Geologie

Der Obere Erdmantel erstreckt sich von der Moho-Diskontinuität bis zu einer Tiefe von 350 - 400 km. Die innerhalb des Oberen Mantels leicht zunehmende Geschwindigkeit der P- und S-Wellen wird in einer Tiefe von 70 - 150 km sprunghaft rückläufig und erfährt ein ausgeprägtes Minimum. Diese Zone wird deshalb als Low-velocity-Zone bezeichnet. Das Verhalten der P- und S-Wellen - verursacht durch Abnahme der Viskosität - wird auf ein geringes partielles Aufschmelzen entlang der Korngrenzen im Gestein zurückgeführt.
Die Low-velocity-Zone bildet die untere Grenze der sich im Ganzen starr verhaltenden Lithosphäre. Die Lithosphäre bewegt sich in Form starrer Platten auf ihr. Nach unten hin schließt sich die weniger starre Asthenosphähre an.
Die verschiedenen geophysikalischen Befunde sowie kosmochemische Überlegungen sprechen für eine Peridotitzusammensetzung des Oberen Mantels. Die Korrelation dieser geophysikalischen Daten mit experimentellen Ergebnissen im Modellsystem Peridotit-Gabbro-H₂O machen es außerdem wahrscheinlich, daß sich in diesem Peridotitmantel untergeordnet Lager und Nester von Eklogit befinden. Dies würde auch mit herkömmlichen petrographischen Feststellungen gut vereinbar sein.
Bruchstücke treten an erodierten Bergketten und bei vulkanischen Ausbrüchen zu Tage. Olivin (Mg,Fe)₂SiO₄ und Pyroxen (Mg,Fe)₂Si₂O₆ sind die wesentlichen Mineralien, die auf diese Weise gefunden wurden. Diese und andere Mineralien sind bei hohen Temperaturen hitzebeständig und kristallin; deshalb lagert sich das Meiste davon ab und bildet entweder neues Krustenmaterial oder verläßt niemals den Mantel.
Es wird als gesichert angesehen, daß die basaltischen Magmen durch partielle Schmelzprozesse aus dem Material des Oberen Mantels entstehen.