Под земной корой на глубинах от 30 до 2900 км находится
мантия Земли, занимающая приблизительно 82% объема планеты.
В последнее время принято выделять две мантии: верхнюю (до
1000 км) и нижнюю.
Породы в мантии отличаются большой плотностью, а скорость
распространения сейсмических волн заметно увеличивается.
Оказалось, что одним только простым сжатием вещества под
давлением такие резкие перемены не объяснить. Тут, видимо,
"виноваты" химические превращения и фазовый переход. Что
это такое, лучше всего объяснить на примере.
Возьмём, скажем, углерод. До тех пор пока его плотность
составляет "всего" 2 тонны на кубический метр, он
представляет собой простой графит вроде того, из которого
делают карандаши. Если же углерод "уплотнить" до 3,5 тонн
на кубический метр, он претерпевает фазовый переход,
"облагораживается" и становится алмазом.
Подобные преобразования, очевидно, и происходят на глубине
около 400 км с оливином, структура которого изменяется, и
он превращается в нечто подобное шпинели - (Мg, Fе)А12O4.
Это бесцветный, иногда пурпурный, зеленоватый или жёлтый, а
то и чёрный, очень твёрдый минерал, отличающийся большой
плотностью. На этих глубинах сейсмическая волна может
разогнаться и достичь больших скоростей.
Ещё глубже, на глубине 650 км, и этот минерал не
выдерживает могучего давления и высокой температуры. Он
приобретает ещё более плотную внутреннюю структуру,
подобную структуре ильменита и перовскита. Эти минералы
(FеТiO3 и СаТiO3) образуют руду, из которой получают ценный
металл титан. При достижении глубины 1 тыс. км, на смену
ильмениту придут ещё более плотные вещества - оксиды.
В нижней мантии плотность по мере продвижения вглубь
увеличивается постепенно, без скачков, достигает на границе
с ядром 5,5 тонн на кубический метр. Из чего состоит нижняя
мантия - пока остаётся загадкой.