Средняя мантия Земли (область С)

Термин введён Бено Гутенбергом; тождествен переходному, или промежуточному, слою (А. Э. Рингвуд, Т. Рикитаки и др.), а по В. В. Белоусову — слою Голицына.

Включает часть мантии между 20-градусной границей (Б. Б. Голицына) и 45-градусной границей (Репетти, 1930) на глубине около 950 км. Эта граница отличается разрывом второго рода (для ( \frac{\partial \ln V}{\partial \ln r} ), где ( r ) — радиус Земли), разделяя области с разными темпами нарастания скоростей ( V_p ) и ( V_s ).

  • Средняя мантия характеризуется быстрым темпом возрастания скоростей сейсмических волн.
  • Устанавливается, что она либо неоднородна, либо неизотропна, либо и то, и другое: для всей области С значения функции ( \frac{g}{p} ) (где ( g ) — сила тяжести; ( p ) — давление, вычисленное в предположении однородной и изотропной среды) у всех авторов резко расходятся с наблюдёнными значениями.
  • Предполагается повышенная (η ≈ 10²⁶ пуаз) вязкость средней мантии (Д. Маккензи, 1966), позволяющая аппроксимировать её упругой средой.
  • Очаги землетрясений, отмечающиеся в средней мантии до глубин около 700 км, имеют аналогичный коровый механизм, но очень редки.
  • Горизонтальная неоднородность области С намечается вероятной переменностью глубин её кровли и узкой пространственной локализацией очагов глубоких землетрясений.

Существующие объяснения природы свойств средней мантии:

  1. Фазовые переходы к более плотным упаковкам, соответствующим высоким давлениям, с сохранением среднего химического состава верхней мантии (Дж. Бернал, Ф. Бёрч, В. А. Магницкий).
  2. Фазовые превращения вещества вследствие физико-химических реакций (И. Шимацу).
  3. Изменения химического состава с глубиной (Г. Хаальк и др.).

Вследствие огромных энергетических ресурсов средняя мантия очень важна для тектонических, магматических и метаморфических процессов земной коры, связь с которыми, вероятно, осуществляется на протяжении всей области С. Это обстоятельство позволяет иногда объединять понятия «кора», «верхняя мантия» и «средняя мантия» термином тектоносфера. Связь процессов областей В и С и неоднородность обеих побуждают некоторых исследователей объединять их понятием «верхняя мантия».

Г. И. Мартынова.