地下660公里的地层是上地幔和下地幔的分界线，这是一个特别强烈的特征，也是学界激烈辩论的焦点：有人认为整个地幔都是在一个巨大的对流系统中循环，而另一些人认为地幔更像是一口双层蒸锅，上、下地幔各有其独立的循环腔，两个腔体之间几乎没有物质交换。历史上，地球化学家更偏爱双层结构，因为这种结构考虑到了不同地层之间的化学差异，而地球物理学家则偏爱全地幔对流。当前的迹象表明，两者可能都是正确的，在这一折中方案中，全地幔循环是可能的，但绝非易事。地震层析成像的数据初看之下或许偏向双层蒸锅的观点。地震扫描揭示了下压的洋壳板块沉向660公里处异常地层的位置，但它们似乎并未通过该地层。相反，物质散布开去，似乎又在数亿年间在该深度聚集起来。但进一步扫描显示，在某一位点，下压的洋壳板块可以像雪崩一样突破并继续沉到下地幔，直至地核的顶部。
1994年6月，玻利维亚遭遇了一场剧烈的地震。地震几乎没有造成破坏，因为震源很深——大约有640公里。但在那样的深度，岩石应该是太软了，以至于无法断裂。正是在地震发生的区域，来自太平洋古老洋壳的一个板块下沉到安第斯山脉以下。当时，想必是一整层的岩石经历了一场灾难性相变，变成了更加致密的钙钛矿结构，它似乎必须经历这样的变化，才能够沉入下地幔。这个解释一举解开了地幔分层和深层地震的秘密。
但仍有很多问题有待解释。例如，潜入太平洋汤加海沟之下的洋壳板块以每年250毫米的速度穿过地幔，对于其温度而言，这一速度过快，无法稳定下来。洋壳物质会在区区300万年内抵达上地幔的基部，如果淤积在那里或者延展至下地幔，其低温问题理应十分突出。但没有证据表明存在着这样的板块。某个理论声称，不是所有的橄榄石都转变成了密度更高的矿物，因而原本的板块会中立地漂浮在上地幔中。低温加上矿物成分使得其地震波速与其他地幔物质非常相近，因此，它不会轻易显现出来，就像一层甘油不会在水中突出显露一样。事实上的确存在着诱人但微弱的地震学证据，证明在斐济的下面存在着这样的板块。
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