地幔對流模型

地震學、地球動力學研究傾向於全地幔對流模型;地球化學研究則支持分層地幔對流。無論是簡單的全地幔對流模型或分層地幔對流模型,都不能完全解釋全部觀測事實。由於考慮了岩石的強度和變形機理，因此首次得到了與觀察到的板塊構造和地幔物質對流現象比較一致的結果。

具體實驗操作

科學家用實驗室來模擬地幔的動力過程。他們把染色的水放入裝滿高密度、高粘度的葡萄糖漿容器，然後在底部緩慢地加熱。這時在糖漿中開始出現上升的水柱，水柱細長，水柱的頂部則出現球形的冠頂。與此相應，在容器周邊部分形成方向相反的下降流，形成一種自然對流循環。後來有些學者又用不同粘度的油、甘油、糖漿做了類似的模擬試驗，而得出的結果與前者相同。事實上我們在日常生活中燒開一鍋水或粥時，都可以直觀地看到這種現象。

引出動力學模型

學者們分析認為熱擾動可以使下地幔底層物質粘度降低，流動性增強，在熱梯度的驅動下，所有受熱擾動作用的高溫低粘度物質向熱邊界層最低處匯集，然後隨著溫度升高而形成地幔上升熱流。 許多學者把地幔對流與岩石圈板塊構造運動聯繫起來，描繪出簡單的地球動力學模型。