Хрупко-пластичная переходная зона
Хрупко-пластичная переходная зона (анг. — brittle-ductile transition zone, далее «переходная зона») — зона земной коры, отмечающая переход от верхней, более хрупкой коры к нижней, более пластичной коре.
Для пород, богатых кварцем и полевым шпатом, в континентальной коре переходная зона располагается примерно на глубине 20 км, при температурах 250–400 °C. На этой глубине вероятность разрушения горной породы снижается и увеличивается вероятность пластической деформации за счет ползучести, поскольку хрупкая прочность материала увеличивается с ростом всепоглощающего давления, а его пластичная прочность снижается с увеличением температуры.
Глубина переходной зоны
Переходная зона возникает на глубине литосферы Земли, где возрастающая вниз хрупкая прочность равна растущей вверх пластической прочности, что дает характерный «пилообразный» профиль прочности земной коры.
Таким образом, переходная зона представляет собой самую прочную часть земной коры и глубину, на которой происходит большинство мелких землетрясений. Ее глубина зависит как от скорости деформации, так и от градиента температуры; он меньше при медленной деформации и/или сильном тепловом потоке и больше при быстрой деформации и/или низком тепловом потоке. Состав и возраст земной коры также влияют на глубину: она меньше (~ 10–20 км) в теплой молодой коре и глубже (~ 20–30 км) в прохладной старой коре.
Изменения физических свойств
Переходная зона также отмечает сдвиг электропроводности земной коры. Верхняя часть земной коры толщиной около 10–15 км обладает высокой проводимостью из-за электропроводящих структур, которые обычно распространены в этом регионе.
Напротив, нижняя область коры обладает высоким сопротивлением, и ее электропроводность определяется физическими факторами, такими как глубина и температура. Хотя переходная зона обычно обозначает переход от хрупкой породы к пластичной, в определенных условиях существуют исключения.
Если напряжение прикладывается быстро, порода ниже переходной зоны может разрушиться. Выше переходной зоны порода может деформироваться пластично, если присутствуют поровые флюиды и напряжение прикладывается постепенно.
Примеры, обнаруженные на суше
Участки зон разломов, когда-то активные в переходной зоне, а теперь обнаженные на поверхности, обычно имеют сложное наложение хрупких и пластичных типов пород. Часто встречаются катаклазиты или псевдотахилитовые брекчии с обломками милонита, а также пластично деформированные катаклазиты и псевдотахилиты.
Эти участки обнажаются в геологически активных регионах, где находится переходная зона к сейсмической зоне, где происходит большинство мелких землетрясений. Основным примером этого явления является система разломов Зальцах-Эннсталь-Мариацелль-Пухберг (SEMP) в Австрийских Альпах. Вдоль этой линии разлома исследователи непосредственно наблюдали изменения в структуре и профилях прочности в переходной зоне.