Dynamika Ziemi
Konwekcja to termin opisujący przepływ ciepła w płynie, który jest napędzany przez wypór pochodzący z poziomych gradientów gęstości. Gradienty gęstości w płaszczu pochodzą głównie z poziomych gradientów temperatury (a także z poziomych gradientów chemicznych / składu). W termicznych warstwach granicznych (w których temperatura zmienia się w sposób ciągły od wartości powierzchniowej do średniej temperatury płaszcza) ta wyporność powoduje niestabilności, umożliwiając płynowi opuszczenie warstwy granicznej i wzrost lub spadek w całym wnętrzu systemu.
Płaszcz jest lepkosprężystym ciałem stałym, co oznacza, że w odpowiedzi na naprężenie zachowuje się zarówno lepko, jak i elastycznie. Lepka natura płaszcza jest widoczna w powolnym pełzaniu płaszcza objawiającym się jako tektonika płyt na powierzchni Ziemi. Elastyczny charakter skał płaszczowych jest widoczny w zginaniu dna morskiego wokół łańcuchów wysp oceanicznych (np. Kearey, 2009). Zakładając w pełni elastyczną warstwę skorupy ziemskiej pokrywającą płyn, można określić wysokość ugięcia w odpowiedzi na obciążenie. Te teoretyczne wartości można porównać z odpowiedzią skorupy oceanicznej na wierzchowce dna morskiego w celu określenia odpowiedzi sprężystej płaszcza.
Ciepło jest usuwane z wnętrza planety poprzez przewodnictwo cieplne oraz konwekcję podprzepustową. Konwekcja subsolidus występuje w wyniku pełzania dyfuzyjnego lub dyslokacyjnego w materiale stałym. Różnica temperatur między powierzchnią wewnętrzną i chłodzącą planety utrzymuje gradient termiczny niezbędny do konwekcji.
Ciepło jest głównym źródłem energii napędzającej konwekcję w płaszczu. Ciepło w płaszczu pochodzi ze źródeł wewnętrznych (radioaktywny rozpad pierwiastków uranu, toru i potasu), ciepło uwalniane z jądra i świeckie chłodzenie całej planety (ciepło resztkowe pozostałe po formowaniu się planet i wyższa produkcja ogrzewania radioaktywnego w przeszłości).
Konwekcja płaszcza przejawia się na powierzchni Ziemi. Grzbiety śródoceaniczne odpowiadają miejscu pasywnego materiału płaszcza w górę, podczas gdy rowy oceaniczne odpowiadają lokalizacjom konwekcyjnych spadków (subdukcja). Cykl konwekcji upwellingowej i downwellingowej pomaga zawrócić litosferę do płaszcza, wytwarzając nową litosferę na grzbietach i usuwając ją w strefach subdukcji. Rysunek 2 przedstawia komorę konwekcyjną w płaszczu z gorącym pióropuszem upwływającym (czerwony) i płytą odprowadzającą zimno (niebieski). Rysunek 1 przedstawia konwekcję w płaszczu z pióropuszem wznoszącym się w górę, pasywnym upwellingiem na grzbiecie śródoceanicznym i subdukcyjnymi płytami (dół). Pokazuje również prowincje o dużej i małej prędkości ścinania, strefy ultra-małych prędkości i obszary po perowskicie.