Mantija ir biezs karsta, cieta klints slānis starp Zemes garoza un izkausētais dzelzs kodols. Tas veido lielāko daļu Zemes, kas sastāda divas trešdaļas no planētas masas. Mantija sākas apmēram 30 kilometrus uz leju un ir aptuveni 2900 kilometru bieza.
Zemei ir tāda pati elementu recepte kā Saulei un citām planētām (ignorējot ūdeņradi un hēliju, kas ir izbēguši no Zemes gravitācijas). Atņemot dzelzi kodolā, mēs varam aprēķināt, ka mantija ir magnija, silīcija, dzelzs un skābekļa sajaukums, kas aptuveni atbilst granāts.
Bet tieši tas, kāds minerālu sajaukums atrodas noteiktā dziļumā, ir sarežģīts jautājums, kas nav pilnībā nokārtots. Tas palīdz, ka mums ir paraugi no mantijas, iežu gabaliem, kas veikti noteiktos vulkānu izvirdumos, no tādiem dziļumiem kā 300 kilometri un tālāk. Tie parāda, ka mantijas augšējo daļu veido iežu veidi peridotite un eklogīts. Tomēr aizraujošākais, ko mēs iegūstam no mantijas, ir dimanti.
Apvalka augšdaļu lēnām maisa, plākšņu kustībām virzoties virs tā. To izraisa divu veidu darbības. Pirmkārt, notiek pakārtoto plākšņu kustība uz leju, kas slīd viena zem otras. Otrkārt, ir mantijas iežu augšupvērstā kustība, kas notiek, kad divas tektoniskās plāksnes atdalās un izdalās viena no otras. Tomēr šī darbība pilnībā nesajauc augšējo mantiju, un ģeoķīmiķi domā par augšējo mantiju kā akmeņainu marmora kūkas versiju.
pasaules vulkānisma modeļi atspoguļot plākšņu tektonika, izņemot dažus planētas apgabalus, ko sauc par karstajiem punktiem. Karstie punkti var būt norāde uz materiāla celšanos un krišanu daudz dziļāk mantijā, iespējams, no tās pašas apakšas. Vai arī viņi to nevar. Mūsdienās notiek aktīva zinātniska diskusija par karstajiem punktiem.
Mūsu visspēcīgākais paņēmiens mantijas izpētei ir seismisko viļņu novērošana no pasaules zemestrīcēm. Divas atšķirīgas seismiskā viļņa veidi, P viļņi (analogi skaņas viļņiem) un S viļņi (piemēram, viļņi sakratītā virvē) reaģē uz to iežu fizikālajām īpašībām, kuras tie iziet. Šie viļņi atstaro dažu veidu virsmas un refrakcijas (saliekuma) rada, atsitoties pret cita veida virsmām. Mēs izmantojam šos efektus, lai kartētu Zemes iekšpuses.
Mūsu rīki ir pietiekami labi, lai apstrādātu Zemes apvalku, kā ārsti veic pacientu ultraskaņas attēlus. Pēc gadsimtu ilga zemestrīču savākšanas mēs varam izveidot dažas iespaidīgas mantijas kartes.
Augsta spiediena laikā mainās minerāli un ieži. Piemēram, parastais mantijas minerāls olivīns izmaiņas dažādās kristāla formās dziļumā ap 410 kilometriem un atkal 660 kilometru dziļumā.
Mēs pētām minerālu izturēšanos mantijas apstākļos ar divām metodēm: datoru modeļiem, kuru pamatā ir minerālfizikas vienādojumi, un laboratorijas eksperimentiem. Tādējādi mūsdienu mantijas pētījumus veic seismologi, datorprogrammētāji un laboratorijas pētnieki, kuri to var tagad reproducējiet apstākļus jebkur mantijā ar augstspiediena laboratorijas iekārtām, piemēram, ar dimanta laku šūna.
Gadsimta izpēte mums ir palīdzējusi aizpildīt dažas mantijas nepilnības. Tam ir trīs galvenie slāņi. Augšējā apvalks stiepjas no garozas pamatnes (Moho) līdz 660 kilometru dziļumam. Pārejas zona atrodas no 410 līdz 660 kilometriem, kurā dziļumā notiek lielas fizikālās izmaiņas minerālos.
Apakšējā mantija sniedzas no 660 kilometriem līdz aptuveni 2700 kilometriem. Šajā brīdī seismiskos viļņus ietekmē tik spēcīgi, ka vairums pētnieku uzskata, ka zemāk esošie ieži ir atšķirīgi ne tikai to kristalogrāfijā, bet arī ķīmijā. Šim strīdīgajam mantijas apakšā, apmēram 200 kilometru biezajam, slānim ir nepāra nosaukums "D-double-prime".
Tā kā mantija ir Zemes lielākā daļa, tās stāsts ir ģeoloģijas pamatnoteikums. Zemes dzimšanas laikā, mantija sākās kā šķidruma okeāns magma virs dzelzs serdes. Kad tie sacietēja, elementi, kas neietilpa galvenajos minerālos, tika savākti kā virsū kā garozs - garoza. Pēc tam mantija sāka lēno apriti, kāda tai bijusi pēdējos četrus miljardus gadu. Mantijas augšējā daļa ir atdzisusi, jo to maisa un hidratē virszemes plākšņu tektoniskās kustības.
Tajā pašā laikā mēs esam daudz uzzinājuši par Zemes māsu planētu Merkura, Venēras un Marsa uzbūvi. Salīdzinot ar viņiem, Zemei ir aktīva, ieeļļota mantija, kas ir ļoti īpaša, pateicoties ūdenim, tai pašai sastāvdaļai, kas atšķir tās virsmu.