เนื้อโลกชั้นล่างซึ่งในอดีตเรียกว่ามีโซสเฟียร์คิดเป็นประมาณ 56% ของปริมาตรทั้งหมดของโลกและเป็นบริเวณตั้งแต่ 660 ถึง 2,890 กม. (410 ถึง 1,800 ไมล์) ใต้พื้นผิวโลกระหว่างเขตเปลี่ยนผ่านและแกนโลกชั้นนอก^{[ 1 ]}แบบจำลองโลกอ้างอิงเบื้องต้น (PREM) แบ่งเนื้อโลกชั้นล่างออกเป็นสามส่วน คือ ส่วนบนสุด (660–770 กม. (410–480 ไมล์)) เนื้อโลกชั้นล่างตอนกลาง (770–2,700 กม. (480–1,680 ไมล์)) และชั้น D (2,700–2,890 กม. (1,680–1,800 ไมล์)) ^{[ 2 ]}

ความดันและอุณหภูมิในเนื้อโลกชั้นล่างมีช่วงตั้งแต่ 24–127 GPa (3,500,000–18,400,000 psi) ^{[ 2 ]}และ 1,900–2,600 K (1,630–2,330 °C; 2,960–4,220 °F) ^{[ 3 ]}มีการเสนอว่าองค์ประกอบของเนื้อโลกชั้นล่างเป็นแบบไพโรไลต์ [ ^{4 ]}ซึ่งประกอบด้วยเฟสหลักสามเฟส ได้แก่บริดจ์แมนไนต์เฟอร์โรเพอริเคลส และแคลเซียมซิลิเกตเพ ^อร์รอฟสไกต์ ความดันสูงในเนื้อโลกชั้นล่างแสดงให้เห็นว่าสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะสปินของบริดจ์แมนไนต์และเฟอร์โรเพอริเคลสที่มีธาตุเหล็ก^{[ 5 ]}ซึ่งอาจส่งผลต่อทั้งพลวัตของมวลเนื้อโลก^{[ 6 ] [ 7 ]}และเคมีของเนื้อโลกชั้นล่าง^{[ 5 ]}เนื้อโลกเคลื่อนที่ประมาณ 1 ซม. (0.39 นิ้ว) ต่อปี^{[ 8 ]}

ขอบเขตบนถูกกำหนดโดยการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของ ความเร็ว คลื่นแผ่นดินไหวและความหนาแน่นที่ระดับความลึก 660 กม. (410 ไมล์) ^{[ 9 ]}ที่ระดับความลึก 660 กม. (410 ไมล์) ริงวูดไดต์ γ-( (Mg,Fe) ₂ SiO ₄ ) สลายตัวเป็นMg-Si เพอร์รอฟสไกต์และ แมกนี ซิโอ วูสไทต์ ^{[ 9 ]}ปฏิกิริยานี้เป็นเครื่องหมายของขอบเขตระหว่างเนื้อโลกส่วนบนและเนื้อโลกส่วนล่าง การวัดนี้ประมาณจากข้อมูลแผ่นดินไหวและการทดลองในห้องปฏิบัติการที่มีความดันสูง ฐานของมีโซสเฟียร์ประกอบด้วย โซน D″ซึ่งอยู่เหนือขอบเขตเนื้อโลก-แกนโลกที่ระดับความลึกประมาณ 2,700–2,890 กม. (1,678–1,796 ไมล์) ^{[ 9 ]}

ชั้นแมนเทิลล่างถูกกำหนดให้เป็นชั้น D ในแบบจำลองสมมาตรทรงกลมของโลกของ Bullen ในตอนแรก^{[ 10 ]}แบบจำลองแผ่นดินไหว PREM ของภายในโลกแยกชั้น D ออกเป็นสามชั้นที่แตกต่างกันซึ่งกำหนดโดยความไม่ต่อเนื่องของ ความเร็ว คลื่นแผ่นดินไหว : ^{[ ​​2 ]}

• 660–770 กม.: ความไม่ต่อเนื่องของความเร็วคลื่นอัด (6–11%) ตามด้วยความชันสูง บ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงของแร่ริงวูดไอต์ไปเป็นบริดจ์แมนไนต์และเฟอร์โรเพอริเคลส และการเปลี่ยนผ่านระหว่าง ชั้น เขตเปลี่ยนผ่านไปยังเนื้อโลกส่วนล่าง
• 770–2700 กม.: ความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งบ่งชี้ถึง การอัดตัว แบบอะเดียแบติกของแร่ธาตุในชั้นแมนเทิลล่าง
• 2700–2900 กม.: ชั้น Dถือเป็นช่วงเปลี่ยนผ่านจากเนื้อโลกชั้นล่างไปยังแก่นโลกชั้นนอก

