Jordens dynamikk
Konveksjon er et begrep som beskriver varmestrømmen i en væske som drives av oppdrift avledet fra horisontale tetthetsgradienter. Tetthetsgradienter i kappen er i stor grad avledet fra horisontale temperaturgradienter (og også kjemiske / komposisjonelle horisontale gradienter). I de termiske grenselagene (over hvilke temperaturen varierer kontinuerlig fra overflateverdien til den gjennomsnittlige kappetemperaturen) forårsaker denne oppdriften ustabilitet, slik at væske kan forlate grenselaget og stige eller falle i hele systemets indre.
Mantelen er et viskoelastisk fast stoff, noe som betyr at den oppfører seg både viskøst og elastisk som respons på stress. Mantelens viskøse natur er tydelig i den sakte krypingen av mantelen som manifesterer seg som platetektonikk på jordens overflate. Mantelbergs elastiske natur er tydelig i havbunnsbøyningen rundt øyøyene (f.eks. Kearey, 2009). Ved å anta et helt elastisk skorpelag som ligger over en væske, kan bøyningshøyden bestemmes. Disse teoretiske verdiene kan sammenlignes med respons fra havskorpen på havbunnsfester for å bestemme den elastiske responsen til kappen.
Varme fjernes fra det indre av en planet ved termisk ledning så vel som subsolidus-konveksjon. Subsolidus-konveksjon oppstår fra diffusjon eller dislokasjonskryp i et fast materiale. Temperaturforskjellen mellom det indre og kjøleoverflaten til en planet opprettholder den termiske gradienten som er nødvendig for konveksjon.
Varme er den viktigste kilden til energidrivende konveksjon i kappen. Varme i kappen er avledet fra interne kilder (radioaktivt forfall av elementene uran, thorium og kalium), varme som frigjøres fra kjernen og sekulær kjøling av planeten som helhet (restvarme som er igjen fra planetformasjonen og en høyere produksjon av radioaktiv oppvarming tidligere).
Mantelkonveksjon manifesterer seg på jordens overflate. Midterhavsrygger tilsvarer stedet for passivt oppvoksende kappemateriale, mens havgrøfter tilsvarer plasseringen av konvektive nedvann (subduksjon). Syklusen med oppvelling og nedvellingskonveksjon hjelper til med å resirkulere litosfæren i kappen, og produserer ny litosfære ved rygger og fjerner den ved subduksjonssoner. Figur 2 viser en skildring av en kappekonveksjonscelle, med en varm oppsvellende skyve (rød) og kald subduksjonsplate (blå). Figur 1 viser en skildring av kappekonveksjon med en oppsvømmende skyve, passiv oppvelging ved en midthavsrygg og subduksjonsplater (downwellings). Det viser også provinser med lav lav skjærhastighet, soner med ultra lav hastighet og områder etter perovskitt.