Les enveloppes terrestres, et notamment le manteau, contiennent des isotopes radioactifs.
Le manteau renferme l’essentiel de ces éléments : le 40K, le 235U, le 238U et le 232Th. La désintégration de ces éléments
radioactifs est à l’origine d’une énergie thermique dissipée vers la surface de la Terre.
La cristallisation de la graine et la chaleur initiale sont également des sources d’énergie thermique.
Cette dissipation d’énergie se fait par convection dans la partie ductile du manteau et par conduction dans le manteau lithosphérique. Cette convection a été prédite à partir du nombre de Rayleigh (qui établit le rapport entre les forces favorisant la convection et celles favorisant la diffusion) qui est supérieur à 1700 pour les paramètres mantelliques et visualisée par la tomographie sismique.
Les cellules de convection sont délimitées par les lithosphères plongeant dans les zones de subduction pour les branches descendantes et par les points chauds pour les branches ascendantes. Selon les modèles de convection (une/deux couches ou
mixtes), il existe une zone de couplage à la limite entre le manteau supérieur et le manteau inférieur.
