Mantelplumes sind mächtige geologische Ereignisse, die aus einer großen Magmakugel aus dem Mantel bestehen, die Hunderte von Kilometern breit ist, in die obere Kruste aufsteigt und großen Vulkanismus auslöst. Optisch würden sie den aufsteigenden Formen in einer Lavalampe ähneln. Sie können mehr als eine Million Jahre dauern und ein Phänomen erzeugen, das als Hotspot bezeichnet wird. Man nimmt an, dass Mantelplumes ein primärer Mechanismus zur Kühlung des Erdkerns sind, der eine überhitzte Kugel aus festem Eisen und Nickel ist. Die Plumes sind auch eine Methode zur Kühlung des Mantels, aber es wird angenommen, dass sie nach dem Wärmeverlust an den Grenzen der tektonischen Platten mit Abstand an zweiter Stelle steht.
Beweise für Mantelplumes liefern geophysikalische Modelle des Erdinneren sowie persistente Hotspots, die in Bezug auf den Rest des Mantels stationär bleiben, sich jedoch in Bezug auf die Kruste bewegen, während die tektonischen Platten über Jahrmillionen langsam driften . Dieser Drifteffekt ist für die Hawaiian-Emperor Seamount-Kette verantwortlich, die entscheidende Beweise für Mantelplumes lieferte, indem sie zyklische Intensitätsperioden bei Eruptionen in der geologischen Geschichte des Hotspots aufwies. Die Mantelwolke, die die hawaiianischen Inseln hervorgebracht hat, ist eine der bekanntesten der Welt, wegen ihrer zentralen Lage im Pazifischen Ozean sowie der enormen Menge an vulkanischem Material, die sie produziert hat. Vom Meeresboden aus gemessen, ist Hawaiis große Insel etwa 50 % größer als der Mount Everest.
Man nimmt an, dass Mantelwolken die Ursache für große magmatische Provinzen sind. Eine große magmatische Provinz ist ein magmatisches Gesteinsfeld mit einer Ausdehnung von einigen Millionen km2 und einem Volumen in der Größenordnung von 1 Million km3, das in einem geologisch kurzen Zeitraum von weniger als einer Million Jahren entstanden ist. Diese können aus dem langsamen, kontinuierlichen Ausbruch von Lava oder der eher abrupten Freisetzung von Lava bei einem sogenannten Supervulkan-Ereignis entstehen. Vor 2.2 Millionen Jahren schleuderte ein Supervulkan im heutigen Yellowstone Park bei einer plötzlichen Eruption 2,500 km3 Lava aus, bedeckte Nordamerika mit Asche und bedeckte die Erde in einem vulkanischen Winter, der möglicherweise eine weltweite Abkühlung eingeleitet hat.