Kürzlich habe ich ein Bild über die geologischen Schichten der Erde überprüft und festgestellt, dass der Mantel in einen oberen und einen unteren Mantel unterteilt ist. Was ist der Grund für diese Differenzierung?
Es wird heute angenommen, dass die Grenze zwischen dem oberen und unteren Mantel auf die Phasenänderung aufgrund des zunehmenden Drucks zurückzuführen ist von:
$$ \ text {Ringwoodite} \ xrightarrow {\ text {660 km, ca. 24,5 GPa}} \ text {Mg-Perowskit} + \ text {Mg-Wüstit} $$
Die Grenze wurde ursprünglich in Form einer seismischen Diskontinuität gefunden (die "660 km-Diskontinuität"). Diese Informationen wurden mit dem Wissen kombiniert, dass die primitivsten Meteoriten ungefähr die Chemie der Erdmasse haben. Unter Berücksichtigung der chemischen Differenzierung (in Kruste, Mantel und Kern) war die Chemie des Mantels bekannt. Zusätzliche Hinweise für die Chemie stammen von Mantel-Xenolithen. Die Kristallstruktur (wichtig für die Dichte einer chemischen Verbindung oder eines Minerals) kann aus Hochdruckexperimenten und natürlichen Labors wie Meteoriteneinschlagkratern abgeleitet werden. Zum Beispiel wurde das Mineral Majorit gefunden, das auch für den unteren Mantel postuliert wird.
Einige Literatur dazu: http://mahi.ucsd.edu/shearer/PDF/30NT92a.pdf