Jordens dynamik
Konvektion er et udtryk, der beskriver strømmen af varme i en væske, der drives af opdrift, der stammer fra vandrette tæthedsgradienter. Densitetsgradienter i kappen stammer stort set fra vandrette temperaturgradienter (og også kemiske / sammensatte vandrette gradienter). I de termiske grænselag (over hvilke temperaturen varierer kontinuerligt fra overfladeværdien til den gennemsnitlige kappetemperatur) forårsager denne opdrift ustabilitet, hvilket gør det muligt for væske at forlade grænselaget og stige eller falde gennem systemets indre.
Mantlen er et viskoelastisk fast stof, hvilket betyder at den opfører sig både viskøst og elastisk som reaktion på en stress. Mantelens tyktflydende natur er tydelig i den langsomme krybning af kappen, der manifesterer sig som pladetektonik på jordens overflade. Mantelstenes elastiske natur er tydelig i havbundens bøjning omkring havø-kæder (fx Kearey, 2009). Ved at antage et fuldt elastisk skorpelag, der ligger over en væske, kan bøjningshøjden som reaktion på en belastning bestemmes. Disse teoretiske værdier kan sammenlignes med respons på oceanisk skorpe på havbundbund for at bestemme kappens elastiske respons.
Varme fjernes fra det indre af en planet ved termisk ledning såvel som subsolidus-konvektion. Subsolidus konvektion opstår fra diffusion eller dislokation krybning i et fast materiale. Temperaturforskellen mellem det indre og køleoverfladen på en planet opretholder den nødvendige termiske gradient til konvektion.
Varme er den vigtigste kilde til energidrivende konvektion i kappen. Varme i kappen stammer fra interne kilder (radioaktivt henfald af elementerne uran, thorium og kalium), varme frigivet fra kernen og sekulær afkøling af planeten som helhed (restvarme tilbage fra planetformation og en højere produktion af radioaktiv opvarmning i fortiden).
Mantelkonvektion manifesterer sig på jordens overflade. Midterhavsrygge svarer til stedet for passivt opstrøms kappemateriale, mens havgrave svarer til placeringen af konvektive downwellings (subduktion). Cyklussen med opsvulmning og nedvældningskonvektion hjælper med at genbruge lithosfæren ind i kappen, producerer ny lithosfære ved højderyg og fjerner den ved subduktionszoner. Figur 2 viser en skildring af en kappe til konvektionskappe med en varm opstrøms-sky (rød) og kold subduktionsplade (blå). Figur 1 viser en skildring af kappekonvektion med en opsvulmende sky, passiv opsving ved en midterhavsrygg og subduktionsplader (downwellings). Det viser også provinser med stor lav forskydningshastighed, zoner med ultra lav hastighed og områder efter perovskit.