Karbon döngüsü
Derin karbon döngüsü > Alt mantodaki karbon

Karbon esas olarak mantoya, okyanus kabuğunun tektonik plakaları üzerinde karbonat bakımından zengin çökeltiler şeklinde girer ve bu da karbonu, batma işleminden sonra mantoya çeker. Mantodaki, özellikle derin Dünya'daki karbon dolaşımı hakkında çok fazla şey bilinmemektedir, ancak birçok çalışma, elementin söz konusu bölgedeki hareketi ve formları hakkındaki anlayışımızı artırmaya çalışmıştır. Örneğin, 2011 yılında yapılan bir araştırma, karbon döngüsünün alt mantoya kadar uzandığını göstermiştir. Çalışma, Juina/Brezilya'da bir bölgedeki nadir, süper derin elmasları analiz etti ve bazı elmas kalıntılarının toplu bileşiminin, daha düşük manto sıcaklıkları ve basınçları altında bazalt erime ve kristalleşme beklenen sonucuna uygun olduğunu belirledi. Bu nedenle, araştırmanın bulguları bazaltik okyanus litosfer parçalarının, karbonun Dünya'nın derin iç mekânına temel taşıma mekanizması olduğunu göstermektedir. Bu çöktürülmüş karbonatlar düşük manto silikatlarla etkileşime girebilir ve sonunda bulunan gibi süper derin elmaslar oluşturabilir. Bununla birlikte, alt mantoya inen karbonatlar elmas oluşturmanın yanı sıra diğer durumlarla da karşılaşırlar. 2011 yılında karbonatlar, alt manto içinde, Dünya'nın 1800 km derinliğindeki bir ortama maruz bırakıldı. Bunu yapmak manyezit, siderit ve çok sayıda grafit oluşumuyla sonuçlanmıştır. Kayaç biliminin (Petroloji) gözlemlerinin yanı sıra diğer deneyler, manyezitin aslında mantonun çoğunda en kararlı karbonat fazı olduğunu gösteren bu iddiayı desteklemektedir. Bu büyük ölçüde daha yüksek erime sıcaklığının bir sonucudur. Sonuç olarak, bilim adamları karbonatların düşük oksijenli fugasite ortamları tarafından derinlemesine sabitlenmeden önce mantoya inerken azalmaya maruz kaldıkları sonucuna varmışlardır. Magnezyum, demir ve diğer metalik bileşikler süreç boyunca tampon görevi görür. Grafit benzeri karbonitin azaltılmış element formlarının varlığı, karbon bileşiklerinin mantoya inerken azaldığını gösterir.
Polimorfizm karbonat bileşiklerinin kararlılığını Dünya'nın farklı derinliklerinde değiştirir. Örnek vermek gerekirse, laboratuvar denemelerinde ve yoğunluk fonksiyonel teorisi hesaplamaları, tetrahedral olarak koordine edilmiş karbonatların çekirdek-manto sınırına yaklaşan derinliklerde en kararlı olduğunu göstermektedir. 2015 yılında yapılan bir araştırma, düşük mantonun yüksek basıncının karbon bağlarının sp2'den sp3'e hibridize edilmiş orbitallere geçişine neden olduğunu ve bunun da karbon tetrahedral olarak oksijene bağlanma ile sonuçlandığını göstermektedir. CO3 trigonal grupları polimerize edilebilir ağlar oluşturamazken, tetrahedral CO4 karbonun koordinasyon sayısında bir artış ve dolayısıyla karbonat bileşiklerinin alt mantodaki özelliklerinde büyük değişiklikler olduğunu gösterebilir. Örnek olarak, teorik çalışmalar yüksek basıncın karbonat eriyik viskozitesinin artmasına neden olduğunu; eriyiklerin artan viskozitesinin bir sonucu olarak düşük hareketliliği, mantonun derinliklerinde büyük miktarda karbon birikmesine neden olur.
Buna göre, karbon uzun süre alt mantoda kalabilir, ancak büyük karbon yoğunlaşmaları sıklıkla litosfere dönüş yolunu bulur. Karbon gaz çıkışı olarak adlandırılan bu işlem, dekompresyon erimesine maruz kalan karbonatlı mantonun yanı sıra karbon bileşikleri kabuğa doğru taşıyan manto tüylerinin sonucudur. Karbon, volkanik sıcak noktalara yükseldiğinde oksitlenir, daha sonra karbondioksit olarak serbest bırakılır. Bu, karbon atomunun bu gibi alanlarda çıkan bazaltların oksidasyon durumuna uyması için oluşur.