La zona de transición frágil-dúctil (en adelante, la "zona de transición") es la zona de la corteza terrestre que marca la transición de la corteza superior, más frágil, a la corteza inferior, más dúctil. [1] Para las rocas ricas en cuarzo y feldespato en la corteza continental , la zona de transición se produce a una profundidad aproximada de 20 km, [2] a temperaturas de 250–400 °C. A esta profundidad, la roca se vuelve menos propensa a fracturarse y más propensa a deformarse dúctilmente por fluencia porque la resistencia frágil de un material aumenta con la presión de confinamiento , mientras que su resistencia dúctil disminuye con el aumento de la temperatura.
La zona de transición se encuentra en la profundidad de la litosfera de la Tierra donde la resistencia frágil que aumenta hacia abajo es igual a la resistencia dúctil que aumenta hacia arriba, lo que da un perfil característico de resistencia de la corteza en "dientes de sierra". La zona de transición es, por lo tanto, la parte más fuerte de la corteza y la profundidad a la que ocurren la mayoría de los terremotos superficiales . Su profundidad depende tanto de la tasa de deformación como del gradiente de temperatura; es menos profunda para una deformación lenta y/o un flujo de calor alto y más profunda para una deformación rápida y/o un flujo de calor bajo. La composición y la edad de la corteza también afectan la profundidad: es menos profunda (~10–20 km) en la corteza joven y cálida y más profunda (~20–30 km) en la corteza vieja y fría. [2]
La zona de transición también marca un cambio en la conductividad eléctrica de la corteza. La región superior de la corteza terrestre, que tiene un espesor de entre 10 y 15 km, es altamente conductora debido a las estructuras conductoras de electricidad que se distribuyen comúnmente por toda esta región. En contraste, la región inferior de la corteza es altamente resistiva y su conductividad eléctrica está determinada por factores físicos como la profundidad y la temperatura. [1] Aunque la zona de transición generalmente marca un cambio de roca frágil a roca dúctil, existen excepciones en ciertas condiciones. Si se aplica tensión rápidamente, la roca debajo de la zona de transición puede fracturarse. Por encima de la zona de transición, la roca puede deformarse de manera dúctil si hay fluidos intersticiales y la tensión se aplica gradualmente. [2]
Las secciones de zonas de falla que alguna vez estuvieron activas en la zona de transición y ahora están expuestas en la superficie, por lo general tienen una sobreimpresión compleja de tipos de rocas frágiles y dúctiles. Las cataclasitas o brechas de pseudotaquilita con clastos de milonita son comunes, al igual que las cataclasitas y pseudotaquilitas deformadas dúctilmente. Estas secciones quedan expuestas en regiones geológicamente activas donde se encuentra la zona de transición, la zona sísmica , donde ocurren la mayoría de los terremotos superficiales. Un ejemplo importante de este fenómeno es el sistema de fallas Salzach-Ennstal-Mariazell-Puchberg (SEMP) en los Alpes austríacos . A lo largo de esta línea de falla, los investigadores han observado directamente cambios en la estructura y los perfiles de resistencia en la zona de transición. [3]