在早期地球的湍流锻造中，密度是命运。 小行星撞击和放射性衰变产生的热量将一团原始瓦砾变成了原始瓦砾，在重力作用下结合成一个沸腾的熔融球体。 在这种疯狂的状态下，构成地球的物质被分成不同的层;最致密的物质下沉，形成铁镍核，而较轻的硅酸盐材料上升形成岩石地幔。
地质学家长期以来一直认为，这些地层是永久性的，没有任何物理物质可以跨越地核和地幔之间的古老边界。 发表在《自然》杂志上的一篇新文章挑战了这一观点，提供了证据，证明自推进恒星形成以来，核心可能会将储存在那里的气体“向上”泄漏到地幔中，并且这些气体可以通过火山岩到达地球表面。
虽然它从我们脚下 20 英里处开始，覆盖了地球体积的 80% 以上，但地球的地幔是一个狂野而未知的地方。 我们最深的钻孔从未到达地幔，关于其成分和搅动运动的推论来自间接**，例如产生的波浪的隆隆声，揭示了它是固体，尽管是懒洋洋地流动的岩石。 其他线索来自玄武岩熔岩的化学性质，玄武岩熔岩是炽热的岩浆，当它们喷发时，其粘度接近番茄酱。 这些熔岩是由地幔的部分融化产生的，并通过地壳（最上层）的薄喷口和火山喷发，主要是在海洋中。
在 1960 年代，在板块构造理论（解释全球火山和活动模式）出现后不久，地质学家注意到从冰岛等地释放的玄武岩熔岩（称为洋中脊玄武岩或莫布斯）和来自夏威夷等地的玄武岩熔岩（称为热点）的化学成分略有不同。 这些火山位于水下火山脊上，而热点是地幔区域，孤立的热岩浆柱从这些区域升起，在上覆的地壳上形成火山。
特别是，冰岛类型的熔岩的化学性质表明，这些熔岩起源于浅地幔来源。 相比之下，夏威夷型热点玄武岩的化学性质表明它们来自更深的地幔**。 尽管地球的地幔通过对流（冷岩石下沉和热岩石上升的密度驱动过程）搅动自身，但许多地球科学家认为，上地幔和下地幔是分开搅动的，只有从深处升起的热羽流或岩浆柱才能混合在一起。 在这种观点中，一些“原始”物质——未被融化或其他地质过程（如俯冲）改变——本来是地壳的一部分——即使在 45 亿年后也可能在地幔深处持续存在。
上地幔在化学上与下地幔不同的观点通常得到对惰性气体（如氦气和氖气）的研究的支持，这些惰性气体被困在玄武岩的矿物晶体中。 特别是，科学家们研究了两种氦同位素4HE和3HE的浓度。 4他在岩石和大气中都更丰富和稀有.3从世界开始，他就被普遍理解为一种气体。 在以往的研究中，研究人员发现，上地壳Morb玄武岩一般含有较多的4He，而原始热点玄武岩含有较多的3He。
然而，这项新研究改写了这种对地幔及其氦气预算的简洁观点。 研究人员发现，来自加拿大北极群岛巴芬岛的玄武岩虽然与热点有关，但具有比3HE4高得多的MORB样化学成分，比以前测量的任何比率都要高，事实上，高于任何合理的原始地幔值。 虽然研究人员承认可能有不止一种方法可以解释这种意想不到的组合，但最简单的情况是，Morb型海洋地壳沉入地幔底部，在那里注入原始的3HE从核心中渗出。 然后，经过这些混合材料的长时间攀登，他们到达了巴芬岛。
这是一种全新的观点，认为地球的地幔和地核是开放的而不是封闭的，地壳中的岩石可能会沉入地幔中并与地核的物质混合，然后返回地表，并带来它们正在前往地核的消息。