Jordens dynamik
Konvektion är en term som beskriver flödet av värme i en vätska som drivs av flytkraft härrörande från horisontella densitetsgradienter. Densitetsgradienter i manteln härrör till stor del från horisontella temperaturgradienter (och även kemiska / sammansatta horisontella gradienter). I de termiska gränsskikten (över vilka temperaturen kontinuerligt varierar från ytvärdet till den genomsnittliga manteltemperaturen) orsakar denna flytkraft instabilitet, vilket gör att vätskan kan lämna gränsskiktet och stiga eller falla genom hela systemets inre.
Manteln är en viskoelastisk fast substans, vilket innebär att den beter sig både visköst och elastiskt som svar på en stress. Mantelns viskösa natur framgår av mantelns långsamma krypning som manifesterar sig som plåtektonik på jordens yta. Mantelrockens elastiska karaktär är tydlig i havsbottensböjningen runt havskedjorna (t.ex. Kearey, 2009). Genom att anta ett helt elastiskt skorpeskikt som ligger ovanför en vätska kan böjhöjden som svar på en belastning bestämmas. Dessa teoretiska värden kan jämföras med oceanisk skorpesvar på havsbottensfästen för att bestämma mantelns elastiska svar.
Värme avlägsnas från det inre av en planet genom termisk ledning såväl som subsolidus-konvektion. Subsolidus-konvektion sker från diffusion eller dislokationskrypning i ett fast material. Temperaturskillnaden mellan den inre och kylytan på en planet bibehåller den värmegradient som krävs för konvektion.
Värme är den huvudsakliga källan till energidrivande konvektion i manteln. Värme i manteln härrör från interna källor (radioaktivt sönderfall av elementen uran, torium och kalium), värme som frigörs från kärnan och sekulär kylning av planeten som helhet (restvärme kvar från planetbildning och en högre produktion av radioaktiv uppvärmning tidigare).
Mantelkonvektion manifesterar sig på jordens yta. Mid-ocean-åsar motsvarar platsen för passivt uppsvällande mantelmaterial medan havsgravar motsvarar platsen för konvektiva downwellings (subduktion). Cykeln för uppvärmning och nedsvällande konvektion hjälper till att återvinna litosfären in i manteln, producera ny litosfär vid åsar och ta bort den i subduktionszoner. Figur 2 visar en skildring av en mantelkonvektionscell med en varm uppsvällande plym (röd) och kall subduktionsplatta (blå). Figur 1 visar en skildring av mantelkonvektion med en uppsvällande plym, passiv uppsvällande vid en mid-havsrygg och subduktionsplattor (downwellings). Det visar också provinser med höga låga skjuvningshastigheter, zoner med ultrahög hastighet och områden efter perovskit.