Manteln är det tjocka lagret av het, fast berg mellan jordskorpan och smält järn kärna. Det utgör huvuddelen av jorden och står för två tredjedelar av planetens massa. Manteln börjar cirka 30 kilometer ner och är cirka 2 900 kilometer tjock.
Jorden har samma recept på element som solen och de andra planeterna (ignorerar väte och helium, som har undgått jordens tyngdkraft). Genom att subtrahera järnet i kärnan kan vi beräkna att manteln är en blandning av magnesium, kisel, järn och syre som ungefär matchar sammansättningen av granat.
Men exakt vilken blandning av mineraler som finns på ett givet djup är en intrikat fråga som inte är ordentligt avgjort. Det hjälper att vi har prov från manteln, klippbitar som uppförts i vissa vulkanutbrott, från djup som 300 kilometer och därefter. Dessa visar att den övre delen av manteln består av bergstyperna peridotit och eklogit. Fortfarande är det mest spännande vi får från manteln ruter.
Den övre delen av manteln rörs långsamt av plattrörelserna som förekommer ovanför den. Detta orsakas av två typer av aktivitet. Först är det den nedåtriktade rörelsen hos underledande plattor som glider under varandra. För det andra finns det uppåtgående rörelse av mantelsten som uppstår när två tektoniska plattor separerar och sprids isär. All denna åtgärd blandar emellertid inte den övre manteln noggrant, och geokemister tänker på den övre manteln som en stenig version av marmorkakan.
De världens mönster av vulkanism återspegla handlingen av platta tektonik, utom i några få områden på planeten som kallas hotspots. Hotspots kan vara en ledtråd till att materialet stiger och faller mycket djupare i manteln, eventuellt från dess botten. Eller så kanske de inte. Det finns en kraftfull vetenskaplig diskussion om hotspots idag.
Vår mest kraftfulla teknik för att utforska manteln är att övervaka seismiska vågor från världens jordbävningar. De två olika slags seismisk våg, P-vågor (analogt med ljudvågor) och S-vågor (som vågorna i ett skakat rep), svarar på de fysiska egenskaperna hos klipporna de går igenom. Dessa vågor reflekterar av vissa typer av ytor och bryter (böjs) när de träffar andra typer av ytor. Vi använder dessa effekter för att kartlägga jordens insider.
Våra verktyg är tillräckligt bra för att behandla jordens mantel på det sätt som läkare gör ultraljudsbilder av sina patienter. Efter ett sekel med att samla jordbävningar kan vi göra några imponerande kartor över manteln.
Mineraler och stenar förändras under högt tryck. Till exempel det vanliga mantelmineralet olivin förändras till olika kristallformer på djup runt 410 kilometer och igen på 660 kilometer.
Vi studerar beteendet hos mineraler under mantelförhållanden med två metoder: datormodeller baserade på ekvationerna i mineralfysik och laboratorieexperiment. Således genomförs moderna mantelstudier av seismologer, dataprogrammerare och laboratorieforskare som kan reproducera nu förhållanden var som helst i manteln med högtryckslaboratorieutrustning som diamantstädet cell.
Ett sekel av forskning har hjälpt oss att fylla några av tomma ämnen i manteln. Den har tre huvudskikt. Den övre manteln sträcker sig från jordskorpans bas (Moho) ner till 660 kilometer djup. Övergångszonen är belägen mellan 410 och 660 kilometer, på vilka djup stora fysiska förändringar inträffar i mineraler.
Den nedre manteln sträcker sig från 660 kilometer ner till cirka 2 700 kilometer. Vid denna punkt påverkas seismiska vågor så starkt att de flesta forskare tror att klipporna under är olika i sin kemi, inte bara i deras kristallografi. Detta kontroversiella skikt längst ner på manteln, cirka 200 kilometer tjockt, har det udda namnet "D-double-prime."
Eftersom manteln är huvuddelen av jorden, är dess berättelse grundläggande för geologin. Under jordens födelse, manteln började som ett hav av vätska magma ovanpå järnkärnan. När det stelnade, element som inte passade in i de viktigaste mineralerna som samlats upp som avskum på toppen - skorpan. Därefter började manteln den långsamma cirkulationen den har haft under de senaste fyra miljarder åren. Den övre delen av manteln har svalnat eftersom den rörs om och hydratiseras av de tektoniska rörelserna hos ytplattorna.
Samtidigt har vi lärt oss mycket om strukturen på jordens systerplaneter Mercury, Venus och Mars. Jämfört med dem har jorden en aktiv, smord mantel som är mycket speciell tack vare vatten, samma ingrediens som skiljer ytan.