อุณหภูมิของเนื้อโลกชั้นล่างมีช่วงตั้งแต่ 1,960 K (1,690 °C; 3,070 °F) ที่ชั้นบนสุดถึง 2,630 K (2,360 °C; 4,270 °F) ที่ระดับความลึก 2,700 กิโลเมตร (1,700 ไมล์) ^{[ 3 ]}แบบจำลองของอุณหภูมิของเนื้อโลกชั้นล่างประมาณการ ว่า การพาความร้อนเป็นปัจจัยหลักในการถ่ายเทความร้อน ในขณะที่การนำความร้อนและการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสีถือว่ามีน้อยมาก ส่งผลให้ความชันของอุณหภูมิของเนื้อโลกชั้นล่างตามฟังก์ชันของความลึกมีลักษณะเป็นแบบอะเดียแบติกโดยประมาณ^{[ 1 ]}การคำนวณความชันของอุณหภูมิใต้พิภพพบว่าลดลงจาก 0.47 เคลวินต่อกิโลเมตร (0.47 °C/กม.; 1.4 °F/ไมล์) ที่ส่วนบนสุดของเนื้อโลกชั้นล่างสุด เหลือ 0.24 เคลวินต่อกิโลเมตร (0.24 °C/กม.; 0.70 °F/ไมล์) ที่ระดับความลึก 2,600 กิโลเมตร (1,600 ไมล์) ^{[ 3 ]}

เนื้อโลกชั้นล่างส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบหลัก 3 ชนิด ได้แก่ บริจแมนไนต์ เฟอร์โรเพอริเคลส และแคลเซียมซิลิเกตเพอร์รอฟสไกต์ (CaSiO₃- _เพอร์รอฟสไกต์) สัดส่วนของแต่ละองค์ประกอบเป็นหัวข้อที่ถกเถียงกันมาโดยตลอด โดยมีการเสนอว่าองค์ประกอบโดยรวมน่าจะเป็นดังนี้

• ไพโรไลติก: ได้มาจากแนวโน้มองค์ประกอบทางธรณีวิทยาของเพริโดไทต์ ใน แมนเทิลบน ซึ่งบ่งชี้ถึงความเป็นเนื้อเดียวกันระหว่างแมนเทิลบนและล่าง โดยมีอัตราส่วน Mg/Si เท่ากับ 1.27 แบบจำลองนี้แสดงให้เห็นว่าแมนเทิลล่างประกอบด้วยบริจแมนไนต์ 75%, เฟอร์โรเพริคลาส 17% และ CaSiO ₃ -เพอร์รอฟสไกต์ 8% โดยปริมาตร^{[ 4 ]}
• คอนไดรติก: บ่งชี้ว่าเนื้อโลกชั้นล่างก่อตัวขึ้นจากองค์ประกอบของอุกกาบาตชนิดคอนไดรติกโดยมีอัตราส่วน Mg/Si ประมาณ 1 ซึ่งหมายความว่าบริจแมนไนต์และแคลเซียมซิ ลิเกตออกไซด์-เพอ _ร์รอฟสไกต์เป็นส่วนประกอบหลัก

การทดลองการอัดแบบหลายแท่นในห้องปฏิบัติการจำลองสภาวะของอุณหภูมิ ใต้ พิภพแบบอะเดียแบติกของไพโรไลต์และวัดความหนาแน่นโดยใช้การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์แบบอินซิทูพบว่าโปรไฟล์ความหนาแน่นตามแนวอุณหภูมิใต้พิภพสอดคล้องกับแบบจำลองPREM ^{[ 11 ]}การคำนวณหลักการแรกของโปรไฟล์ความหนาแน่นและความเร็วตามแนวอุณหภูมิใต้พิภพของเนื้อโลกชั้นล่างที่มีสัดส่วนของบริดจ์แมนไนต์และเฟอร์โรเพอริเคลสที่แตกต่างกัน พบว่าตรงกับแบบจำลอง PREM ที่สัดส่วน 8:2 สัดส่วนนี้สอดคล้องกับองค์ประกอบโดยรวมของไพโรไลต์ในเนื้อโลกชั้นล่าง^{[ 12 ]}นอกจากนี้ การคำนวณความเร็วคลื่นเฉือนขององค์ประกอบไพโรไลต์ในเนื้อโลกชั้นล่างโดยพิจารณาธาตุรอง ส่งผลให้ตรงกับโปรไฟล์ความเร็วเฉือนของ PREM ภายใน 1% ^{[ 13 ]}ในทางกลับกัน การศึกษา สเปกโทรสโกปีของบริลลูอินที่ความดันและอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องเผยให้เห็นว่าเนื้อโลกชั้นล่างที่ประกอบด้วยเฟสบริจแมนไนต์มากกว่า 93% มีความเร็วคลื่นเฉือนที่สอดคล้องกับความเร็วคลื่นไหวสะเทือนที่วัดได้ องค์ประกอบที่แนะนำนี้สอดคล้องกับเนื้อโลกชั้นล่างแบบคอนไดรต์^{[ 14 ]}ดังนั้น องค์ประกอบโดยรวมของเนื้อโลกชั้นล่างจึงเป็นหัวข้อที่กำลังถกเถียงกันอยู่ในปัจจุบัน

