часто обозначаемую сокращенно МТЗ), 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 километров (250 и 410 миль). Это мысль [ кем? ] происходить в результате перестановки зерен оливина (который составляет большую часть перидотита) на глубине 410 километров (250 миль) с образованием более плотной кристаллической структуры в результате увеличения давления с увеличением глубины. Данные свидетельствуют о том, что на глубине 660 километров (410 миль) 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.
Разрыв 410 км – фазовый переход
[ редактировать ]Пик наблюдается в сейсмологических данных на высоте около 410 километров (250 миль), 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. [ 2 ] Поэтому точная глубина «разрыва 410 км» может варьироваться.
Разрыв 660 км – фазовый переход
[ редактировать ]Разрыв 660 км появляется в предвестниках ПП (волна, которая отражается от разрыва один раз) только в определенных регионах, но всегда заметен в предвестниках SS. В функциях приемника при преобразовании P в S в широком диапазоне глубин (640–720 километров или 400–450 миль) это проявляется как одиночные и двойные отражения. Наклон Клапейрона предсказывает более глубокую неоднородность в холодных регионах и более мелкую неоднородность в жарких регионах. [ 2 ] Этот разрыв обычно связан с переходом от рингвудита к бриджманиту и периклазу . [ 3 ] 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. [ 4 ]
Другие разрывы
[ редактировать ]На высоте 520 километров (320 миль) предсказан еще один крупный фазовый переход, связанный с переходом оливина (β в γ) и граната в пиролитовой мантии. [ 5 ] Это явление лишь спорадически наблюдалось в сейсмологических данных. [ 6 ]
Были предложены и другие неглобальные фазовые переходы на разной глубине. [ 2 ] [ 7 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Идет, Саския (2022). «Неоднородность состава в мантийной переходной зоне». Обзоры природы Земля и окружающая среда . 3 : 533-550. дои : 10.1038/s43017-022-00312-w .
- ^ Jump up to: а б с Фаулер, CMR (2005). Твердая Земля: Введение в глобальную геофизику (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-89307-7 . [ нужна страница ]
- ^ Ито, Э; Такахаши, Э (1989). «Постшпинельные превращения в системе Mg2SiO4–Fe2SiO4 и некоторые геофизические последствия». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 94 (Б8): 10637–10646. Бибкод : 1989JGR....9410637I . дои : 10.1029/jb094ib08p10637 .
- ^ Фукао, Ю.; Обаяши, М. (2013). «Погруженные плиты застоялись наверху, проникли насквозь и оказались в ловушке ниже 660-километрового разрыва» . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 118 (11): 5920–5938. Бибкод : 2013JGRB..118.5920F . дои : 10.1002/2013jb010466 . S2CID 129872709 .
- ^ Деусс, Арвен; Вудхаус, Джон (12 октября 2001 г.). «Сейсмические наблюдения за расщеплением разрыва средней переходной зоны в мантии Земли». Наука . 294 (5541): 354–357. Бибкод : 2001Sci...294..354D . дои : 10.1126/science.1063524 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 11598296 . S2CID 28563140 .
- ^ Егоркин А.В. (1 января 1997 г.). «Доказательства разрыва цепи на 520 км». В Фуксе, Карл (ред.). Неоднородности верхней мантии по данным активной и пассивной сейсмологии . Серия НАТО ASI. Спрингер Нидерланды. стр. 51–61. дои : 10.1007/978-94-015-8979-6_4 . ISBN 9789048149667 .
- ^ Хан, Амир; Дешам, Фредерик (28 апреля 2015 г.). Гетерогенная мантия Земли: геофизическая, геодинамическая и геохимическая перспектива . Спрингер. ISBN 9783319156279 .
| Ракушки | |
|---|---|
| Глобальные разрывы | |
| Региональные разрывы | |
