Большая часть имеющейся на сегодня информации о строении недр Земли, расположенных под земной корой, получена на основании сейсмических исследований. Сейсмическими волнами называются упругие колебания, распространяющиеся в Земле и возбуждаемые различными землетрясениями. Траектория и скорость распространения сейсмических волн зависят от плотности и упругих свойств вещества, а также от температуры и давления в недрах Земли. Следовательно, анализируя данные, полученные при регистрации волн от землетрясений, можно получить сведения об этих характеристиках вещества.
Но как узнать о химическом составе недр Земли?
Мантийное вещество, частично расплавляясь, образует магму, которая извергается на поверхность Земли, формируя вулканические (эффузивные) горные породы. Состав этих пород должен в некоторой степени отражать химический состав мантии. Кроме того, в вулканических породах содержатся фрагменты пород мантии, которые магма захватывает во время своего подъема к поверхности Земли. Исследование таких фрагментов (их геологи называют ксенолитами) дает наиболее непосредственную информацию о химическом составе мантии.
Однако следует отметить, что при частичном плавлении мантийного вещества в первую очередь в расплав переходят породы и минералы, имеющие более низкую температуру плавления. В результате начинается так называемый процесс дифференциации (разделения) вещества, и поэтому вулканические породы по своему составу, вообще говоря, отличаются от исходного мантийного вещества. С другой стороны, ксенолиты, хотя и с очень большой вероятностью представляют собой мантийное вещество, но их содержание в вулканических породах настолько мало, что делать выводы о составе вещества мантии в целом на основании анализа ксенолитов вряд ли правомочно.