สภาพแวดล้อมทางอิเล็กทรอนิกส์ของแร่ธาตุที่มีเหล็กสองชนิดในเนื้อโลกชั้นล่าง (บริจแมนไนต์ เฟอร์โรเพอริเคลส) เปลี่ยนจากสถานะสปินสูง (HS) เป็นสถานะสปินต่ำ (LS) ^{[ 5 ]} Fe ²⁺ในเฟอร์โรเพอริเคลสจะเกิดการเปลี่ยนแปลงระหว่าง 50–90 GPa บริจแมนไนต์ประกอบด้วยทั้ง Fe ³⁺และ Fe ²⁺ในโครงสร้าง โดย Fe ²⁺จะครอบครองตำแหน่ง A และเปลี่ยนไปเป็นสถานะ LS ที่ 120 GPa ในขณะที่ Fe ^{3+ ครอบครองทั้งตำแหน่ง A และ B โดย Fe 3+}ในตำแหน่ง B จะเกิดการเปลี่ยนแปลงจาก HS เป็น LS ที่ 30–70 GPa ในขณะที่ Fe ³⁺ในตำแหน่ง A จะแลกเปลี่ยนกับแคตไอออน Al ³⁺ในตำแหน่ง B และกลายเป็น LS ^{[ 15 ]}การเปลี่ยนสถานะสปินของไอออนเหล็กนี้ส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งส่วนระหว่างเฟอร์โรเพริคลาสและบริดจ์แมนไนต์เพิ่มขึ้นเป็น 10–14 ทำให้บริดจ์แมนไนต์ลดลงและเฟอร์โรเพริคลาสมี Fe 2+ ^{เพิ่ม ขึ้น [ 5 ]}มีรายงานว่าการเปลี่ยนสถานะจาก HS เป็น LS ส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของแร่ธาตุที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น มีรายงานว่าความหนาแน่นและความไม่สามารถอัดตัวได้เพิ่มขึ้นจากสถานะ HS เป็น LS ในเฟอร์โรเพริคลาส^{[ 16 ]}ผลกระทบของการเปลี่ยนสถานะสปินต่อคุณสมบัติการขนส่งและรีโอโลยีของเนื้อโลกชั้นล่างกำลังอยู่ระหว่างการศึกษาและอภิปรายโดยใช้การจำลองเชิงตัวเลข

เมโซสเฟียร์ (ไม่ควรสับสนกับเมโซสเฟียร์ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศ ) มาจากคำว่า "เปลือกเมโซสเฟียร์" ซึ่งบัญญัติโดยเรจินัลด์ อัลด์เวิร์ธ เดลีศาสตราจารย์ด้านธรณีวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ ด ในยุคก่อนทฤษฎีแผ่นเปลือกโลกเดลี (1940) สรุปว่าชั้นนอกของโลกประกอบด้วยชั้นทรงกลม สามชั้น ได้แก่ ลิโทสเฟียร์ (รวมถึงเปลือกโลก ) แอสเทโนสเฟียร์ และเปลือกเมโซสเฟียร์^{[ 17 ]}ความลึกตามสมมติฐานของเดลีถึงขอบเขตลิโทสเฟียร์-แอสเทโนสเฟียร์มีตั้งแต่ 80 ถึง 100 กม. (50 ถึง 62 ไมล์) และส่วนบนของเปลือกเมโซสเฟียร์ (ฐานของแอสเทโนสเฟียร์) อยู่ที่ 200 ถึง 480 กม. (124 ถึง 298 ไมล์) ดังนั้น แอสเทโนสเฟียร์ของเดลีจึงถูกสรุปว่ามีความหนา 120 ถึง 400 กม. (75 ถึง 249 ไมล์) ตามที่เดลีกล่าวไว้ ฐานของชั้นมีโซสเฟียร์ของโลกที่เป็นของแข็งอาจขยายไปถึงฐานของชั้นแมนเทิล (และด้วยเหตุนี้จึงขยายไปถึงส่วนบนสุดของแกนโลก )

คำศัพท์อนุพันธ์เมโซเพลตถูกนำมาใช้เป็นแนวทางโดยอิงจากการรวมกันของ "เมโซสเฟียร์" และ "เพลต" สำหรับกรอบอ้างอิงที่สมมติขึ้นซึ่งมีจุดร้อน ในเนื้อโลก ^{[ 18 ]}

• บริเวณที่มีความเร็วเฉือนต่ำขนาดใหญ่