O manto é a espessa camada de rocha quente e sólida entre o crosta da terrra e o ferro fundido testemunho. Compõe a maior parte da Terra, representando dois terços da massa do planeta. O manto começa cerca de 30 quilômetros abaixo e tem cerca de 2.900 quilômetros de espessura.
A Terra tem a mesma receita de elementos que o Sol e os outros planetas (ignorando o hidrogênio e o hélio, que escaparam da gravidade da Terra). Subtraindo o ferro no núcleo, podemos calcular que o manto é uma mistura de magnésio, silício, ferro e oxigênio que corresponde aproximadamente à composição de granada.
Mas exatamente que mistura de minerais está presente em uma dada profundidade é uma questão complexa que não está firmemente estabelecida. Ajuda que tenhamos amostras do manto, pedaços de rocha transportados em certas erupções vulcânicas, de profundidades como 300 quilômetros ou mais. Eles mostram que a parte superior do manto consiste nos tipos de rocha peridotita e eclogite. Ainda assim, a coisa mais emocionante que obtemos do manto é diamantes.
A parte superior do manto é agitada lentamente pelos movimentos da placa que ocorrem acima dele. Isso é causado por dois tipos de atividade. Primeiro, há o movimento descendente das placas subdivididas que deslizam uma sob a outra. Segundo, há o movimento ascendente da rocha do manto que ocorre quando duas placas tectônicas se separam e se espalham. No entanto, toda essa ação não mistura completamente o manto superior, e os geoquímicos pensam no manto superior como uma versão rochosa do bolo de mármore.
o padrões mundiais de vulcanismo refletir a ação de placas tectônicas, exceto em algumas áreas do planeta chamadas hotspots. Os pontos críticos podem ser uma pista para a ascensão e queda de material muito mais profundo no manto, possivelmente desde o fundo. Ou eles não podem. Atualmente, há uma vigorosa discussão científica sobre pontos de acesso.
Nossa técnica mais poderosa para explorar o manto é monitorar as ondas sísmicas dos terremotos do mundo. Os dois diferentes tipos de onda sísmica, As ondas P (análogas às ondas sonoras) e as ondas S (como as ondas de uma corda sacudida), respondem às propriedades físicas das rochas pelas quais passam. Essas ondas refletem alguns tipos de superfícies e refratam (dobram) quando atingem outros tipos de superfícies. Usamos esses efeitos para mapear o interior da Terra.
Nossas ferramentas são boas o suficiente para tratar o manto da Terra da mesma maneira que os médicos fazem imagens de ultrassom de seus pacientes. Depois de um século coletando terremotos, somos capazes de fazer alguns mapas impressionantes do manto.
Minerais e rochas mudam sob alta pressão. Por exemplo, o mineral manto comum olivina muda para diferentes formas de cristal em profundidades em torno de 410 quilômetros e novamente em 660 quilômetros.
Estudamos o comportamento de minerais em condições de manto com dois métodos: modelos de computador baseados nas equações da física mineral e experimentos de laboratório. Assim, os estudos modernos sobre manto são conduzidos por sismólogos, programadores de computador e pesquisadores de laboratório que podem agora reproduzem condições em qualquer lugar do manto com equipamentos de laboratório de alta pressão como a bigorna de diamante célula.
Um século de pesquisa nos ajudou a preencher alguns dos espaços em branco no manto. Possui três camadas principais. O manto superior se estende da base da crosta (o Moho) até 660 quilômetros de profundidade. A zona de transição está localizada entre 410 e 660 quilômetros, nas quais profundidades ocorrem grandes mudanças físicas nos minerais.
O manto inferior se estende de 660 quilômetros até 2.700 quilômetros. Nesse ponto, as ondas sísmicas são afetadas com tanta força que a maioria dos pesquisadores acredita que as rochas abaixo são diferentes em sua química, não apenas em sua cristalografia. Essa polêmica camada no fundo do manto, com cerca de 200 quilômetros de espessura, tem o nome estranho "D-double-prime".
Como o manto é a maior parte da Terra, sua história é fundamental para a geologia. Durante o nascimento da Terra, o manto começou como um oceano de líquido magma no topo do núcleo de ferro. À medida que solidificava, os elementos que não se encaixavam nos principais minerais se acumulavam como uma espuma no topo - a crosta. Depois disso, o manto começou a circulação lenta que teve nos últimos quatro bilhões de anos. A parte superior do manto resfriou porque é agitada e hidratada pelos movimentos tectônicos das placas de superfície.
Ao mesmo tempo, aprendemos muito sobre a estrutura dos planetas irmãos da Terra, Mercúrio, Vênus e Marte. Comparada a eles, a Terra possui um manto ativo e lubrificado, muito especial graças à água, o mesmo ingrediente que distingue sua superfície.