地球动力学的核心研究内容之一是固体地球圈层之间物质和能量的交换及其引发的大规模构造-岩浆运动。地壳和地幔是对人类生存有着巨大影响的固体地球圈层。壳幔交换动力学决定了地壳和地幔的形成、改造和演化，对构造-岩浆活动、全球气候变化以及大规模成矿作用具有深远影响。壳幔交换动力学科研团队旨在开发岩石学、矿物学以及地球化学的先进手段，并利用其来剖析壳幔在古老和现今俯冲带的物质和能量交换过程与机制，为壳幔形成和演化、气候变化、成矿作用等重大科学问题提供强有力制约。