Mantelprosesser

Mantelprosesser refererer til de fysiske og kjemiske prosessene som foregår i jordens mantel, laget mellom skorpa og kjernen, og som strekker seg fra overflaten ned til kjerne-mantel-grensen ved omtrent 2 900 kilometer dybde. Den dominerende mekanismen er mantelkonveksjon, som transporterer varme fra jordens indre mot overflaten og driver plate-tektonikk og relaterte bevegelser.

Hovedprosessene inkluderer delvis smelting av mantle materiale som danner magma ved divergerende plater og hotspots; krystallisering og differensiering av mineraler som gir ulike mantelkomposisjoner; og fasetrinn som ved ca. 410 og 660 kilometer dybde som påvirker tetthet og strømning i mantelen. Metasomatose og hydrering, ofte som følge av vann og andre komponenter som fraktes av subduksjonsskilte, bidrar til kjemisk variasjon og kan endre mantelenes viskositet og smeltepunkt. Mantelplumer og oppdriftsstrømmer skaper temperatur- og sammensetningsanomalier som påvirker vulkanisme og platetektonikk. Subsuksjon av litosfæren tilfører vann og materialer til mantelen, og bidrar til mantellisk heterogenitet.

Observasjoner og bevis kommer fra seismikk og geokjemi. Seismiske tomografier avslører hastighets- og tetthetsvariasjoner i mantelen, mens isotopstudier (for eksempel Nd, Sr, Pb og Hf) gir innsikt i kilder og prosesser. Laboratorieeksperimenter under høyt trykk og temperatur bidrar til å forstå mineralers adferd i det dype mantell.

Mantelprosesser er sentrale for jordens geokjemiske evolusjon, varme- og massetransport, og langtidige geotektoniske sykluser på tidsrammer fra millioner til hundrevis av millioner av år.