Kol som avgasas från planetariska mantlar genom vulkanisk aktivitet spelar en viktig roll i planetens ytmiljö. Dock, hur kolhalten i jordens mantel fastställdes är fortfarande dåligt förstått. Här visar vi att planetembryonens mantel kan ha varit nästan mättad med kol genom nya högtrycksexperiment och påpekar att kollösligheten hos magma är mycket överensstämmande med det uppskattade kolinnehållet i jord- och månmantel.

Enligt teorin om planetbildning, steniga kroppar som jorden bildades genom upprepade kollisioner från dammiga material. I denna process, ett antal planetembryon i storleken Merkurius eller Mars, bildades, och så småningom smälte dessa kroppar samman och bildade jordiska planeter i vårt solsystem. Under bildandet av planetembryona, det inre av dessa kroppar var sannolikt smält på grund av värmen från strålningsförfallande element och en kollisionsenergi från planetembryona. I detta skede, järn och silikat separeras, och bildar den metalliska kärnan och silikatmanteln. Elementaruppdelning sker mellan den metalliska kärnan och manteln, och siderofila (järnälskande) element tas bort från manteln.

Tidigare studier har experimentellt undersökt kolfördelning mellan flytande kärna och smält mantel i jordlevande planeter, och påpekade att kol som delas in i manteln var mycket mindre än det uppskattade kolinnehållet i jordens mantel idag. Således, hur och när det mesta av kolet i jordens mantel levererades in var ett stort mysterium.

I tidigare experiment, provet var mättat med kol på grund av användningen av en grafitkapsel. Dock, med tanke på kolinnehållet i kondriter som anses vara jordens viktigaste byggsten, det är osannolikt att jorden är mättad med kol. Dessutom, elementfördelningen mellan två faser varierar med koncentrationen av elementet av intresse även om tryck- och temperaturförhållandena är identiska. Således, försiktighet måste iakttas när tidigare experimentella resultat under kolmättade förhållanden gäller terrestra planeter. Ändå, effekten av kolkoncentrationen på dess metall-silikatfördelningsbeteende undersöktes inte. Forskare vid Ehime University, Kyoto universitet, och Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) genomförde nya högtrycksexperiment på kolfördelning mellan metall och silikat med hjälp av kondritiska utgångsmaterial och en SiO ₂ glaskapsel istället för en grafitkapsel.

Som ett resultat, de fann att kolet delades in i smält silikat i provet med hjälp av en SiO ₂ kapseln var nästan mättad med kol. Detta tyder på att om planetariska embryon innehöll samma mängd kol som kondrit, deras mantlar kan också ha varit nästan mättade med kol. Dessutom, om blandningen mellan metallisk kärna och mantel inte var effektiv under sammanslagningen av planetariska embryon, protoplaneternas mantel skulle förväntas behålla nästan mättade mängder kol. Verkligen, lösligheten av kol i magma i jämvikt med metalliskt järn är mycket överensstämmande med den i jordens mantel, vilket tyder på att kolinnehållet i jordens mantel kan vara en naturlig följd av kärnmantelns uppdelning av kol under bildningen av jorden.