A Föld dinamikája
A konvekció olyan kifejezés, amely leírja a víz áramlását a vízben, amelyet a vízszintes sűrűséggradiensekből származó felhajtóerő hajt. A köpeny sűrűségi gradiensei nagyrészt a vízszintes hőmérsékleti gradiensekből származnak (és a kémiai / kompozíciós vízszintes gradiensekből is). A termikus határrétegekben (amelyeken a hőmérséklet a felületi értéktől a köpeny átlagos hőmérsékletéig folyamatosan változik) ez a felhajtóerő instabilitást okoz, lehetővé téve, hogy a folyadék elhagyja a határréteget, és a rendszer belsejében felemelkedjen vagy leeshessen.
A palást viszkoelasztikus szilárd anyag, vagyis viszkózusan és rugalmasan is viselkedik a stressz hatására. A köpeny viszkózus jellege nyilvánvaló a palást lassú kúszásában, amely lemezes tektonikaként nyilvánul meg a Föld felszínén. A palástkő rugalmas jellege nyilvánvaló a tengerfenék hajlításában az óceán szigetláncai körül (pl. Kearey, 2009). Feltételezve, hogy egy teljesen rugalmas kéregréteg fedi a folyadékot, meghatározható a terhelésre adott hajlítás magassága. Ezeket az elméleti értékeket össze lehet hasonlítani a tengerfenéken levő óceáni kéreg reakciójával, hogy meghatározzuk a köpeny rugalmas válaszát.
A hőt hővezetés és szubszolidus konvekció útján távolítják el a bolygó belsejéből. A szilárd anyag konszekciója a szilárd anyag diffúziójából vagy diszlokációjából fakad. A bolygó belső és hűtő felülete közötti hőmérséklet-különbség fenntartja a konvekcióhoz szükséges hőgradienseket.
A hő a fő konvekciós energiaforrás a köpenyben. A köpenyben lévő hő belső forrásokból származik (az urán, a tórium és a kálium elemeinek radioaktív bomlása), a magból felszabaduló hőből és a bolygó egészének szekuláris hűtéséből (a bolygóképződésből visszamaradt maradékhő és a nagyobb termelés) a radioaktív fűtés a múltban).
A mantlikonvekció a Föld felszínén nyilvánul meg. Az óceán közepén található gerincek a passzív feláramló köpenyanyag helyének felelnek meg, míg az óceáni árkok a konvektív süllyesztések helyének (szubdukció). A felfelé és a mélybe kerülő konvekció ciklusa elősegíti a litoszféra visszavezetését a palástba, új litoszférát hoz létre a gerinceken, és eltávolítja azt a szubdukciós zónáknál. A 2. ábra egy palástkonvekciós cella ábrázolását mutatja, forró, felfelé néző tollal (piros) és hideg alátámasztó táblával (kék). Az 1. ábra a köpeny konvekciójának ábrázolását mutatja felfelé süllyedő tollal, passzív felmelegedéssel az óceán közepén lévő gerincen és alulvezető födémekkel. Ezenkívül nagy-alacsony nyírósebességű tartományokat, ultra-kis sebességű zónákat és a perovskit utáni területeket is mutat.