دورة الكربون المتعمقة
المعطف السفلي

الكربون أساسًا الوشاح على شكل رواسب غنية بالكربونات على الصفائح التكتونية لقشرة المحيط، والتي تسحب الكربون إلى الوشاح عند خضوعه للاندساس. لا يعلم الكثير عن دوران الكربون في الوشاح، خاصة في أعماق الأرض، لكن العديد من الدراسات حاولت زيادة فهمنا لحركة العنصر وأشكاله داخل المنطقة المذكورة. على سبيل المثال، أظهرت دراسة أجريت عام 2011 أن دورة الكربون تمتد على طول الطريق إلى الوشاح السفلي. قامت الدراسة بتحليل الألماس النادر شديد العمق في موقع في جوينا بالبرازيل، حيث حددت أن التركيب السائب لبعض شوائب الماس تطابق النتيجة المتوقعة لذوبان البازلت وتبلوره عن درجات حرارة وضغوط منخفضة للوشاح. وايضا، تشير نتائج التحقيق إلى أن أجزاء الغلاف الصخري المحيطي البازلتية تعمل كآلية نقل رئيسية للكربون إلى باطن الأرض. يمكن أن تتفاعل هذه الكربونات المندمجة مع سيليكات ومعادن الوشاح السفلي، وتشكل في النهاية ماسًا شديد العمق مثل الماس الموجود حاليا .
| خزان | جيجاتونى ج |
| --- | --- |
فوق السطح:  (43-45)\times 10^{3}
القشرة القارية والغلاف الصخري:  (0.9-3.1)\times 10^{8}
القشرة المحيطية والغلاف الصخري:  1.4\times 10^{8}
الوشاح العلوي:  <3.2\times 10^{7}
الوشاح السفلي:  <1.0\times 10^{9}
تشكل الكربونات التي تنحدر إلى الوشاح السفلي مركبات أخرى إلى جانب الماس. في عام 2011، تعرضت الكربونات لبيئة مشابهة لبيئة عمقها 1800 كيلومتر داخل الأرض، داخل الوشاح السفلي. أدى القيام بذلك إلى تكوينات المغنسيت والسيدريت والعديد من أنواع الجرافيت. تدعم التجارب الأخرى - بالإضافة إلى الملاحظات البترولوجية - هذا الادعاء، حيث وجدت أن المغنسيت هو في الواقع أكثر مراحل الكربونات استقرارًا في غالبية الوشاح. هذا إلى حد كبير نتيجة لارتفاع درجة حرارة انصهارها. وبالتالي، خلص العلماء إلى أن الكربونات تخضع للاختزال عند نزولها إلى الوشاح قبل استقرارها في العمق بفعل بيئات تسارع الأكسجين المنخفضة. يعمل المغنيسيوم والحديد والمركبات المعدنية الأخرى كمواد عازلة طوال العملية، يشير وجود الأشكال الأولية للكربون مثل الجرافيت إلى أن مركبات الكربون تقل عندما تنزل إلى الوشاح.
ومع ذلك، فإن تعدد الأشكال يغير استقرار مركبات الكربونات في أعماق مختلفة داخل الأرض. للتوضيح، تقترح عمليات المحاكاة المختبرية وحسابات النظرية الوظيفية للكثافة أن الكربونات المنسقة رباعي السطوح تكون أكثر استقرارًا في الأعماق التي تقترب من حدود اللب والوشاح. تشير دراسة أجريت عام 2015 إلى أن الضغوط العالية للوشاح السفلي تتسبب في انتقال روابط الكربون من المدارات المهجنة، مما يؤدي إلى ارتباط الكربون رباعي السطوح بالأكسجين. لا يمكن للمجموعات المثلثية لثاني أكسيد الكربون أن تشكل شبكات قابلة للبلمرة، بينما يمكن لثاني أكسيد الكربون رباعي السطوح، أن يشير إلى زيادة في عدد تنسيق الكربون، وبالتالي تغييرات جذرية في خصائص مركبات الكربونات في الوشاح السفلي. على سبيل المثال، تشير الدراسات النظرية الأولية إلى أن الضغوط العالية تتسبب في زيادة لزوجة ذوبان الكربونات؛ إن الحركة المنخفضة للانصهار نتيجة لتغيرات الخصائص الموصوفة هي دليل على وجود رواسب كبيرة من الكربون في عمق الوشاح.
وفقًا لذلك، من الممكن أن يبقى الكربون في الوشاح السفلي لمدة زمنية طويلة، ولكن غالبًا ما تجد التركيزات الكبيرة من الكربون طريقها إلى الغلاف الصخري. هذه العملية، التي تسمى إطلاق غازات الكربون، هي نتيجة ذوبان الوشاح الكربوني الذي يخضع للذوبان، وأيضا أعمدة الوشاح التي تحمل مركبات الكربون نحو القشرة. يتأكسد الكربون عند صعوده عبرالنقاط الساخنة البركانية ، حيث يتم إطلاقه على شكل ثاني أكسيد الكربون، يحدث هذا بحيث تتطابق ذرة الكربون مع حالة أكسدة البازلت التي تنفجر في مثل هذه المناطق.