Zona de transición (Tierra)

La zona de transición es la parte del manto terrestre que se encuentra entre el manto inferior y el superior, más estrictamente entre las profundidades de discontinuidad sísmica de aproximadamente 410 a 660 kilómetros (250 a 410 millas), pero definida de manera más amplia como la zona que abarca esas discontinuidades, es decir, entre aproximadamente 300 y 850 kilómetros (190 y 530 millas) de profundidad. El manto sólido y rocoso de la Tierra, incluida la zona de transición del manto (a menudo abreviada como MTZ), está compuesto principalmente de peridotita, una roca ígnea ultramáfica.

El manto se dividió en el manto superior, la zona de transición y el manto inferior como resultado de discontinuidades repentinas de velocidad sísmica a profundidades de 410 y 660 kilómetros (250 y 410 millas). Se cree que esto ocurre como resultado de la reorganización de los granos de olivino (que constituye una gran parte de la peridotita) a una profundidad de 410 kilómetros (250 millas), para formar una estructura cristalina más densa como resultado del aumento de la presión con el aumento de la profundidad. Por debajo de una profundidad de 660 kilómetros (410 millas), la evidencia sugiere que debido a los cambios de presión, los minerales de ringwoodita cambian a dos nuevas fases más densas, bridgmanita y periclasa. Esto se puede ver utilizando ondas corporales de terremotos, que se convierten, reflejan o refractan en el límite, y se predicen a partir de la física mineral, ya que los cambios de fase dependen de la temperatura y la densidad y, por lo tanto, de la profundidad.

Se observa un pico en los datos sismológicos a unos 410 kilómetros (250 millas), como se predice por la transición de α- a β-Mg₂SiO₄ (olivino a wadsleyita). Desde la pendiente de Clapeyron, se predice que este cambio ocurrirá a profundidades menores en regiones frías, como donde las placas en subducción penetran en la zona de transición, y a profundidades mayores en regiones más cálidas, como donde las columnas del manto pasan a través de la zona de transición. Por lo tanto, la profundidad exacta de la "discontinuidad de 410 km" puede variar.

La discontinuidad de 660 km aparece en precursores de PP (una onda que se refleja en la discontinuidad una vez) solo en ciertas regiones, pero siempre es evidente en precursores de SS. Se observa como reflexiones simples y dobles en funciones receptoras para conversiones de P a S en un amplio rango de profundidades (640–720 kilómetros o 400–450 millas). La pendiente de Clapeyron predice una discontinuidad más profunda en regiones frías y una discontinuidad más superficial en regiones cálidas. Esta discontinuidad generalmente está vinculada a la transición de ringwoodita a bridgmanita y periclasa. Esta es termodinámicamente una reacción endotérmica y crea un salto de viscosidad. Ambas características hacen que esta transición de fase desempeñe un papel importante en los modelos geodinámicos. El material descendente frío podría estancarse en esta transición.

Se prevé otra transición de fase importante a 520 kilómetros (320 millas) para la transición de olivino (β a γ) y granate en el manto de pirolita. Esta transición solo se ha observado esporádicamente en los datos sismológicos.

Se han sugerido otras transiciones de fase no globales a distintas profundidades.