Koolstof die door vulkanische activiteit uit planetaire mantels wordt ontgast, speelt een belangrijke rol in het planetaire oppervlaktemilieu. Echter, hoe het koolstofgehalte in de aardmantel werd vastgesteld, is nog steeds slecht begrepen. Hier laten we zien dat de mantel van planetaire embryo's mogelijk bijna verzadigd is met koolstof door nieuwe hogedrukexperimenten en wijzen we erop dat de koolstofoplosbaarheid van magma zeer consistent is met de geschatte koolstofgehalten in terrestrische en maanmantels.

Volgens de theorie van planeetvorming, rotsachtige lichamen zoals de aarde werden gevormd door herhaalde botsingen van stoffige materialen. In dit proces, een aantal planetaire embryo's ter grootte van Mercurius of Mars, werden gevormd, en uiteindelijk versmolten deze lichamen en vormden terrestrische planeten in ons zonnestelsel. Tijdens de vorming van de planetaire embryo's, het binnenste van deze lichamen zou waarschijnlijk gesmolten zijn als gevolg van de hitte door stralingsvervalsende elementen en een botsingsenergie van de planetaire embryo's. In dit stadium, ijzer en silicaat gescheiden, en vormen de metalen kern en silicaatmantel. Elementaire verdeling vindt plaats tussen de metalen kern en de mantel, en siderofiele (ijzerminnende) elementen worden van de mantel verwijderd.

Eerdere studies hebben experimenteel onderzoek gedaan naar koolstofverdeling tussen vloeibare kern en gesmolten mantel in terrestrische planeten, en wees erop dat koolstof verdeeld in de mantel veel kleiner was dan het geschatte koolstofgehalte in de aardmantel van vandaag. Dus, hoe en wanneer het grootste deel van de koolstof in de aardmantel werd afgeleverd, was een groot mysterie.

Bij eerdere experimenten is het monster was verzadigd met koolstof vanwege het gebruik van een grafietcapsule. Echter, gezien het koolstofgehalte in chondrieten die worden beschouwd als de belangrijkste bouwsteen van de aarde, het is onwaarschijnlijk dat het grootste deel van de aarde verzadigd is met koolstof. Bovendien, elementverdeling tussen twee fasen varieert met de concentratie van het betreffende element, zelfs als de druk- en temperatuuromstandigheden identiek zijn. Dus, voorzichtigheid is geboden wanneer eerdere experimentele resultaten onder met koolstof verzadigde omstandigheden van toepassing zijn op terrestrische planeten. Hoe dan ook, het effect van de koolstofconcentratie op het metaalsilicaatverdelingsgedrag werd niet onderzocht. Onderzoekers van de Ehime Universiteit, Universiteit van Kyoto, en het Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) voerden nieuwe hogedrukexperimenten uit op koolstofverdeling tussen metaal en silicaat met behulp van chondritische uitgangsmaterialen en een SiO ₂ glazen capsule in plaats van een grafietcapsule.

Als resultaat, ze ontdekten dat de koolstof in het monster werd verdeeld in gesmolten silicaat met behulp van een SiO ₂ capsule was bijna verzadigd met koolstof. Dit suggereert dat als planetaire embryo's dezelfde hoeveelheid koolstof bevatten als chondriet, hun mantels kunnen ook bijna verzadigd zijn met koolstof. In aanvulling, als de vermenging tussen metalen kern en mantel niet efficiënt was tijdens de samensmelting van planetaire embryo's, de mantel van protoplaneten zou naar verwachting bijna verzadigde hoeveelheden koolstof bevatten. Inderdaad, de oplosbaarheid van koolstof in magma dat in evenwicht is met metallisch ijzer is zeer consistent met die in de aardmantel, wat suggereert dat het koolstofgehalte in de aardmantel een natuurlijk gevolg kan zijn van de kernmantelverdeling van koolstof tijdens de vorming van de aarde.