利用约翰霍普金斯大学地球化学家迪米特里·斯韦尔杰斯基(Dimitri Sverjensky)建立的模型,华盛顿卡耐基研究所的文森佐·斯塔尼奥(Vincenzo Stagno)和约翰霍普金斯大学研究生黄芳(Fang Huang)首次计算了地球表面下方100英里深处流体里存在的碳含量以及类型,在那里温度高达1149摄氏度。
斯韦尔杰斯基的理论模型名为地球深处水模型,它使得研究小组可以确定地球地幔里流体的化学组成成分,这些流体从下降的地球板块里所流出。某些与地幔橄榄岩矿物质保持平衡的流体包含科学家们所预料的二氧化碳和甲烷。但那些与钻石和榴辉岩矿物质相平衡的流体则包含溶解的有机碳物种,后者包含类似醋的乙酸。
科学家们之前并不知道地球深处存在这些这些高浓度的易溶解的碳物种,这表明它们帮助运输了大量俯冲带的碳至叠加的地幔楔体,在那里碳可能会改变地幔并影响碳元素的循环,碳元素最终将回到地球大气层。
研究小组还认为这些包含有机碳物种的地幔流体可能以之前未知的方式创造了钻石。科学家们一直相信钻石的形成源于以二氧化碳或者甲烷开始的化学反应。这些有机物种提供了一系列不同的初始材料,并最终创造了宝石矿石。